FR2669763A1 - Dispositif de limitation du debit de circulation d'eau sous pression de refroidissement du cóoeur d'un reacteur nucleaire a eau sous pression et son utilisation. - Google Patents

Abstract

Le dispositif comporte un élément de support et de guidage (17) de forme tubulaire engagé sur la manchette (6) dans une disposition coaxiale par rapport à la manchette et au conduit (5) de la colonne d'instrumentation (4) et en appui sur un épaulement (11a) en saillie radiale de la manchette (6). Un élément de fermeture (20) de forme annulaire est monté mobile sur l'élément de support et de guidage (17) dans la direction axiale. L'élément de fermeture (20) est engagé sur la manchette (6) de manière glissante et comporte une surface plane d'extrémité (21a) dirigée vers l'extrémité de la colonne d'instrumentation (4). Un ressort de rappel (22) assure le rappel de l'élément de fermeture (20) en direction de la colonne d'instrumentation (4) de manière à appliquer la surface plane (21a) sur l'extrémité de la colonne d'instrumentation. Le dispositif permet de limiter ou de supprimer les vibrations d'un doigt de gant (14) engagé dans le conduit interne (5) de la colonne d'instrumentation (4).

Description

L'invention est relative à un dispositif de limitation du débit de circulation d'eau de refroidissement du coeur d'un réacteur nucléaire à eau sous pression dans le conduit interne d'une colonne d'instrumentation.

Les réacteurs nucléaires à eau sous pression comportent un coeur formé d'assemblages de forme prismatique disposés verticalement et reposant sur une plaque de support à l'intérieur de la cuve du réacteur nucléaire.

Pendant le fonctionnement du réacteur nucléaire, il est nécessaire de réaliser périodiquement des mesures de flux neutronique à l'intérieur même du coeur et on utilise pour cela des détecteurs à fission de petite dimension qui sont déplacés par commande à distance, à l'intérieur de tubes fermés à l'une de leurs extrémités appelés doigts de gant. Les doigts de gant sont introduits dans certains assemblages du coeur, suivant une répartition prédéterminée et sur toute la hauteur de ces assemblages. Par déplacement des détecteurs de flux à l'intérieur des doigts de gant introduits dans les assemblages, on peut effectuer des mesures de flux suivant toute la hauteur du coeur.Les doigts de gant doivent pouvoir être extraits des assemblages du coeur, par exemple pour permettre les opérations de rechargement du coeur du réacteur ; pour cela, on exerce une traction sur l'extrémité du doigt de gant depuis un local d'instrumentation disposé latéralement par rapport au puits de cuve du réacteur.

Les doigts de gant pénétrent dans la cuve par le fond inférieur de celle-ci et parviennent à l'extré- mité inférieure d'entrée des tubes-guides qui débouchent dans les embouts inférieurs des assemblages combustibles ; avant de parvenir au tube-guide et à l'embout de l'assemblage combustible correspondant, le doigt de gant traverse un ensemble de moyens de guidage faisant partie des structures internes du réacteur nucléaire et situés entre le fond de cuve et l'assemblage. Ces moyens de guidage comportent, pour chacun des passages d'un doigt de gant, une manchette de traversée du fond de cuve solidaire du fond de cuve et une colonne d'instrumentation fixée sur les équipements internes du réacteur disposés dans la cuve.

La manchette de traversée et la colonne d'instrumentation sont disposées dans une direction verticale et dans le prolongement l'une de l'autre.

La partie supérieure de la manchette de traversée disposée à l'intérieur de la cuve vient s'engager dans la partie inférieure de la colonne d'instrumentation, au moment de la mise en place des équipements internes inférieurs dans la cuve du réacteur.

Le diamètre de la manchette de traversée est sensiblement inférieur au diamètre intérieur de la colonne d'instrumentation, dans sa partie inférieure d'entrée.

I1 subsiste donc un certain jeu radial entre la manchette et la surface intérieure de la colonne d'instrumentation.

La manchette de traversée et la colonne d'instrumentation dont le conduit interne présente un diamètre supérieur au diamètre extérieur du doigt de gant constituent des moyens de guidage du doigt de gant dans la partie inférieure de la cuve à l'intérieur desquels le doigt de gant peut être introduit et déplacé, du fait du jeu radial entre sa surface externe et la surface interne du conduit de guidage.

La plaque inférieure de coeur est percée d'ouvertures en alignement avec chacun des tubes-guides d'instrumentation destinés à recevoir un doigt de gant.

Sur la face supérieure de la plaque inférieure de coeur est fixée une douille située en vis-à-vis de l'extrémité d'entrée du tube-guide, à l'intérieur de l'embout inférieur de l'assemblage combustible. Pour faciliter la mise en place des assemblages combustibles au moment du rechargement du coeur et pour permettre leur libre dilatation, l'extrémité de la douille constituant la partie terminale des moyens de guidage du doigt de gant est placée à une certaine distance de l'extrémité du tube-guide d'instrumentation située dans embout inférieur de l'assemblage. Cette distance est généralement de l'ordre de 35 mm.

Pendant le fonctionnement du réacteur, le volume intérieur de la cuve est parcouru par de l'eau sous pression circulant à une très grande vitesse et constituant le fluide de refroidissement du réacteur. Ce débit d'eau à très grande vitesse produit une excitation vibratoire des doigts de gant qui est principalement due à la vitesse de circulation de l'eau entre le doigt de gant et la surface intérieure du conduit de guidage de la colonne d'instrumentation. Une excitation de moindre importance est également due à la turbulence dans la zone non guidée du doigt de gant, entre les équipements internes inférieurs et l'embout inférieur de l'assemblage combustible. Les chocs et les vibrations qui en résultent produisent une usure et une détérioration des doigts de gant, ce qui entraîne une réduction de leur durée de vie.

On a décrit, dans la demande de brevet fran çais 2.592.517 déposée par la Société FRAMATOME, un dispositif de protection antivibratoire d'un doigt de gant qui comporte une embase tubulaire fixée sur la face supérieure de la plaque inférieure de coeur et une douille de guidage montée coulissante dans la direction axiale à l'intérieur de l'embase. L'embase et la douille de guidage sont disposées de manière coaxiale par rap port à l'ouverture de la plaque inférieure de coeur et aux tubes-guides de l'assemblage.

La douille de guidage est rappelée par un moyen élastique, dans la direction axiale, en direction de l'assemblage combustible dans lequel est introduit le doigt de gant. L'extrémité de la douille de guidage est maintenue par le moyen élastique en contact avec l'em- bout inférieur de l'assemblage combustible. On obtient ainsi un guidage et une protection du doigt de gant, sur son parcours entre la plaque inférieure de coeur et l'embout de l'assemblage.

Un tel dispositif permet de limiter le débit de passage de l'eau de refroidissement dans la colonne d'instrumentation et de protéger le doigt de gant dans la zone située entre la plaque inférieure de coeur et l'embout de l'assemblage, c'est-à-dire dans une zone où le fluide de refroidissement du réacteur circule en régime turbulent.

Cependant, un tel dispositif présente l'inconvénient d'exercer une certaine force de soulèvement sur l'assemblage, par l'intermédiaire de son embout inférieur sur lequel la douille de guidage rappelée vers le haut par le ressort vient en appui. En outre, pendant les opérations de chargement du coeur, les dispositifs de protection des doigts de gant fixés sur la plaque inférieure de coeur entraînent par leur présence une certaine gêne pour les opérations de manutention et de mise en place des assemblages combustibles.

D'autre part, dans certains types de réacteur nucléaire, les assemblages du coeur présentent un embout inférieur dont la structure et les dimensions ne permettent pas le montage d'un dispositif de guidage selon le brevet 2.592.517.

Dans le cas de réacteurs nucléaires à eau sous pression comportant une instrumentation traversant le couvercle ou la paroi de la cuve par l'intermédiaire de manchettes de traversée engagées avec un jeu radial dans des conduits d'instrumentation qui peuvent être verticaux ou horizontaux, il n'est plus possible d'envisager l'utilisation de dispositifs de protection antivibratoire des doigts de gant tels que décrits dans la demande de brevet français 2.592.517.

De manière générale, on ne connaît pas de dispositif de limitation du débit de circulation d'eau sous pression de refroidissement du coeur d'un réacteur nucléaire à eau sous pression permettant, dans tous les cas, de réduire le débit d'eau de refroidissement dans le conduit interne d'une colonne d'instrumentation, afin de réduire ou de supprimer les vibrations d'un doigt de gant passant dans la colonne d'instrumentation.

Le but de l'invention est donc de proposer un dispositif de limitation du débit de circulation d'eau sous pression de refroidissement du coeur d'un réacteur nucléaire à eau sous pression, dans le conduit interne d'une colonne d'instrumentation assurant le guidage d'une sonde de mesure à l'intérieur de la cuve du réacteur dont la paroi est traversée, dans le prolongement de la colonne d'instrumentation, par une manchette de traversée ayant une extrémité située à l'intérieur de la cuve engagée dans une partie d'extrémité du conduit interne de la colonne d'instrumentation avec un jeu radial et comportant un épaulement en saillie radiale à I'extrieur de la colonne d'instrumentation, ce dispositif de limitation de débit permettant d'éviter d'exercer des efforts sur les embouts inférieurs des assemblages combustibles et de gêner la manutention des assemblages lors d'un rechargement et pouvant être utilisé sur tout type de réacteurs nucléaires, quelle que soit la disposition de l'instrumentation du réacteur.

Dans ce but, le dispositif suivant l'invention comporte - un élément de support et de guidage de forme tubulaire engagé sur la manchette dans une disposition coaxiale par rapport à la manchette et au conduit de la colonne d'instrumentation et en appui sur l'épaulement en saillie radiale, - un élément de fermeture de forme annulaire monté mobile sur l'élément de support et de guidage, dans la direction axiale et engagé sur la manchette de manière glissante, comportant une surface plane d'extrémité dirigée vers l'extrémité de la colonne d'instrumentation dont le diamètre extérieur est supérieur au diamètre de la colonne d'instrumentation, - et un ressort de rappel intercalé entre l'élément de support et l'élément de fermeture, de manière à assurer le rappel de l'élément de fermeture en direction de la colonne d'instrumentation et à appliquer la surface plane de l'élément de fermeture sur l'extrémité de la colonne d' instrumentation.

Afin de bien faire comprendre l'invention, on va maintenant décrire, à titre d'exemples non limitatifs, en se référant aux figures jointes en annexe, plusieurs modes de réalisation d'un dispositif de limitation de débit suivant l'invention.

La figure 1 est une vue en coupe par un plan vertical de la partie inférieure de la cuve d'un réacteur nucléaire à eau sous pression et des équipements internes de la cuve comportant des colonnes de guidage d'instrumentation.

La figure 2 est une vue en coupe par un plan vertical à plus grande échelle d'un dispositif suivant l'invention associé à une colonne d'instrumentation du réacteur.

La figure 3 est-une vue en coupe analogue à la vue de la figure 2, dans le cas d'une manchette de traversée présentant un désalignement par rapport à la colonne d' instrumentation correspondante.

La figure 4 est une vue en coupe analogue à la vue de la figure 2, d'une première variante de réalisation du dispositif suivant l'invention.

La figure 5 est une vue en coupe analogue à la vue de la figure 2, d'une seconde variante de réalisation d'un dispositif suivant l'invention.

La figure 6 est une vue en coupe par un plan vertical d'une manchette de traversée dont la fixation sur le fond de cuve est réalisée suivant une première variante du mode de fixation usuel.

La figure 7 est une vue en coupe d'une manchette de traversée dont la fixation sur le fond de cuve est réalisée suivant une seconde variante du mode de fixation usuel.

Sur la figure 1, on voit le fond de cuve bombé 1 d'un réacteur nucléaire à eau sous pression ainsi que la plaque inférieure de coeur 2 sur laquelle viennent reposer les assemblages combustibles, à l'intérieur d'un cloisonnement 3, pour constituer le coeur du réacteur.

Entre le fond 1 et la plaque 2 sont disposées des colonnes d'instrumentation 4 faisant partie des structures internes du réacteur nucléaire et comportant des conduits internes de guidage 5 d'un diamètre supérieur au diamètre extérieur des doigts de gant destinés à être déplacés à l'intérieur des colonnes d'instrumentation.

Des manchettes 6 traversant le fond bombé 1 de la cuve dans une direction verticale sont engagées chacune dans la partie inférieure du conduit interne d'une colonne d'instrumentation, par une partie d'ex trémité située à l'intérieur de la cuve. Les manchettes 6 présentent un diamètre extérieur sensiblement inférieur au diamètre du conduit de la colonne d'instrumentation, de sorte que lors de la mise en place des équipements internes du réacteur à l'intérieur de la cuve, les colonnes d'instrumentation puissent être engagées sur les manchettes sans difficulté.

Les doigts de gant peuvent être déplacés à l'intérieur de tubes de guidage 8 fixés chacun à une manchette 6 à l'une de ses extrémités et débouchant dans la salle d'instrumentation attenante au puits de cuve du réacteur, à son autre extrémité. Les doigts de gant parviennent ainsi dans les conduits internes 5 des colonnes d'instrumentation dont le diamètre est décroissant entre l'orifice d'introduction de la manchette 6 et une douille 10 fixée sur la plaque inférieure de coeur 2. Le conduit de passage 5 des colonnes d'instrumentation 4 a un diamètre qui reste cependant toujours sensiblement supérieur au diamètre extérieur du doigt de gant.

On a représenté par des flèches 16 sur la figure 1, la circulation de l'eau de refroidissement dans la partie inférieure de la cuve. L'eau de refroidissement provenant de la partie supérieure de la cuve est renvoyée dans la direction verticale et vers le haut, dans la partie inférieure de la cuve, afin de pénétrer dans le coeur du réacteur, par des trous de passage à travers la plaque inférieure de coeur 2. Une partie de l'eau de refroidissement est ainsi amenée à pénétrer dans le conduit interne des colonnes d'instrumentation par son extrémité inférieure dans laquelle est engagée une manchette, avec un certain jeu radial.

L'eau de refroidissement circule à grande vitesse à l'intérieur du conduit 5 des colonnes 4, de sorte qu'un doigt de gant introduit dans le conduit 5 est susceptible d'entrer en vibration à l'intérieur du conduit et de subir des détériorations par frottement ou par choc contre les parois du conduit.

Sur la figure 2, on a représenté la partie inférieure d'une colonne d'instrumentation 4 et une manchette 6 traversant le fond bombé 1 de la cuve du réacteur, dont la partie supérieure disposée à l'intérieur de la cuve est engagée à l'intérieur de la partie inférieure du conduit 5 de la colonne d'instrumentation 4.

La manchette 6 comporte dans sa partie disposée à l'intérieur de la cuve une zone 11 élargie diamétralement délimitée vers le haut par un épaulement lla en saillie radiale par rapport à la surface de la partie courante de la manchette 6.

Un dispositif de limitation de débit selon l'invention désigné de manière générale par le repère 12 est intercalé entre l'épaulement lîa et l'extrémité inférieure de la colonne d'instrumentation 4, de façon à limiter le débit d'eau de refroidissement circulant dans le conduit 5, dans la direction verticale et vers le haut (flèche 13), à une valeur très faible.

La manchette 6 est engagée pratiquement sans jeu dans une ouverture traversant le fond de cuve et fixée de manière étanche dans l'ouverture par une soudure circulaire 15 effectuée sur la surface intérieure du fond de cuve. La zone 11 de la manchette élargie diamétralement permet d'éviter une éjection de la manchette à l'extérieur de la cuve sous l'effet de la pression de l'eau de refroidissement, dans le cas d'une rupture de la soudure de fixation et d'étanchéité 15.

L'alésage intérieur de la manchette 6 présente un diamètre légèrement supérieur au diamètre du doigt de gant 14 qui traverse le fond de cuve par l'intermédiaire de la manchette 6 pour pénétrer ensuite dans le conduit interne 5 de la colonne d'instrumentation 4, dans une direction verticale.

La limitation à une valeur très faible du débit d'eau circulant dans la direction verticale à l'intérieur du conduit 5, grâce au dispositif 12 suivant l'invention, permet de supprimer ou de limiter de manière importante les vibrations du doigt de gant 14 à l'intérieur du conduit 5.

Le dispositif 12 comporte un élément de support et de guidage 17 de forme tubulaire comportant un moyeu central 17a et une virole externe 17b de forme cylindrique présentant un même axe de symétrie. Le support 17 a donc la forme d'une cloche.

Le moyeu 17a comporte un alésage permettant un engagement pratiquement sans jeu du moyeu sur la partie d'extrémité de la manchette 6 au-dessus de la zone 11 à grand diamètre, Le support 17 engagé sur la manchette 6 par l'intermédiaire du moyeu 17a vient en appui sur l'épaulement lia de la manchette 6.

La virole externe 17b du support 17 comporte des fentes longitudinales telles que 18 dans chacune desquelles est engagé un pion de guidage 19 solidaire de l'élément de fermeture 20 du dispositif 12 de forme tubulaire.

De préférence, l'élément de fermeture et de guidage 17 comporte trois fentes longitudinales 18 disposées à 1200 autour de son axe.

L'élément de fermeture 20 du dispositif de limitation de débit 12 est réalisé sous forme tubulaire et comporte une virole externe sur laquelle sont fixés les pions de guidage 19 coopérant avec les fentes 18 de l'élément de support et de guidage 17.

L'élément de fermeture 20 en forme de cloche comporte un moyeu central tubulaire 20a dont le diamètre intérieur est légèrement supérieur au diamètre de la partie courante de la manchette 6.

L'élément de fermeture 20 comporte également une paroi d'extrémité 21 joignant le moyeu central 20a et la virole externe de l'élément 20 et comportant une surface externe plane 21a de forme annulaire dont le diamètre extérieur est sensiblement supérieur au diamètre de la partie d'extrémité de la colonne d'instrumentation 4.

L'élément de fermeture 20 est engagé, par l'intermédiaire de l'alésage du moyeu central 20a, sur la manchette 6, au-dessus de l'élément de support 17 et de l'épaulement îla de la manchette.

Un faible jeu radial J subsiste entre le moyeu central 20a de l'élément de fermeture et la surface extérieure de la manchette 6.

Un ressort hélicoïdal 22 placé dans une disposition coaxiale par rapport à la manchette 6 et au dispositif 12 à structure tubulaire est intercalé entre l'élément de support 17 et l'élément de fermeture 20 du dispositif 12. Le ressort hélicoïdal 22 est engagé à l'une de ses extrémités sur le moyeu 17a de l'élément de support 17 et à son autre extrémité sur le moyeu central 20a de l'élément de fermeture 20.

Le ressort hélicoïdal 22 constitue un moyen de rappel de l'élément de fermeture 20 dans la direction verticale et vers le haut assurant l'application de la surface plane 21a de l'élément de fermeture 20 contre l'extrémité de la colonne d'instrumentation 4.

Le dispositif de limitation de débit 12 est mis en place sur la manchette 6, à l'intérieur de la cuve du réacteur, pendant une période d'entretien du réacteur, les équipements internes inférieurs du réacteur comportant les colonnes d'instrumentation 4 étant sortis de la cuve.

Chacune des manchettes traversant le fond de cuve 1 reçoit un dispositif de limitation de débit 12 comportant un élément de support et un élément de fermeture préassembles par l'intermédiaire des pions 19 et des fentes 18. Le dispositif 12 est engagé sur l'extrémité de la manchette par l'intermédiaire des alésages des moyeux 17a et 20a des éléments 17 et 20, de manière à venir reposer sur l'épaulement îîa.

L'élément de fermeture 20 repose sur le ressort 22 dont la partie inférieure est en appui sur l'élément de support 17. Le ressort 22 maintient la surface supérieure plane d'appui 21a de l'élément de fermeture 20 dans une position située au-dessus du niveau de l'extrémité inférieure des colonnes d'instrumentation 4, lorsque les équipements internes sont en position à l'intérieur de la cuve.

Lors de la remise en place des équipements internes dans la cuve, chacune des colonnes d'instrumentation 4 vient alors en appui, par l'intermédiaire de son extrémité inférieure, sur la surface plane supérieure 21a d'un élément de fermeture 20 et produit une certaine compression du ressort 22 par déplacement vers le bas de l'élément de fermeture 20. Le ressort 22 comprimé entre les éléments 20 et 17 assure le rappel de la surface supérieure plane de fermeture 21 de l'élément 20 contre l'extrémité de la colonne d'instrumentation 4, l'élément de support 17 étant en appui contre l'épaule- ment îla de la manchette.

L'eau de refroidissement du réacteur ne peut passer à l'intérieur du conduit interne 5 de la colonne d'instrumentation 4 qu'à travers l'espace annulaire ménagé entre le moyeu 20a de l'élément 20 et la surface extérieure de la manchette 6 dont la largeur est égale au jeu radial J.

Le débit de l'eau de refroidissement dans le conduit 5 est donc limité à une très faible valeur.

Sur la figure 3, on a représenté un dispositif de limitation de débit 12 identique au dispositif représenté sur la figure 2, ce dispositif 12 étant intercalé entre une manchette 6 et une colonne d'instrumentation 4 dont les axes respectifs 25 et 26 sont dans des positions décalées et désalignées.

Une telle configuration peut se presenter du fait d'un léger défaut de réalisation ou de positionnement des équipements internes inférieurs du réacteur ou du fait d'un léger défaut de positionnement de la manchette.

L'élément de fermeture 20 présente une dimension suffisante pour que sa surface d'appui supérieure plane 21a vienne en contact avec la partie d'extrémité de la colonne d'instrumentation 4 sur toute sa périphérie dans le cas d'un décalage et d'un désalignement de la manchette par rapport à la colonne d'instrumentation correspondant aux tolérances de positionnement des équipements internes par rapport aux manchettes. Le jeu
J entre le moyeu central 20a de l'élément de fermeture 20 et la manchette 6 doit également présenter une valeur suffisante pour permettre une orientation de l'élément de fermeture 20, adaptée au désalignement des axes 25 et 26.

Généralement, un jeu radial J de 0,2 à 0,4 mm permet d'obtenir une orientation satisfaisante de l'élé- ment de fermeture 20, pour les désalignements observés habituellement lors de la mise en place des équipements internes inférieurs d'un réacteur nucléaire à eau sous pression.

Sur la figure 4, on a représenté un dispositif 12' de limitation de débit suivant l'invention permettant d'améliorer l'orientation et l'adaptation du dispo sitif dans le cas d'un désalignement de l'axe de la manchette 6 par rapport à l'axe de la colonne d'instrumentation 4.

L'élément de support 17' du dispositif 12' comporte, à sa partie inférieure, une portée d'appui 28 de forme sphérique venant reposer sur une portée sphérique correspondante d'une bague 27 en appui sur l'épaulement îîa de la manchette 6.

Le moyeu central 17'a de l'élément de support 17' est engagé sur la manchette 6, par l'intermédiaire de son alésage, un jeu radial J' étant ménagé entre l'alésage et la manchette.

Le jeu J' est sensiblement supérieur au jeu J entre l'alésage interieur du moyeu 20'a de l'élément de fermeture 20' et la manchette 6.

La disposition représentée sur la figure 4 permet de faciliter l'orientation du dispositif 12', dans le cas d'un désalignement important entre la manchette et la colonne d'instrumentation, grâce à la présence des portées d'appui sphériques et du jeu J'.

Sur la figure 5, on a représenté un dispositif de limitation 12" suivant l'invention intercalé entre une manchette de traversée 6 et une colonne d'instrumentation 4 et adapté au cas où le dispositif de limitation de débit est utilisé sur un réacteur existant ayant une configuration telle que la distance verticale entre l'épaulement lîa de la manchette 6 et l'extrémité inférieure de la colonne d'instrumentation 4 ait une valeur faible.

Dans ce cas, l'élément de support 17" du dispositif 12" présente un moyeu central 17"a d'une forme particulière et comportant un épaulement interne 29 venant en appui sur l'épaulement ila de la manchette 6.

Cette forme du moyeu central 17"a permet de réduire la distance entre la surface d'appui de l'élément de support 17" constituée par l'épaulement 29 et la surface supérieure 21"a de l'élément de fermeture 20".

Cette distance L1 peut présenter, lors de la compression du ressort 22", une valeur sensiblement inférieure à la valeur minimale de la distance correspondante verticale
L dans le cas du dispositif représenté sur les figures 2 et 3.

En effet, la course du ressort intercalé entre l'élément de support et l'élément de fermeture du dispositif est prévue pour permettre une adaptation du dispositif au cas de variations relatives du niveau des pièces liées à la cuve telles que les manchettes et des pièces liées aux équipements internes inférieurs telles que les colonnes d'instrumentation. Ces variations peuvent être dues aux dilatations thermiques, aux tolérances de fabrication et de montage et aux conditions de supportage des équipements internes.

Cependant, dans le cas où l'on dispose d'un espace de faible hauteur entre l'épaulement des manchettes et la partie inférieure des colonnes d'instrumentation, il peut être nécessaire de recourir à un dispositif tel que le dispositif 12" représenté sur la figure 5.

L'étanchéité entre la surface supérieure de l'élément de fermeture du dispositif et l'extrémité de la colonne d'instrumentation est assurée grâce au ressort permettant d'appliquer la surface plane de l'élément de fermeture contre la colonne d'instrumentation avec une force d'appui suffisante.

Cette force d'appui peut être d'environ 20 daN. Cette action du ressort est amplifiée d'une valeur sensiblement équivalente, par l'effet de la différence de pression P entre la partie inférieure et la partie supérieure de la colonne d'instrumentation, s'exerçant sur l'élément de fermeture 20.

En effet, la surface supérieure de l'élément de fermeture 20 est soumise, au niveau de la colonne 4, à la pression interne de cette colonne qui correspond à la pression à la partie supérieure de la colonne, lorsque l'élément de fermeture 20 est en position d'obturation de la partie inférieure de la colonne 4.

La surface inférieure de l'élément de fermeture est soumise à la pression de l'eau de refroidissement à la partie inférieure de la colonne, cette pression étant supérieure de 0,5 bar environ à la pression à la partie supérieure de la colonne.

L'élément de fermeture 20 se trouve donc appliqué contre l'extrémité de la colonne d'instrumentation sous l'effet de cette différence de pression P.

La soudure de fixation de la manchette 6 sur le fond de cuve, telle que la soudure 15 représentée sur la figure 2, est susceptible d'être soumise à des sollicitations accrues, du fait que le dispositif de limitation de débit suivant l'invention se trouve en appui contre un épaulement de la manchette.

En particulier, dans le cas d'un blocage des éléments du dispositif montés coulissants sur la manchette, un effort vertical relativement important peut être transmis à la manchette, lors de la mise en place des équipements internes.

Il peut être avantageux, dans le cas de réacteurs nucléaires dont les manchettes de traversée du fond de cuve sont destinées à recevoir des dispositifs de limitation de débit suivant l'invention, de prévoir un mode de fixation de la manchette de traversée du fond de cuve qui permette d'améliorer la résistance de la manchette aux efforts de direction axiale.

Sur les figures 6 et 7, on a représenté des manchettes dont la résistance aux efforts axiaux est améliorée.

Sur la figure 6, la manchette 30 traversant le fond de cuve 1 comporte une partie 31 à grand diamètre limitée à ses extrémités par des épaulements 31a et 31b.

L'épaulement supérieur 31a permet la mise en appui d'un dispositif de limitation de débit 12 suivant l'invention, de la manière décrite plus haut.

La manchette 30 est d'autre part engagée dans une ouverture 32 traversant le fond de cuve 1. L'ouverture 32 comporte une partie à faible diamètre et une partie à grand diamètre séparées par un épaulement 32a sur lequel vient en appui l'épaulement inférieur 31b de la partie à grand diamètre de la manchette 30. Une soudure 33 complète la fixation de la manchette 30 engagée dans l'ouverture 32, sur le fond de cuve 1.

Sur la figure 7, on a représenté une manchette de traversée 34 d'un fond de cuve 1 comportant une partie filetée 34a vissée à l'intérieur d'une partie taraudée 35a d'une ouverture 35 traversant le fond de cuve 1.

Une soudure 36 complète la fixation de la manchette 34 sur le fond de cuve 1. La manchette 34 peut également comporter un épaulement venant en appui sur un épaulement correspondant de l'ouverture 35, de manière à assurer une retenue axiale encore améliorée de la manchette 34.

On peut assurer un fonctionnement satisfaisant du dispositif de limitation de débit suivant l'invention, dans tous les cas, quelle que soit la configuration des équipements internes et de la cuve du réacteur nucléaire. Il est en effet possible de prévoir une amplitude de déplacement de l'élément de fermeture du dispositif et des caractéristiques du ressort de rappel permettant de faire face à toutes les situations, en choisissant des valeurs largement dimensionnées, pour cette amplitude de déplacement et pour ces caractéristiques du moyen de rappel.

Le dispositif suivant l'invention permet de limiter ou de supprimer les vibrations des doigts de gant à l'intérieur des colonnes d'instrumentation, de manière simple et efficace.

Le dispositif n'introduit aucune contrainte, lors du chargement des assemblages combustibles dans le coeur et n'exerce aucune force sur les embouts inférieurs des assemblages mis en place dans le coeur.

En outre, ce dispositif peut être adapté à tout type de réacteur et en particulier à tous les réacteurs nucléaires à eau sous pression actuellement en service.

Le dispositif peut être facilement séparé de la manchette et sorti de la cuve du réacteur, après enlèvement des équipements internes inférieurs, puisqu'il est simplement engagé sur une manchette de traversée sans être lié à cette manchette qui reste fixée sur le fond de la cuve. Le démontage du dispositif peut être nécessaire pour effectuer son contrôle, sa modification ou sa réparation ou pour permettre un accès à la soudure de la manchette sur le fond de cuve, pour effectuer le contrôle de cette soudure.

L'invention ne se limite pas aux modes de réalisation qui ont été décrits.

C'est ainsi que l'élément de support et l'élément de fermeture du dispositif peuvent avoir une forme différente de la forme en cloche qui a été décrite en regard des figures.

Les éléments de guidage de l'élément de support et de l'élément de fermeture peuvent être réalisés sous une forme différente des pions et fentes qui ont été décrits plus haut.

Le dispositif suivant l'invention peut être utilisé non seulement pour réaliser la fermeture du conduit interne d'une colonne d'instrumentation verticale débouchant au-dessus du fond de cuve et dans laquelle est engagée l'extrémité d'une manchette de traversée du fond de cuve mais encore pour réaliser la fermeture de l'extrémité supérieure du conduit interne d'une colonne d'instrumentation disposée sous le couvercle de la cuve d'un réacteur nucléaire, à la partie supérieure de la cuve. Cette disposition peut en effet être adoptée dans le cas où l'instrumentation du réacteur nucléaire traverse le couvercle de cuve par l'intermédiaire de manchettes qui sont engagées, à l'intérieur de la cuve, dans le conduit interne de colonnes d'instrumentation verticales disposées dans la partie supérieure de la cuve.

Le dispositif suivant l'invention peut également être utilisé dans le cas où les sondes d'instrumentation du coeur traversent la paroi latérale de la cuve à l'intérieur de manchettes qui sont engagées dans des conduits d'instrumentation ayant une disposition horizontale à l'intérieur de la cuve. Dans tous les cas, le dispositif peut être placé de manière simple sur la manchette de traversée et intercalé entre la manchette et la colonne ou le conduit d'instrumentation.

Le dispositif suivant l'invention peut être utilisé pour équiper les conduits d'instrumentation de tout réacteur nucléaire à eau sous pression, qu'il s'agisse de réacteurs nucléaires en service, l'opération de montage des dispositifs de limitation de débit étant alors effectuée sous eau à l'intérieur de la cuve, après enlèvement des équipements internes inférieurs ou qu'il s'agisse de réacteurs nucléaires neufs, avant leur mise en service.

Claims (10)

REVENDICATIONS

1.- Dispositif de limitation du débit de circulation d'eau sous pression de refroidissement du coeur d'un réacteur nucléaire à eau sous pression, dans le conduit interne (5) d'une colonne d'instrumentation (4) assurant le guidage d'une sonde de mesure à l'intérieur de la cuve du réacteur dont la paroi (1) est traversée, dans le prolongement de la colonne d'instrumentation (4), par une manchette de traversée (6) ayant une extrémité située à l'intérieur de la cuve engagée dans une partie d'extrémité du conduit interne (5) de la colonne d'instrumentation (4) avec un jeu radial et comportant un épaulement (11, îîa, 31a) en saillie radiale, à l'extérieur de la colonne d'instrumentation (4), caractérisé par le fait qu'il comporte - un élément de support et de guidage (17, 17', 17") de forme tubulaire engagé sur la manchette (6) dans une disposition coaxiale par rapport à la manchette et au conduit (5) de la colonne d'instrumentation (4) et en appui sur l'épaulement (11, îîa, 31a) en saillie radiale, - un élément de fermeture (20, 20', 20") de forme tubulaire monté mobile sur l'élément de support et de guidage (17, 17', 17"), dans la direction axiale et engagé sur la manchette (6) de manière glissante, comportant une surface plane d'extrémité (21a, 21'a, 21"a) dirigée vers l'extrémité de la colonne d'instrumentation (4) dont le diamètre extérieur est supérieur au diamètre de la colonne d'instrumentation (4), - et un ressort de rappel (22, 22', 22") intercalé entre l'élément de support (17, 17', 17") et l'élément de fermeture (20, 20', 20"), de manière à assurer le rappel de l'élément de fermeture (20, 20', 20") en direction de la colonne d'instrumentation (4) et à appliquer la surface plane (21a, 21'a, 21"a) de l'élément de ferme ture sur l'extrémité de la colonne d'instrumentation (4).

2.- Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que l'élément de fermeture (20, 20', 20") est en forme de cloche et engagé par son extrémité ouverte opposée à la surface plane d'extrémité (21a, 21'a, 21"a) sur l'élément de support (17, 17', 17"), le ressort de rappel (22, 22', 22") étant disposé à l'intérieur de élément de fermeture (20) en forme de cloche.

3.- Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé par le fait que l'élément de fermeture (20) est engagé sur l'élément de support (17), par l'intermédiaire d'au moins un pion de guidage (19) destiné à coopérer avec au moins une fente (18) de direction axiale ménagée sur l'élément de support (17), afin d'assurer le guidage dans la direction axiale de l'élément de fermeture (20) sur l'élément de support (17).

4.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1, 2 et 3, caractérisé par le fait que l'élément de support et de guidage (17) et l'élément de fermeture (20) comportent à leur partie centrale un moyeu de guidage comportant un alésage par l'intermédiaire duquel l'élément de support (17) et l'élément de fermeture (20) sont engagés sur la manchette (6).

5.- Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé par le fait que l'alésage du moyeu central (20a) de l'élément de fermeture (20) présente un diamètre sensiblement supérieur au diamètre extérieur de la manchette (6), de manière qu'un jeu radial J soit ménagé entre la manchette et l'élément de fermeture, pour permettre l'orientation de l'élément de fermeture (20, 20', 20") par rapport à la manchette (6).

6.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 4 et 5, caractérisé par le fait que l'élément de support (17') comporte une surface d'appui de forme sphérique (28) cooperant avec une surface d'appui correspondante d'un anneau (27) reposant sur l'épaulement (lia) de la manchette (6) et que l'alésage du moyeu central (17'a) du support (17') présente un diamètre sensiblement supérieur au diamètre extérieur de la manchette (6) de manière à ménager un jeu radial J' permettant l'orientation du dispositif de limitation de débit (12') par rapport à la manchette (6).

7.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 4, 5 et 6, caractérisé par le fait que le moyeu central (17"a) de l'élément de support (17") comporte une portée d'appui (29) du support (17") sur l'épaulement (lia) de la manchette, dans une position située à l'intérieur du support tubulaire (17"), de manière à limiter la hauteur (L1) du dispositif (12") entre l'épaulement (Ila) et la partie d'extrémité de la colonne d'instrumentation (4).

8.- Utilisation d'un dispositif de limitation de débit suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée par le fait que le dispositif est engagé sur une manchette (6) de traversée du fond (1) d'un réacteur nucléaire après sa mise en service, l'opération étant effectuée sous eau à l'intérieur de la cuve du réacteur, pendant un arrêt et après démontage des équipements internes inférieurs du réacteur.

9.- Utilisation d'un dispositif de limitation de débit suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée par le fait que chacune des manchettes de traversée (30) de la paroi (1) du réacteur sur laquelle est engagé un dispositif de limitation de débit (12) comporte une zone (31) élargie diamétralement délimitée par au moins un épaulement (31b) et est engagée, pour son montage sur la paroi (1) de la cuve, dans une ouverture de traversée (32) comportant deux parties à diamètres différents séparées par un épaulement (32a) sur lequel l'épaulement (31b) de la manchette vient en appui.

10.- Utilisation d'un dispositif de limitation de débit suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée par le fait que chacune des manchettes de traversée (34) de la paroi (1) du réacteur comporte une partie filetée (34a) et est engagée dans une ouverture de traversée (35) de la paroi (1) qui comporte une partie taraudée (35a) coopérant avec la partie filetée (34a) de la manchette.