FR2810443A1 - Installation de prelevement de boulets d'elements combustibles ainsi que procede de prelevement de boulets d'elements combustibles de reacteurs a coeur - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un dispositif de prélèvement de boulets d'éléments combustibles qui comprend une cuve (2) supérieure et une cuve (4) inférieure, la cuve (2) supérieure inclinée communiquant par le côté supérieur par l'intermédiaire d'une ouverture avec le tuyau (1) d'évacuation des boulets et débouchant dans la partie inférieure de la cuve par une ouverture (3) dans la deuxième cuve (4) inférieure inclinée, qui comporte des moyens d'éclusage des boulets d'éléments combustibles.
Description
Installation de prélèvement de boulets d'éléments combustibles ainsi que
procédé de prélèvement de boulets d'éléments combustibles de réacteurs à coeur. L'invention concerne un dispositif de prélèvement d'éléments combustibles en forme de boulets ainsi qu'un procédé de prélèvement de
boulets d'éléments combustibles d'un réacteur nucléaire à lit de boulets.
Dans des réacteurs à haute température à éléments combustibles en forme de boulets, ceux-ci se trouvent en vrac dans un espace de forme cylindrique, ce que l'on appelle le coeur du réacteur. Le fond du coeur débouche dans un tuyau dont le diamètre représente de huit à dix fois le diamètre d'un boulet d'élément combustible. Ce tuyau est tout comme le coeur empli de boulets et est dénommé tuyau d'évacuation des boulets car
il sert à évacuer des boulets du coeur.
Pour prélever les boulets à l'extrémité inférieure du tuyau i5 d'évacuation de boulets, on utilise dans les réacteurs du type AVR et THTR
des systèmes différents.
Dans le THTR et également dans le module HTR conçu par Siemens KWU, le tuyau d'évacuation de boulets mène à un caisson à boulets dans lequel des boulets sortant du tuyau d'évacuation s'accumulent suivant un tas en vrac. Des boulets sont prélevés de ce tas par un disque perforé tournant disposé latéralement, sont vérifiés par un séparateur de fragments qui est bridé pour savoir s'ils sont endommagés mécaniquement, et de là sont envoyés à une mesure de combustion. Pour des raisons d'accessibilité lors des réparations au disque perforé et au séparateur de fragments, ce dispositif ainsi que le caisson à boulets sont disposés à l'extérieur de la cuve sous pression. Il faut à cet effet faire passer le tube d'évacuation des boulets allant au caisson à boulets à travers le fond de la cuve sous pression. Cela exige pour le tuyau d'évacuation des boulets, y compris son écran, une traversée
de plus de 1 m de diamètre.
Du point de vue de la technique de sécurité, une grande traversée de ce genre et la façon de disposer les éléments présentent des inconvénients. Dans certains cas hypothétiques, la boucle du circuit primaire autour des dispositifs mentionnés ci-dessus peut être défaillante et en même temps le tuyau d'évacuation des boulets ou le caisson à boulets peuvent être
endommagés, de sorte qu'un courant d'éléments combustibles sort du coeur.
Cette possibilité d'un grave accident peut être prévenu si le dispositif de prélèvement des boulets du caisson à boulets est conformé d'une autre
façon. Il a été donné à cet effet ces derniers temps deux solutions.
Dans le réacteur à lit de boulets HTR-10 actuellement en construction à Pékin, les boulets sont envoyés par un répartiteur de forme conique disposé dans le caisson à boulets par des à-coups de pression dans un tuyau d'un diamètre intérieur de 65 cm qui mène aux autres dispositifs comme des séparateurs de grenaille, des installations de mesure de la combustion, etc. Par ce genre de dispositif de prélèvement, il ne faut donc plus qu'un passage pour un tuyau relativement petit dans la cuve sous pression et le caisson à boulets ainsi que le dispositif de prélèvement des boulets du caisson à boulets peuvent être disposés dans la cuve sous pression. L'inconvénient de cet agencement est surtout le fait que les à-coups de pression doivent s'effectuer sur un tas de boulets à plusieurs couches. Ce tas de boulets à plusieurs couches peut théoriquement donner lieu à des agglomérations qui doivent être rompues par d'autres coups de pression. Il s'ensuit que l'on ne peut pas assurer un nombre minimum de boulets éjectées à chaque coup de pression. L'inconvénient essentiel semble être le fait que, en raison des éléments rapportés compliqués à l'intérieur du système de prélèvement, on ne peut pas exclure une défaillance d'un élément qui en cas d'endommagement entraînerait une attaque très grave à l'intérieur de la cuve
sous pression.
Par le DE 198 15 931, on connaît un dispositif de prélèvement de boulets d'éléments combustibles du tuyau d'évacuation des boulets d'un réacteur à haute température dans lequel toutes les parties à l'extérieur de la cuve sous pression sont accessibles et peuvent être réparées. Les éléments de base du dispositif de prélèvement sont des tuyaux d'un diamètre intérieure de 65 mm qui peuvent être poussés par le bas vers le haut dans des
ouvertures adéquates ménagées dans le lit des boulets du caisson à boulets.
Le caisson à boulets est également dans ce cas disposé dans la cuve sous pression, et il faut faire passer dans la cuve sous pression des tuyaux d'un diamètre intérieur de 65 mm sans avoir de problèmes du point de vue de la
technique de sécurité.
L'inconvénient de ce projet est la nécessité de passages étanches à l'hélium pour faire fonctionner les tuyaux de prélèvement dans la boucle du circuit primaire. Ce peut être des étanchéités à coulissement ou à rotation qui doivent être conçues pour une pression d'hélium de 40 à 70 bar environ. En général, I'utilisation des éléments mobiles connus suivant l'état de la technique pour prélever des boulets d'éléments combustibles présente l'inconvénient qu'ils ont tendance à tomber en panne et à s'user et
qu'ils sont compliqués à entretenir et à réparer.
L'invention vise donc un dispositif de prélèvement ainsi qu'un ]5 procédé de prélèvement d'éléments combustibles en forme de boulets du caisson à boulets d'un réacteur nucléaire dont la structure et dont les stades du procédé permettent un prélèvement plus sûr, rapide et simple
techniquement des éléments combustibles.
L'invention a donc pour objet un dispositif d'installation de prélèvement de boulets d'éléments combustibles d'un tuyau d'évacuation de boulets d'un réacteur à coeur à lit de boulets dans une cuve sous pression, caractérisée par une cuve supérieure et une cuve inférieure, la cuve supérieure inclinée communiquant par le côté supérieur par l'intermédiaire d'une ouverture avec le tuyau d'évacuation des boulets et débouchant dans la partie inférieure de la cuve par une ouverture dans la deuxième cuve inférieure inclinée qui comporte des moyens d'éclusage des
boulets d'éléments combustibles.
L'invention a également pour objet un procédé consistant à utiliser une cuve supérieure et une cuve inférieure, la cuve supérieure inclinée communiquant du côté supérieur par une ouverture avec le tuyau d'évacuation de boulets et débouchant dans la partie inférieure de la cuve par une ouverture dans la deuxième cuve inférieure inclinée, qui comporte des
moyens d'éclusage des boulets d'éléments combustibles.
Par le dispositif de prélèvement et par le procédé suivant I'invention, il est maintenant possible de prélever d'un manière sûre et rapide des éléments combustibles en forme de boulets du caisson à boulets d'un réacteur nucléaire. Le dispositif assure par le fait que tous les éléments sont dans la cuve sous pression et en renonçant à des éléments mobiles et entraînés un fonctionnement sans usure et peu sujet à provoquer des pannes. Renoncer à des pièces rapportées compliquées à l'intérieur du dispositif de prélèvement prévient toute création de points de pannes potentielles. Le dispositif de prélèvement suivant l'invention et le procédé suivant l'invention permettent, par une collecte contrôlée et en faisant rouler 1o davantage les boulets dans les caissons, le transport contrôlé des boulets d'éléments combustibles hors du tuyau d'évacuation vers l'ouverture de sortie
qui est la plus souhaitée.
L'ouverture du côté supérieur de la cuve supérieure permet de faire tomber les boulets d'éléments combustibles du tuyau d'évacuation de boulets dans la cuve supérieure seulement à l'aide de la force de gravité. Par l'inclinaison de la cuve supérieure, la direction de déplacement des boulets d'éléments combustibles va vers le point le plus bas de la cuve o se trouve également l'ouverture allant à la deuxième cuve. La cuve inférieure également inclinée comporte des moyens pour écluser les boulets d'éléments combustibles. A l'aide de cet agencement, on peut obtenir un transport des boulets d'éléments combustibles du tuyau d'évacuation des boulets seulement à l'aide de la force de la gravité. Les cuves peuvent par exemple avoir la forme de tonnelets, une forme tubulaire ou également une forme en caisson. Dans un mode de réalisation préféré, les cuves sont en forme de caissons et la cuve supérieure est inclinée tant en direction horizontale
qu'en direction verticale. Les cuves sont inclinées dans des plans différents.
Le fond du caisson est dans le plan XY et les parois latérales qui sont dirigées perpendiculairement à ce plan forment l'axe Z. Les axes X et Y doivent être définis dans la vue en élévation du dispositif de la manière suivante: l'axe X doit être défini de manière à ce qu'il forme l'axe
longitudinal par rapport à l'observateur.
L'axe Y doit être défini de manière à ce qu'il forme l'axe transversal. La cuve supérieure comporte à la fois un inclinaison de l'axe X (= vertical), et une inclinaison de l'axe Y (= horizontal). Par ces inclinaisons horizontale et verticale de la cuve supérieure, celle-ci étant inclinée tant en direction horizontale qu'en direction verticale, les boulets d'éléments combustibles roulent comme il convient en direction de l'ouverture qui forment
s le point d'alignement des deux directions d'inclinaison.
Dans un mode de réalisation préféré, la cuve inférieure est également en forme de caisson. Elle a une inclinaison verticale. Le fond de la cuve forme également dans ce cas le plan XY, et les parois latérales se trouvant perpendiculairement à ce fond forment l'axe Z. La définition mentionnée ci-dessus vaut également pour la fixation des axes X et Y. La cuve inférieure a un axe X incliné (= vertical). Par cette inclinaison verticale, les boulets d'éléments combustibles roulent en raison de la force de la gravité de l'ouverture de la cuve supérieure comme il convient en direction de l'axe Y disposé au plus bas de la cuve inférieure. Un transport ultérieur des boulets de la cuve supérieure à la cuve inférieure et de là encore vers l'axe Y placé le
plus bas de la cuve inférieure est ainsi assuré.
Lorsque l'inclinaison verticale de la cuve supérieure est plus grande que celle de la cuve inférieure, les boulets d'éléments combustibles peuvent rouler rapidement et en grande quantité hors du tuyau d'évacuation des boulets, et plus loin dans la cuve inférieure. Par l'inclinaison de la cuve inférieure qui est plus petite que celle de la cuve supérieure, on diminue la
vitesse à laquelle les boulets d'éléments combustibles continuent à rouler.
Dans un mode de réalisation avantageux, la largeur des caissons collecteurs représente au moins cinq fois le rayon des boulets d'éléments combustibles. Le choix de cette largeur empêche les boulets de se coincer par ce que l'on appelle une formation de pont. Si on passe en dessous de cette largeur, les boulets d'éléments combustibles s'accumulent
latéralement et écartent la pression vers le haut en formant un pont voûté.
L'ouverture ménagée latéralement entre les cuves donne aux boulets une direction de déplacement horizontale, c'est-à-dire en direction de l'axe Y de la cuve, de la cuve supérieure à la cuve inférieure, de sorte que l'on obtient à partir de la rangée de boulets en plusieurs couches dans la cuve supérieure un agencement des boulets plan horizontal correspondant à l'axe Y de la cuve dans la cuve inférieure. L'arrondi de l'ouverture empêche des boulets d'éléments combustibles de se coincer dans l'ouverture. Par la conformation avantageuse de l'ouverture qui représente au moins cinq fois le rayon des boulets d'éléments combustibles, on assure que les boulets
d'éléments combustibles puissent passer suffisamment bien dans l'ouverture.
Ce diamètre d'ouverture garantit que les boulets d'éléments combustibles continuent à rouler sans se coincer avant l'ouverture ou dans l'ouverture elle- même. Lorsque la délimitation inférieure de la cuve supérieure est arrondie et à au moins cinq fois le rayon des boulets d'éléments combustibles, la pression qui est appliquée par les boulets qui tombent du tuyau d'évacuation des boulets est d'abord absorbée et diminuée par la délimitation arrondie. Le fait que la cuve inférieure débouche dans un puits ayant une goulotte fait que les boulets se rassemblent en une succession ordonnée dans la goulotte du puits. De là, ils roulent en raison de l'inclinaison de la goulotte en direction d'un tuyau qui traverse la cuve sous pression. De ce point de prélèvement, les boulets peuvent être envoyés aux dispositifs
d'analyse et aux traitements ultérieurs qui conviennent.
Lorsque les moyens d'éclusage des boulets d'éléments combustibles comportent une fente qui est disposée parallèlement à l'axe transversal de la cuve inférieure et qui se trouve avant le puits, les boulets sont disposés d'une manière ordonnée sur la fente. La fente est parallèle à l'axe transversal de la cuve. L'axe transversal correspond à l'axe Y de la cuve. La fente empêche les boulets d'éléments combustibles de continuer à rouler, les boulets d'éléments combustibles ne pouvant pas néanmoins tomber en passant par la fente car la largeur de la fente est inférieure au rayon des boulets d'éléments combustibles. Les boulets reposent ainsi par leur centre de gravité sur la fente. Dans un mode de réalisation particulièrement préféré, la fente a une largeur qui représente de 4/10 à 6/10
du rayon des boulets d'éléments combustibles.
Lorsque la largeur de la fente embrasse toute la largeur de la cuve, les boulets d'éléments combustibles ne peuvent pas rester dans les coins inférieurs latéraux et provoquer des pannes car les boulets se rassemblent sur toute la largeur de la cuve, c'est-à-dire tout l'axe Y, et à l'aide de l'apport de gaz en dessous de la fente, toute la rangée des boulets
d'éléments combustibles est transportée plus loin sur la fente.
? Par les boulets d'éléments combustibles qui roulent de la cuve supérieure à la cuve inférieure, il est appliqué une pression aux boulets d'éléments combustibles qui reposent sur la fente. Lorsqu'il est prévu un
bord de débordement entre la fente et le puits, cette pression est absorbée.
Ce n'est que si les boulets d'éléments combustibles roulent au-delà du bord de débordement qu'ils parviennent dans le puits se trouvant en dessous. De préférence, le bord de débordement a une hauteur représentant du 1/5eme au 3/5ème du rayon des boulets d'éléments combustibles et est incliné dans la direction de la goulotte. Cela fait que, par la hauteur qui est choisie et par I l'inclinaison du bord de débordement, les boulets d'éléments combustibles sont certes empêchés d'abord de rouler davantage mais après application d'une impulsion de poussée appropriée sur les boulets d'éléments combustibles, ceux-ci tombent par le bord de débordement en direction du
puits qui se trouve derrière le bord de débordement.
Si l'on ménage une entrée de gaz en dessous de la fente, il est possible de transporter plus loin les boulets d'éléments combustibles qui se sont rassemblés d'une manière ordonnée sur la fente au-delà du bord de débordement à l'aide de l'apport de gaz qui applique une impulsion de pression aux boulets d'éléments combustibles. Lorsque l'entrée de gaz s'étend sur toute la largeur de la fente, la rangée complète des boulets d'éléments combustibles est transportée plus loin sur la fente, de sorte qu'il ne peut pas rester de boulets d'éléments combustibles dans les coins
latéraux et qu'il ne peut pas se produire des pannes ou des ralentissements.
Lorsque l'entrée de gaz est inclinée en étant parallèle à la direction du bord de débordement, l'impulsion donnée par le gaz est dirigée de façon que les boulets d'éléments combustibles soient poussés le long du
bord de débordement en direction de la goulotte.
Le procédé suivant l'invention permet en utilisant la cuve supérieure inclinée ayant une ouverture du côté supérieur un transport des boulets d'éléments combustibles du tuyau d'évacuation des boulets à la cuve supérieure seulement à l'aide de la force de la gravité. En utilisant une cuve ayant une inclinaison, on fixe la direction de déplacement des boulets d'éléments combustibles vers le point le plus bas de la cuve o se trouve également l'ouverture menant à la deuxième cuve. En utilisant une cuve inférieure également inclinée ayant des moyens d'éclusage des boulets d'éléments combustibles, on permet un transport des boulets d'éléments combustibles du tuyau d'évacuation des boulets jusqu'à l'ouverture de
prélèvement, seulement à l'aide de la force de la gravité.
Un mode de réalisation préféré du procédé consiste à utiliser des cuves en forme de caisson, et la cuve supérieure est inclinée à la fois dans la direction horizontale et dans la direction verticale. On utilise des cuves qui sont inclinées dans des plans différents. La cuve supérieure a à la fois une inclinaison de l'axe X (= vertical) et une inclinaison de l'axe Y (= horizontal). En utilisant cette cuve supérieure inclinée horizontalement et o verticalement, les boulets d'éléments combustibles roulent en direction de
l'ouverture qui forme le point d'intersection des deux directions d'inclinaison.
Suivant un perfectionnement avantageux du procédé, on utilise une cuve inférieure qui est inclinée dans la direction verticale. Il est alors possible de transporter les boulets d'éléments combustibles en raison de la force de la gravité de l'ouverture de la cuve supérieure en direction de l'axe Y placé le plus bas de la cuve inférieure. On assure ainsi que les boulets soient transportés plus loin de la cuve supérieure à la cuve inférieure et de là vers
l'axe Y placé le plus bas de la cuve inférieure.
Par le perfectionnement du procédé qui consiste à utiliser une cuve supérieure dont l'inclinaison verticale est plus grande que celle de la cuve inférieure, il est en outre possible de transporter les boulets d'éléments combustibles rapidement et en grande quantité hors du tuyau d'évacuation des boulets et de les envoyer plus loin dans la cuve inférieure. En utilisant une inclinaison de la cuve inférieure plus petite par rapport à celle de la cuve supérieure, on diminue la vitesse à laquelle les boulets d'éléments
combustibles continuent à rouler.
Dans un mode de réalisation avantageux du procédé suivant l'invention qui consiste à utiliser des cuves dont la largeur représente au moins cinq fois le rayon des boulets d'éléments combustibles, on empêche
tout coincement des boulets par ce que l'on appelle des formations de ponts.
Suivant le perfectionnement avantageux du procédé qui consiste à utiliser entre les deux cuves une ouverture qui est disposée latéralement et qui est arrondie, et qui a au moins cinq fois le rayon des boulets d'éléments combustibles, il est possible de faire rouler les boulets d'éléments combustibles en direction horizontale de la cuve supérieure à la cuve inférieure, de sorte que l'on obtient à partir de la rangée de boulets à plusieurs couches de la cuve supérieure un agencement des boulets dans la cuve inférieure horizontalement plan correspondant à l'axe Y de la cuve. Par l'utilisation de l'ouverture arrondie, on empêche le coincement de boulets d'éléments combustibles dans l'ouverture. En utilisant une ouverture ayant au moins cinq fois le rayon des boulets d'éléments combustibles, on assure un passage suffisant des boulets d'éléments combustibles dans l'ouverture. Ce diamètre d'ouverture garantit que les boulets d'éléments combustibles continuent à rouler sans se coincer avant l'ouverture ou dans l'ouverture
même.
Suivant un perfectionnement avantageux du procédé, on utilise une cuve supérieure dont la délimitation inférieure est arrondie et qui a au moins cinq fois le rayon des boulets d'éléments combustibles. On diminue ainsi la pression qui est appliquée par les boulets qui tombent du tuyau
d'évacuation des boulets.
Suivant un perfectionnement avantageux du procédé de l'invention, on utilise une cuve inférieure qui débouche dans un puits ayant une goulotte. Les boulets d'éléments combustibles se rassemblent ainsi en une succession ordonnée dans la goulotte du puits. De là ils roulent en suivant la goulotte inclinée ou dans la direction horizontale en direction d'un
tuyau qui traverse la cuve sous pression.
Par le mode de réalisation avantageux du procédé qui consiste à utiliser des moyens d'éclusage des boulets d'éléments combustibles qui comportent une fente qui est disposée parallèlement à l'axe transversal de la cuve inférieure et qui se trouve avant le puits, les boulets d'éléments combustibles se rassemblent en une succession ordonnée sur la fente et sont empêchés de continuer à rouler si on utilise un bord de débordement qui est interposé entre la fente et le puits. Par le perfectionnement avantageux du procédé qui consiste à utiliser une fente qui a une largeur qui est inférieure au rayon des boulets d'éléments combustibles, il est possible que les boulets d'éléments combustibles ne tombent pas par la fente, et lorsque, en outre, on utilise une fente dont la largeur représente de 4/10 à 6/10 du rayon des éléments combustibles, qu'ils soient dirigés en ayant leur centre de gravité
sur la fente.
Lorsque la largeur de la fente embrasse toute la largeur de la cuve, il ne reste pas de boulets d'éléments combustibles dans les coins latéraux inférieurs, et il ne se produit pas de panne car les boulets sont rassemblés sur toute la largeur de la cuve, et si l'on utilise un apport de gaz qui est ménagé sous la fente, toute la rangée de boulets d'éléments combustibles est transportée plus loin sur la fente. Suivant un perfectionnement avantageux du procédé suivant l'invention, on utilise un bord de débordement qui a une hauteur représentant du 1/5 au 3/5 du rayon des boulets d'éléments combustibles et qui est incliné en direction de la goulotte. Des boulets d'éléments combustibles sont ainsi o0 empêchés d'abord de continuer à rouler. Après application d'une impulsion par à-coups appropriés, ceux-ci sont transportés plus loin en direction du
puits qui se trouve derrière le bord de débordement.
Suivant un mode de réalisation avantageux du procédé, on utilise une entrée de gaz qui s'étend sur toute la largeur de la fente. La rangée complète des boulets d'éléments combustibles est ainsi transportée plus loin sur la fente, de sorte qu'il ne peut pas rester de boulets d'éléments combustibles dans les coins latéraux et qu'il ne peut pas se produire de
panne ou de retard.
Suivant un perfectionnement du procédé, on utilise une entrée de gaz qui est inclinée parallèlement à la direction du bord de débordement. Il est ainsi possible d'obtenir un bon transport des boulets d'éléments
combustibles le long du bord de débordement en direction de la goulotte.
L'invention sera explicitée dans ce qui suit sur un exemple.
Les dessins représentent à titre d'exemple un mode de réalisation du dispositif de prélèvement suivant l'invention. Aux dessins la figure 1 représente l'agencement de la cuve, la figure 2 est une vue de côté en coupe transversale de la cuve, la figure 3 est une vue en plan de la cuve,
la figure 4 est une vue en élévation de la cuve.
La figure 1 représente l'agencement des cuves 2 et 4. La cuve 2 supérieure est ouverte sur le côté supérieur en direction du tuyau 1 d'évacuation des boulets. La cuve supérieure est inclinée en direction verticale (X = axe X) de 30 et en direction horizontale (Y = axe Y) de 5 environ. La délimitation inférieure de la cuve est courbée suivant un rayon qui l 1 2810443 correspond à cinq fois le rayon des éléments combustibles. Au point le plus bas de la cuve, se trouve une ouverture 3 qui a un rayon de 5 d qui correspond à cinq fois le rayon des boulets d'éléments combustibles. Cette ouverture 3 débouche latéralement dans la deuxième cuve 4. La cuve 4 inférieure est inclinée en direction verticale (axe X) de 15 . Elle comporte à l'extrémité inférieure un bord 5 de débordement qui a une inclinaison de 38 à 42 et une hauteur de 1/5 à 3/5 de d. Avant le bord 5 de débordement se trouve une fente 6 ayant une largeur de par exemple 4/10 de d. En dessous de la fente 6 et le long de toute la largeur de la fente se trouve un entrée 7 de 0 gaz. En dessous du bord 5 de débordement se trouve un puits 8 ayant une
goulotte 9 qui a en direction horizontale (= axe Y) une inclinaison de 15 .
La figure 2 est une vue de côté de la figure 1 en coupe transversale. Aux mêmes caractéristiques du dispositif y ont été associés les mêmes signes de référence. Dans la vue de côté on voit la forme arrondie de I'ouverture 3 qui représente la liaison entre la cuve 2 supérieure et la cuve 4 inférieure. On voit en outre l'entrée 7 de gaz qui est inclinée en direction du bord 5 de débordement et qui se trouve en dessous de la fente 6 sur laquelle se rassemblent les boulets d'éléments combustibles. Le bord 5 de débordement empêche les boulets de rouler davantage dans le puits 8 ayant
la goulotte 9.
La figure 3 représente la vue en plan correspondant à la figure 1. On y a porté pour les mêmes caractéristiques les mêmes signes de référence. Dans la vue en plan, on peut voir l'agencement latéral des cuves 2
et 4 ainsi que la liaison des cuves par l'ouverture 3.
La figure 4 représente la vue en élévation correspondant à la figure 1. On y a associé aux mêmes caractéristiques de dispositif les mêmes signes de référence. Dans la vue en élévation, on peut voir l'inclinaison horizontale (= inclinaison d'axe Y) de la cuve 2 supérieure ainsi que de la
goulotte 9.
Du tuyau 1 d'évacuation des boulets du réacteur, les boulets d'éléments combustibles tombent par une ouverture qui est disposée sur le côté supérieur de la cuve 2 supérieure dans la cuve 4 et roulent en raison de l'inclinaison horizontale (= axe Y) et de l'inclinaison (= axe X) de la cuve 2, en direction de l'ouverture 3 latérale. Par la délimitation inférieure de la cuve qui est arrondie, une partie de la pression qui se forme par la chute des boulets d'éléments combustibles hors du tuyau d'évacuation des boulets, est absorbée et les boulets d'éléments combustibles peuvent se rassembler
d'abord dans ce bord courbé vers l'intérieur.
De la cuve 2 supérieure, les boulets d'éléments combustibles roulent latéralement par l'ouverture 3 arrondie, en direction horizontale (= axe Y) dans la deuxième cuve 4 inférieure. L'inclinaison verticale (= inclinaison d'axe X) de la cuve 4 inférieure fait que les boulets d'éléments combustibles continuent à rouler jusqu'à l'extrémité la plus basse de la cuve 4, o se trouve une fente 6. Cette fente 6 a une largeur qui est inférieure au rayon des o boulets d'éléments combustibles, afin que les boulets d'éléments combustibles ne puissent pas passer à travers la fente 6, mais soient dirigés suivant une rangée plane horizontale sur la fente 6. Une largeur de 4/10 à
6/10 du rayon des éléments combustibles s'est avérée bien convenir.
En partant de l'agencement dans l'espace des boulets d'éléments combustibles sortant du tuyau 1 d'évacuation des boulets et en passant parl'agencement en plusieurs couches des boulets d'éléments combustibles dans la première cuve 2, les boulets d'éléments combustibles sont disposés dans la deuxième couche 4, suivant un agencement plan à une seule couche. Le bord 5 de débordement derrière la fente 6, empêche que les boulets d'éléments combustibles ne roulent plus loin. A cet effet, le bord 5 de débordement doit avoir une hauteur déterminée, représentant du 1/5 au 3/5 du rayon des éléments combustibles ainsi qu'une inclinaison déterminée de 38 à 42 . Ce n'est que par l'entrée 7 de gaz en dessous de la fente 6 donnant une impulsion de pression gazeuse sur la rangée de boulets d'éléments combustibles, que les boulets d'éléments combustibles peuvent alors tomber en passant au-dessus du bord 5 de débordement dans la goulotte 6 se trouvant en dessous. L'impulsion de pression gazeuse peut s'effectuer par application d'une surpression (0,4 bar environ), de l'hélium utilisé dans le réacteur pour le refroidissement. Par l'inclinaison (40 environ) de l'entrée 7 de gaz en direction du bord 5 de débordement, on applique une impulsion de pression gazeuse appropriée, aux boulets d'éléments combustibles en direction du bord 5 de débordement. Toute la rangée de boulets d'éléments combustibles qui se trouve sur la fente 6 est transportée dans la goulotte 9, qui applique également l'impulsion de pression gazeuse sur toute la largeur de la fente. La goulotte 9 a une inclinaison horizontale (= inclinaison de l'axe Y) de 15 , de sorte que les boulets d'éléments combustibles sont transportés plus loin de la goulotte 9 en raison de la force de gravité. La goulotte 9 se transforme en un tuyau de raccordement qui passe à travers la cuve sous pression et qui mène aux autres éléments du système de prélèvement, comme par exemple le séparateur de fragments, l'installation de mesure de combustion, etc. Par l'impulsion de pression gazeuse dirigée dans la direction de poursuite de mouvement souhaité pour le flux de boulets, on peut toujours écluser à chaque coup de pression, au moins un certain nombre de boulets o d'éléments combustibles. C'est ainsi que l'on peut prélever par jour par exemple 15000 boulets d'éléments combustibles à l'heure. A l'aide du dispositif de prélèvement, on régule la quantité des boulets d'éléments combustibles sortant du réacteur. Quand la cuve 4 inférieure est complètement emplie de boulets d'éléments combustibles, I'ouverture 3 allant à la cuve 2 supérieure est bloquée par les boulets d'éléments combustibles. Il s'en suit que les boulets d'éléments combustibles sortant de la cuve 2 supérieure ne peuvent plus rouler davantage et bloquent de leur côté l'ouverture menant au tuyau 1 d'évacuation des boulets, de sorte que d'autres boulets d'éléments combustibles ne peuvent plus sortir du réacteur. Ce n'est que lorsqu'on enlève dans la cuve inférieure à l'aide de l'impulsion de pression gazeuse, une rangée de boulets d'éléments combustibles, qu'à nouveau des boulets d'éléments combustibles en une quantité
correspondante peuvent sortir du réacteur.
Claims (38)
1. Installation de prélèvement de boulets d'éléments combustibles d'un tuyau d'évacuation de boulets d'un réacteur à coeur à lit de boulets dans une cuve sous pression, caractérisée par une cuve (2) supérieure et une cuve (4) inférieure, la cuve (2) supérieure inclinée communiquant par le côté supérieur par l'intermédiaire d'une ouverture avec le tuyau (1) d'évacuation des boulets et débouchant dans la partie inférieure de la cuve par une ouverture (3) dans la deuxième cuve (4) inférieure inclinée, qui comporte des moyens d'éclusage des boulets d'éléments
combustibles.
2. Installation de prélèvement suivant la revendication 1, caractérisée en ce que les cuves (2, 4) sont en forme de caisson et la cuve (2) supérieure est inclinée tant en direction horizontale qu'en direction verticale.
3. Installation de prélèvement suivant l'une des revendications 1
à 2, caractérisée en ce que la cuve (4) inférieure est inclinée en direction verticale.
4. Installation de prélèvement suivant l'une des revendications 1
à 3, caractérisée en ce que l'inclinaison verticale de la cuve (2) supérieure est
plus grande que celle de la cuve (4) inférieure.
5. Installation de prélèvement suivant l'une des revendications 1
à 4, caractérisée en ce que la largeur des cuves (2, 4) représente au moins
cinq fois le rayon des boulets d'éléments combustibles.
6. Installation de prélèvement suivant l'une des revendications 1
à 5, caractérisée en ce que l'ouverture (3) est disposée latéralement entre les deux cuves (2, 4) et est arrondie et a au moins cinq fois le rayon des boulets
d'éléments combustibles.
7. Installation de prélèvement suivant l'une des revendications 1
à 6, caractérisée en ce que la délimitation inférieure de la cuve (2) supérieure est arrondie et a au moins cinq fois le rayon des boulets d'éléments combustibles.
8. Installation de prélèvement suivant l'une des revendications 1
à 7, caractérisée en ce que la cuve (4) inférieure débouche dans un puits (8) ayant une goulotte (9).
9. Installation de prélèvement suivant la revendication 8, caractérisée en ce que la goulotte (9) est inclinée dans la direction horizontale.
10. Installation de prélèvement suivant l'une des
o0 revendications 8 à 9, caractérisée en ce que la goulotte (9) débouche dans un
tuyau qui traverse la cuve sous pression.
11. Installation de prélèvement suivant l'une des
revendications 1 à 10, caractérisée en ce que les moyens d'éclusage des
boulets d'éléments combustibles comportent une fente (6) qui est disposée parallèlement à la transversale de la cuve (4) inférieure et qui se trouve avant
le puits (8).
12. Installation de prélèvement suivant la revendication 11, caractérisée en ce que la fente (6) a une largeur qui est inférieure au rayon
des boulets d'éléments combustibles.
13. Installation de prélèvement suivant l'une des
revendications 11 à 12, caractérisée en ce que la largeur de la fente (6)
représente de 4/10 à 6/10 du rayon des éléments combustibles.
14. Installation de prélèvement suivant l'une des
revendications 11 à 13, caractérisée en ce que la largeur de la fente (6)
embrasse toute la largeur de la cuve.
15. Installation de prélèvement suivant l'une des
revendications 11 à 14, caractérisée en ce qu'il est prévu un bord (5) de
débordement entre la fente (6) et le puits (8).
16. Installation de prélèvement suivant la revendication 15, caractérisée en ce que le bord (5) de débordement a une hauteur représentant du 1/5 au 3/5 du rayon des boulets d'éléments combustibles et
est incliné dans la direction de la goulotte (9).
17. Installation de prélèvement suivant l'une des
revendications 11 à 16, caractérisée en ce qu'une entrée (7) de gaz est
ménagée en dessous de la fente (6).
18. Installation de prélèvement suivant la revendication 17, caractérisée en ce que l'entrée (7) de gaz s'étend sur toute la largeur de la
fente (6).
19. Installation de prélèvement suivant l'une des revendications
17 à 18, caractérisée en ce que l'entrée (7) de gaz est inclinée en étant
parallèle à la direction du bord (5) de débordement.
20. Procédé de prélèvement de boulets d'éléments combustibles d'un tuyau d'évacuation de boulets d'un réacteur à coeur à tas de boulets dans une cuve sous pression, caractérisé en ce qu'il consiste à 0o utiliser une cuve (2) supérieure et une cuve (4) inférieure, la cuve (2) supérieure inclinée communiquant du côté supérieur par une ouverture avec le tuyau (1) d'évacuation de boulets et débouchant dans la partie inférieure de la cuve par une ouverture (3) dans la deuxième cuve (4) inférieure inclinée,
qui comporte des moyens d'éclusage des boulets d'éléments combustibles.
21. Procédé suivant la revendication 20, caractérisé en ce qu'il consiste à utiliser des cuves (2, 4) en forme de caisson, et la cuve (2) supérieure est inclinée à la fois dans la direction horizontale et dans la
direction verticale.
22. Procédé suivant l'une des revendications 20 à 21,
caractérisé en ce qu'il consiste à utiliser une cuve (4) inférieure qui est
inclinée dans la direction verticale.
23. Procédé suivant l'une des revendications 20 à 22,
caractérisé en ce qu'il consiste à utiliser une cuve (2) supérieure dont
l'inclinaison verticale est plus grande que celle de la cuve (4) inférieure.
24. Procédé suivant l'une des revendications 20 à 23,
caractérisé en ce qu'il consiste à utiliser des cuves (2, 4) dont la largeur
représente au moins cinq fois le rayon des boulets d'éléments combustibles.
25. Procédé suivant l'une des revendications 20 à 24,
caractérisé en ce qu'il consiste à utiliser entre les deux cuves (2, 4) une ouverture (3) qui est disposée latéralement et qui est arrondie, et qui a au
moins cinq fois le rayon des boulets d'éléments combustibles.
26. Procédé suivant l'une des revendications 20 à 25,
caractérisé en ce qu'il consiste à utiliser une cuve (2) supérieure dont la délimitation inférieure est arrondie et qui a au moins cinq fois le rayon des
boulets d'éléments combustibles.
27. Procédé suivant l'une des revendications 20 à 26,
caractérisé en ce qu'il consiste à utiliser une cuve (4) inférieure qui débouche
dans un puits (8) ayant une goulotte (9).
28. Procédé suivant la revendication 27, caractérisé en ce qu'il consiste à utiliser une goulotte (9) qui est inclinée dans la direction horizontale.
29. Procédé suivant l'une des revendications 27 à 28,
caractérisé en ce qu'il consiste à utiliser une goulotte (9) qui débouche dans
un tuyau qui passe dans la cuve sous pression.
30. Procédé suivant l'une des revendications 20 à 29,
caractérisé en ce qu'il consiste à utiliser des moyens d'éclusage des boulets d'éléments combustibles qui comportent une fente (6) qui est disposée parallèlement à l'axe transversal de la cuve (4) inférieure et qui se trouve
avant le puits (8).
1 5
31. Procédé suivant la revendication 30, caractérisé en ce qu'il consiste à utiliser une fente (6) qui a une largeur qui est inférieure au rayon
des boulets d'éléments combustibles.
32. Procédé suivant l'une des revendications 30 à 31,
caractérisé en ce qu'il consiste à utiliser une fente (6) dont la largeur
représente de 4/10 à 6/10 du rayon des éléments combustibles.
33. Procédé suivant l'une des revendications 30 à 32,
caractérisé en ce que la largeur de la fente (6) embrasse toute la largeur de la cuve.
34. Procédé suivant l'une des revendications 30 à 33,
caractérisé en ce qu'il consiste à utiliser un bord (5) de débordement qui est
interposé entre la fente (6) et le puits (8).
35. Procédé suivant la revendication 34, caractérisé en ce qu'il consiste à utiliser un bord (5) de débordement qui a une hauteur représentant du 1/5 au 3/5 du rayon des boulets d'éléments combustibles et qui est incliné
en direction de la goulotte (9).
36. Procédé suivant l'une des revendications 30 à 35,
caractérisé en ce qu'il consiste à utiliser une entrée (7) de gaz qui est
ménagée en dessous de la fente (6).
37. Procédé suivant la revendication 36, caractérisé en ce qu'il consiste à utiliser une entrée (7) de gaz qui s'étend sur toute la largeur de la
fente (6).
38. Procédé suivant l'une des revendications 34 à 37,
caractérisé en ce qu'il consiste à utiliser une entrée (7) de gaz qui est inclinée
parallèlement à la direction du bord (5) de débordement.
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Effective date: 20090228 |