BE628214A - - Google Patents

Description

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  Perfectionnements aux réacteurs nucléaires. 



     La   présente invention se rapporte à une installation de   @   production de vapeur comprenant un réacteur nucléaire et à un procède de commande d'un réacteur nucléaire. Pendant le fonc- tionnement des réacteurs nucléaires, il est   nécessaire   de main- tenir des états de température convenables de l'agent de refroi-   dissement.   Par exemple, dans un réacteur refroidi au gaz, il est souhaitable de maintenir relativement constantes les   tempéra-'   tures d'entrée et de sortie de l'agent de refroidissement,   dans   un réacteur à eau pressurisée,

   il est souhaitable de maintenir la température moyenne de l'agent de refroidissement approximatif t vement constante dans le   noyau j   et dans un réacteur à eau   '   

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 bouillante il est souhaitable de maintenir la température de l'a- gent de refroidissement approximativement constante dans le noyau. 



   Dans une installation.ou l'agent de refroidissement   secon-   daire d'un réacteur nucléaire est le fluide de travail d'une chaudière à circulation naturelle ou forcée, il est connu de com- mander la température de l'agent de refroidissement   à   la sortie de la chaudière lorsque la charge change,en réglant la pression et la température .de la vapeur produite.Cependant,il est parfois souhaitable de commander un état de température dans le réacteur sans que en même temps,la pression de la vapeur engendrée ne dépende de la charge. 



   La présente invention concerne un procédé pour la commande d'un réacteur nucléaire dans lequel l'agent de refroidissement passe en rapport d'échange de chaleur avec le noyau du réacteur nucléaire et une chaudière à circulation forcée à un seul passage, dans lequel procédé la réactivité du noyau du réacteur nucléaire est réglable pour exercer un effet de commande sur un état de température de l'agent de refroidissement dans le réacteur   nuclé-   aire, et dans lequel la circulation d'alimentation à la chaudière est réglable pour exercer un effet de commande sur la pression de la vapeur engendrée dans la chaudière. 



   La présente invention concerne également une installation de réacteur nucléaire comprenant un dispositif générateur de va- peur à circulation forcée et un seul passage,un dispositif pour faire circuler l'agent de refroidissement en rapport d'échange de chaleur avec le noyau du réacteur nucléaire et le dispositif générateur de vapeur, un dispositif sensible à la température répondant à un état de température dans le réacteur nucléaire, un dispositif pour régler la réactivité du noyau du réacteur nu- cléaire suivant les variations du dispositif sensible à la tempé- rature, un dispositif sensible à la température,un dispositif sen- sible à la pression répondant à la pression de la vapeur engen- drée,

  et un dispositif pour régler la circulation d'alimentation du dispositif générateur de vapeur suivant les variations du dis- positif sensible à la pression. 

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   A titre   d'exemple,   des formes de réalisation de la présente invention seront décrites ci-après avec référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels 
Fig.l représente un réacteur à eau pressurisée associé à une chaudière à circulation forcée et un seul passage : 
Fig.2 représente un réacteur à eau bouillante associé à une chaudière à circulation forcée et un seul passage : 
Fig.3 représente un réacteur refroidi au gaz associé à deux chaudières à circulation forcée et un seul passager et, 
Fig.4 représente un réacteur refroidi au gaz associé à      deux chaudières à circulation forcée et un seul passage,et à deux pressions. 



   Sur la Fig.l, le réacteur à eau pressurisée est représenté en   1.De   l'eau est mise en circulation par une pompe à vitesse constante 2 dans le noyau 3 du réacteur 1, et ensuite dans la chaudière à circulation forcée 4 à un seul passage. De la chau- dière 4, l'agent de refroidissement revient vers la pompe 2 en rapport d'échange de chaleur avec du fluide de travail passant dans la conduite ? de la valve de commande d'alimentation 6 vers ! la turbine 7. 



   La réactivité du réacteur peut être réglée par le   disposi-   tif de commande de réactivité 8 qui détermine la position des      barres de commande (non représentées) dans le noyau   3.   Un disposi- tif sensible à la température 9 est agencé de manière à répondre en dépendance de la moyenne des températures de l'agent de re- froidissement à l'entrée et à la sortie du noyau 3; et le réglage du dispositif 8 est commandé par cette réponse de manière à avoir tendance à maintenir constante la température moyenne. 



   Le réglage de la valve 6 qui commande l'alimentation de fluide de travail à la conduite 5, est déterminé par le   disposi-   tif de commande 10 qui, à son tour, est commandé par un compara- teur 11 suivant la différence entre la pression   influençant   le dispositif sensible à la pression 12,   à   laquelle la vapeur est 

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 débitée à la turbine 7, et une pression prédéterminée. Le com.   parateur   11 agit sur le dispositif de commande 10 de façon que   l'alimentation   par la valve 6 soit réglée de manière à tendre   à   maintenir la différence constante. 



   La disposition représentée sur la Fig.2 est semblable à celle représentée sur la Fig.1, sauf que le réacteur la est un réacteur à eau bouillante. Dans un tel réacteur il est souhaita- ble que la température dans le noyau 3a soit constante   et,   comme la pression de   l'agent   de refroidissement à la sortie du noyau d'un tel réacteur est déterminée par la température de l'agent de refroidissement à la sortie ,un dispositif 9 sensible à cette pression est utilisé pour commander la réactivité du noyau par le réglage du dispositif 8. 



   Sur la Fig.3, le réacteur 21 est refroidi au gaz et le gaz de refroidissement est mis en circulation par des pompes variables 22 et 23 dans deux chaudières à circulation   forcée   24 et 25 à un seul passage et dans le noyau 26 de réacteur 21. Le fluide de travail passe par la valve de commande 28 dans la conduite d'échange de chaleur 29 de la chaudière 25 et ensuite dans le collecteur 30. Du fluide de travail passe également dans le col- lecteur 30 par la valve de commande 31 et la conduite d'échange de chaleur 32 de la chaudière 25. Du collecteur 30, la vapeur passe à la turbine 33. 



   Les chaudières 24 et 25 sont disposées de manière à débi- ter de la vapeur à la même pression par une commande appropriée des valves 28 et   31.La   commande est effectuée par un dispositif sensible à la pression   34   qui répond à la pression régnant dans le collecteur 30. Cette pression est comparée, dans un compara- teur   25, &   une pression déterminée et le comparateur 35 agit sur les dispositifs de commande 36 et 37.

   Les dispositifs de commande 36 et   37   sont associés respectivement aux valves 28 et 31 et déterminent les réglages des valves, le comparateur 35 agissant par l'intermédiaire des   dispositifs     36   et 37 dans le 

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 sens qui tend à maintenir constante la différence entre la pres-   %ion dans le collecteur 30 et la pression prédéterminée appliquée au comparateur 35. 



   Il est souhaitable dans un réacteur refroidi au gaz que les températures auxquelles l'agent de refroidissement entre dans le noyau du réacteur et le quitte restent constantes.La tempéra- ture à laquelle l'agent de   refroidissement   quitte le réacteur est réglée par le réglage de la réactivité du noyau. La réacti-   vité   est réglée par le dispositif de commande 38 qui est commandé par le comparateur   39,Le   comparateur 39 répond à la   dit. '   férence entre la température de sortie de l'agent de refroidis- sement et une température prédéterminée,et il agit sur le   dipo- '     aitit   de commande 38 de manière à avoir tendance à maintenir la différence constante. 



   La température d'entrée de l'agent de refroidissement,qui est la même que la température de l'agent de refroidissement à la sortie de la chaudière, est maintenue constante en faisant varier les vitesses de fonctionnement des pompes 22 et 23.   La '   température de l'agent de refroidissement à la sortie de la chaudière 24 est comparée dans le comparateur   40   à une températu- re prédéterminée, et le fonctionnement de la pompe 22 est réglé par le dispositif de commande   41   dans un sens qui agit de manière à maintenir constante la différence entre la   températu-   re d'entrée de l'agent de refroidissement et la température   pré- '   déterminée.

   La vitesse de   fonctionnement   de la pompe 23 est com-      mandée de façon semblable par le dispositif de commande   42   et le comparateur   43.   



   Etant donné que les pompes 22 et 23 débitent dans une chambre commune dans le réacteur   21,   il peut être souhaitable qu'elles soient couplées de manière à fonctionner toutes deux à la même vitesse, représentant une moyenne du réglage   requis        pour maintenir constantes les températures auxquelles logent de refroidissement quitte les chaudières   24   et 25.

   Ainsi, ces températures ne sont pas maintenues strictement constantes en 

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 faisant varier la vitesse de recireulation par les pompes 22 et 23 et les fins réglages de température   peuvent   être   effectuée   de manière acceptable en réglant les alimentations des chaudières   24   et 25 même si cette façon de faire introduit de légères   va-   riations de la pression de la vapeur   dans   le collecteur 30. 



  Pour régler les alimentations des chaudières de manier'* à régler la température de l'agent de refroidissement dans la chaudière 24, la différence de température établie dans le   comparateur   40 est appliquée au dispositif de commande 36 de manière à ouvrir légèrement la valve 28 si la température de l'agent de refroidissement est trop élevée et à fermer légèrement la valve 28 si la température est trop faible. La valve 31 est réglée de façon semblable en réponse à la différence de température appliquée au dispositif de commande 37 par le comparateur 43. 



   La disposition représentée sur la   Fig.4   est semblable dans        l'ensemble   à celle représentée sur la Fig.3, sauf que chaque chaudière 24 et 25 comprend en plus une conduite basse pression   40,   41.De la vapeur engendrée dans les conduites 40 et 41 est débitée dans le collecteur commun 42, d'où la vapeur passe à la turbine basse pression 43 par la valve 44. La pression à la- quelle la vapeur est débitée à la turbine 43 est commandée par le réglage de la valve   44   depuis le comparateur 45. Le compara- teur 45 est réglé par la différence entre la pression régnant dans le collecteur   42   qui influence le dispositif sensible à la pression 46, et une pression prédéterminée et il agit de manière à maintenir la différence constante. 



   L'utilisation de chaudières comprenant tant des circuits basse pression que des circuits haute pression a l'avantage que les recirculateurs peuvent être réglés de manière à fonctionner en réponse à une température de sortie moyenne d'agent de re- froidissement et les différences entre cette température et la température réelle peuvent être compensées sans faire varier la pression dans le collecteur haut.:. pression 30. A cette   fin,il   est prévu que les valves 50 et 51 par lesquelles le fluide de 

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 travail est débité aux conduites basse pression 40, 41 sont com- mandées par les dispositifs de'commande   52,   53.

   Ces dispositifs répondent aux différences établies dans les comparateurs   4-0,   43 et agissent de manière à augmenter la circulation dans la con- duite basse pression si la température de l'agent de refroidis- sement associée à ce circuit est trop élevée, et réduit la circulation   si   la température est trop faible. 



   Dans la description des Figs.3 et 4, on a  supposé   que la température de l'agent de refroidissement devait être maintenue constante.Dans certaines circonstances, cependant, il peut être approprié d'augmenter la température du noyau et ainsi augmenter: la réactivité du noyau pour obtenir un "over-ride Xénon". 



   Sur les   Figs.l   et 2 une seule chaudière est représentée associée au réacteur.Si plus d'une chaudière est associée au réac-   teur,   il peut être nécessaire, comme dans les formes de réalisa- tion des Figs.3 et 4, de modifier de manière appropriée les cir- culations vers les chaudières pour maintenir la pression de va- peur suivant les variations de l'état de température dans le noyau. 



   Dans la description donnée ci-dessus , les comparateurs ont été décrits comme agissant pour maintenir une différence constan- te entre des paramètres fixes et variables.Normalement cette      différence est égale à zéro et les comparateurs agissent pour , maintenir la différence constante à une faible tolérance près, pour éviter les variations excessives des réglages qui pourraient   se   produire si on essayait de maintenir la différence absolument constante. 



   REVENDICATIONS. 

**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.

Claims (1)

1. 1.- Procédé de commande d'un réacteur nucléaire dans le- quel l'agent de refroidissement passe en rapport d'échange de chaleur avec le noyau du réacteur nucléaire et avec une chaudière à circulation forcée et un seul passage, caractérisé en ce qu'on <Desc/Clms Page number 8> règle la réactivité du noyau du réacteur nucléaire pour exercer un effet de commande sur un état de température de .l'agent de refroidissement dans le réacteur nucléaire, et on règle la cir- culation d'alimentation de la chaudière pour exercer un effet de commande sur la pression de.la vapeur engendrée dans la chau- dière.

   2.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'agent de refroidissement est gazeux et l'état de tempé- rature est celui de l'agent de refroidissement à la sortie du noyau.

   3.- Procédé suivent la revendication 2,caractérisé en ce que la température de l'agent de refroidissement à l'entrée du noyau est réglable en faisant varier la vitesse à laquelle l'agent de refroidissement circule dans le noyau.

   4.- Procédé suivant la revendication 3, caractérisé en ce que l'agent de refroidissement venant du réacteur circule dans plusieurs chaudières à circulation forcée et un seul pas- sage, et passe dans chacune des chaudières à la même vitesse déterminée par les températures auxquelles l'agent de refroi- dissement quitte les chaudières.

   5.- Procédé suivant la revendication 4, caractérisé en ce que la circulation d'alimentation de cirque chaudière est ré- glée de manière à réduire la différence entre la température moyenne et la température réelle à laquelle l'agent de refroi- dissement quitte la chaudière.

   6. - Procédé suivant la revendication 4, caractérisé en ce que chaque chaudière comprend un circuit haute pression et un circuit basse pression, la circulation d'alimentation du cir- cuit haute pression est réglable pour faire varier la pression de la vapeur engendrée dans le circuit haute pression, et la circulation d'alimentation du circuit basse pression est réglable pour réduire la différence entre la température moyenne et la température réelle à laquelle l'agent de refroidissement quitte la chaudière. <Desc/Clms Page number 9>

   7.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le réacteur nucléaire est refroidi par un liquide pressu- risé, et l'état de température est la moyenne des températures à l'entrée et 1 la sortie du noyau.

   8.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le réacteur nucléaire est refroidi par l'ébullition d'un liquide dans le noyau . et l'état de température est la tempéra- ture à la sortie du noyau.

   9.- Installation de réacteur nucléaire comprenant une chaudière à circulation forcée et un seul passage et un disposi- tif pour faire circuler l'agent de refroidissement en rapport d'échange de chaleur avec le noyau du réacteur nucléaire et la chaudière, caractérisée en ce qu'elle comprend un dispositif sensible à un état de température dans le réacteur nucléaire, un dispositif pour le réglage de la réactivité du noyau du réac- teur nucléaire suivant les variations du dispositif sensible à la température, un dispositif sensible à la pression répondant à la pression de la vapeur engendrée, et un dispositif pour le réglage de la circulation d'alimentation de la chaudière suivant les variations du dispositif sensible à la pression.

   10.- Installation de réacteur nucléaire suivant la reven- dication 9, caractérisée en ce que l'agent de refroidissement est un liquide pressurisé et le dispositif sensible à un état de température est sensible aux températures de l'agent de refroi- dissement à l'entrée et à la sortie du noyau et est disposé de manière à régler la réactivité du noyau suivant les moyennes de ces deux températures.

   11.- Installation de réacteur nucléaire suivant la reven- dication 9, caractérisée en ce que l'agent de refroidissement est un liquide qui bout dans le noyau, et l'état de température est la température à la sortie du noyau.

   12.- Installation de réacteur nucléaire suivant la reven- <Desc/Clms Page number 10> dication 11, caractérisée en Ce que le dispositif sensible a un état de température répond à la pression dans la zone dans la- quelle règne cette température.

   13.- Installation de réacteur nucléaire suivant la reven- dication 9, caractérisée en ce que le réacteur est refroidi par un agent de refroidissement gazeux, et l'état de température est la température de l'agent de refroidissement à la sortie du noyau.

   14.- Installation de réacteur nucléaire suivait la reven- dication 13, caractérisée en ce qu'une pompe variable est prévue pour la circulation de l'agent de refroidissement dans le réac- teur nucléaire, et un dispositif sensible à la température est prévu pour répondre à la température de l'agent de refroidisse- ment passant de la chaudière au noyau du réacteur, afin de ré- gler le fonctionnement de la pompe suivant les variations de température à l'entrée du réacteur.

   15.- Installation de réacteur nucléaire suivant la reven- dication 13, caractérisée en ce que deux ou plusieurs chaudières à circulation forcée et un seul passage sont prévues, et l'agent de refroidissement gazeux circule du réacteur nucléaire vers cha- cune des chaudières, une pompe variable est prévue pour faire cir culer l'agent de refroidissement de chaque chaudière vers le réacteur, un dispositif sensible à la pression est agencé pour répondre aux différentes températures de l'agent de refroidisse- ment venant de chaque chaudière et allant au réacteur, afin de régler chacune des pompes variables pour qu'elles fonctionnent à la même vitesse suivant les moyennes des températures de l'agent de refroidissement venant des chaudières et allant au réac teur.

   16. - Installation de réacteur nucléaire suivant la reven- dication 15, caractérisée en ce que chaque chaudière comprend un circuit haute pression et un circuit basse pression, et le dispositif sensible à la température est prévu pour commander la circulation d'alimentation du circuit haute pression <Desc/Clms Page number 11> de chaque chaudière afin de réduire la différence entre la tem- pérature moyenne et la température & laquelle l'agent de refroi- dissement passe de cette chaudière au réacteur.

   17.- Installation de réacteur nucléaire disposée et des- tinée à fonctionner en substance comme décrit ci-dessus avec référence aux dessins annexés.