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installation de production d'énergie nucléaire oom- portant un réacteur nucléaire hétérogène.
La présente invention concerne une installation de production d'énergie nucléaire comportant un réacteur nucléaire hétérogène dont le noyau de réacteur présente deux canaux de refroidissement apparus, constitues, de préférence, comme groupes d'éléments montas en parallèle, le premier canal de re- froidissement étant alimenté avec un fluide do rofroidisnemont amené à l'état liquide et le second canal do rofroidisooment avec un fluide de refroidissement gazeux.
Dans les réacteurs de puissance connus l'évacuation et l'utilisation de la chaleur produite dans le noyau du réac- teur s'effectuent essentiellement en passant par un circuit unique de fluide de refroidissement, en utilisant comme fluides d'échange thermique de l'eau, des gaz ou des métaux liquides .
On connait déjà une construction d'un réacteur nuolé- aire dans laquelle des éléments combustibles en forme de barre
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sont entoura pur une c1;..iibre nnnulrrire à travers laquelle de l'eau passe comme fluide de refroidissement* Cette chambre annu-
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laird eJt entourée p.tr uii intervalle annulaire h travers lequel do l'air est conduit dans In sono du rJfleoteur latéral. Toute- fois, il ne s'agit pas ici d'un dispositif pour une meilleure utilisation de la chaleur produite dans le réacteur nucléaire, mais l'air passant dans la sono du réacteur latéral fi travers l'intervalle annulaire sert exclusivement au refroidissement du réacteur et n'apporte aucune contribution à la quantité de cha- leur qui est amenée par une turbine montée à la suite du réac- teur nucléaire.
On ne dispose que de la circulation d'eau en-
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tourant Ion S1<'nants combustibles pour,la cession de chaleur au système de turbine.
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Conformument à l'invention, on monte une installation d'énergie nucléaire comportant un réacteur nucléaire hétérogène dont le noyau de réacteur présente deux canaux do refroidissement
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sépares, constitues, de préférence, comme groupes d.1616ments montas en parallèle, de telle manière que la chaleur produite dans le réacteur nucléaire puisse être utilisée au mieux pour un moteur thermique monté à la suite.
L'invention est princi-
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palement caractérisée en ce que le fluide de refroidîseonent amenu a. l'état liquide est vaporise, dans le premier canal de refroidisse .ent, dans le noyau du reacteur, que la vapeur est mélangée avec le fluide de refroidisserient gazeux sortant du second canal de refroidinsoiont et que le mélange* de gaz et de vapeur est conduit pour fournir le travail dans un moteur ther- mique et est amené, décomposé, après la sortie de ce moteur ther- mique, de nouveau en ses constituants, au canal de refroidisse- ment y afférent dans chaque cas.
Des essais plus précis des rapports thermiques et relatifs à la physique des neutrons dans le fonctionnement d'un réacteur nucléaire ont montré que la combinaison de plusieurs circuits de refroidissement, par exem- ple d'un circuit à gaz en combinaison avec un circuit à eau, peut apporter des avantages importants, car on peut élever de
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cette façon, le rendement de la turbine montée à la suite du réacteur nucléaire avec une adaptation correspondante de l'au- bage aux valeurs de matières présentes. Si une quantité de oha- leur suffisamment grande est rendue disponible par le réacteur nucléaire, la disposition de plusieurs circuits de refroidisse- nient semble avantageuse au point de vue thermique.
La disposi- tion des deux système à fluide de refroidissenmt présente encore l'autre avantage que le noyau du réacteur peut ttre construit de façon particulièrement favorable et que l'on peut obtenir @ une grande densité de puissance.
Il peut, en outre, être avantageux que la vapeur sa- turée produite dans le premier canal de refroidissement soit encore suohauffée par les gaz chauds provenant du second ' canal de refroidissement. Comme fluide de refroidissement amené à l'état liquide, on utilise de préférence l'eau.
Une forme de réalisation constructive recommandable peut être réalisée en disposant dans la cuve du réacteur, au- dessus du noyau de celui-ci, une chambre de mélange dans la- quelle arrivent la vapeur produite dans un premier groupe do canaux de refroidissement et les gaz chauffés dans un second groupe do canaux de refroidissement. En outre, il semble avan- tageux de prévoir supplémentairement à un condenseur monté à la suite de la turbine un dispositif d'épuration de gaz.
Dans l'installation d'épuration de gaz, le gaz est complotèrent dé- barrassé de l'eau avant qu'il soit conduit de nouveau au second canal de refroidissement y afférent et au groupe de canaux de guidage do gaz montés en parallèle, formant ce second canal de refroidissement. La constitution peut être réalisée avantageuse- nient de la manière que le mélange de gaz et de vapeur est dirigé dans un condenseur dune lequel la fraction de vapeur prédomi- nante cet précipitée et il ont monté, à la cuite du condenseur, un condenseur auxiliaire dans lequel le gaz provenant du premier condenseur cet introduit, après précompression,
le condensât provenant du premier condenseur étant mélangé au condensât du
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condenseur auxiliaire, puis l'espace colléoteur de gaz du con- denseur auxiliaire peut être relié par @@ dispositif d'épura- tion de gaz avec le conduit d'amenée au second groupe de canaux de refroidissement.
Dans une autre réalisation de l'invention, le noyau du réacteur peut être disposé dans un récipient intérieur des- tiné à l'amenée du fluide de refroidissement liquide, ce réci- pient intérieur étant constitué à double paroi et recevant le gaz de refroidissement dans son espace enveloppant.
Une forme de réalisation d'un réacteur nucléaire con- ; forme à l'invention est représentée schématiquement, à titre d'exemple, au dessin annexé.
Un noyau de réacteur 2 qui est entouré par un ré- flecteur 3 se trouve dans un récipient sous pression 1. 'Un @ canal annulaire 4 servant de second canal de refroidissement traverse le noyau 2 du réacteur et est parcouru par le gaz de refroidissement. L'eau de refroidissenent qui est transformée en vapeur saturée dans une partie d'évaporateur disposée dans le réacteur (non viaible au dessin) se trouve dans un récipient intérieur 5 utilisé comme premier canal de refroidissement, qui reçoit le noyau 2 du réacteur.
Le récipient intérieur 5 et le canal annulaire 4 débouchent dans une chambre 6 dans laquelle il se produit un mélange intime de la vapeur satu- rée aveo le gaz de refroidissement chaud et, do ce fait, un sur- chauffage supplémentaire de la vapeur. Le mélange de gaz et de vapeur sort par un conduit 7 do la chambre de mélange 6 et est amené à.une turbine 8 à laquelle est reliée un générateur 9. Le mélange de gaz et de vapeur se détend dans la turbine 8 en fournissant un travail mécanique.
Ensuite, le mélange gaz-vapeur est mené dans un oon- danseur 10 dans lequel la partie vapeur prédominante est préci- pitée. La partie gaz ajoutée contient encore une quantité de vapeur d'eau correspondant à la pression de vapeur de saturation et est refoulée à l'aide d'une pompe 11 dans le condenseur
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auxiliaire 12. 11 se produit ici une nouvelle séparation d'eau. L'eau de refroidissement s'accumulant dans le condenseur 10 passe, par une pompe de condenseur 13, dans un réservoir d'eau d'alimentation 14, tandis que l'eau séparée du condon- cour auxiliaire 12 est conduite, par une pompe do refoulement 15, également dans le réservoir d'eau d'alimentation 14.
Le retour de l'eau de refroidissement du réservoir d'oau d'alimen- tation 14 dans le premier canal de refroidissement 5 s'ef- fectue à l'aide d'une pompe d'alimentation 19. Les gaz sortant du condenseur auxiliaire 12 sont refoulés, par une pompe à gaz 16, dans un dispositif d'épuration 17 et parviennent de là dans le second cinal de refroidissement 4. L'eau séparée dans le dispositif d'épuration de gaz 17 passe, par un con- duit de communication 18, dans le réservoir d'eau d'alimen- tation 14.
R É S U M É
Installation de production d'énergie nucléaire oom- portant un réacteur nucléaire hétérogène dont le noyau de réac- teur présente deux canaux de refroidissement séparés, constituée, de préférence, comme groupes d'éléments montés en parallèle, le premier canal de refroidissement étant alimenté avec un fluide de refroidissement amené à l'état liquide et le second canal de refroidissement avec un fluide de refroidissement gazeux, remar- quable notamment par les caractéristiques suivantes, considérées séparément ou en combinaisons :
1 - Le fluide de refroidissement amené à l'état liquide est vaporisé, dans le premier canal de refroidissement, dans le noyau du réacteur, la vapeur est mélangée aveo le fluide de re- froidinsement gazeux sortant du second canal de refroidissement et le mélange de gaz et de vapeur est conduit pour fournir le travail dans un moteur thermique et est amené, décomposé, après la sortie de ce moteur thermique, de nouveau en ses constituants, au canal de refroidissement y afférent dans chaque cas.
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2 - La vapeur saturée dans le prêter canal de refroidisse- ment est de nouveau surchauffée par deagaz chauds provenant du
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b second can.t1 de refroidiG.;o:-:ont..
3 - Le fluide de refroidissement liquide est de l'eau.
4 - Une chambre de mélange, dans laquelle la vapeur pro- duite dans un premier groupe do canaux @e refroidissement et les gaz chauffes dans un second groupe de @@naux de refroidissement arrivent, est disposée dans la cuve du réacteur au-dessus du noyau de celui-ci*
5 - Le moteur thermique est une t bine.
6 - Un dispositif d'épuration de est prévu suppléen- tairement à un condenseur monté à la alite de la turbine.
7 - Le mélange gaz-vapeur est con uit dans un condenseur dans lequel la partie vapeur prédomina:te est précipitée et on monte, à la suite de ce condenseur, unicondonseur auxiliaire dans lequel le gaz provenant du condenseur est introduit, après
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préco-,ipression, le condensat provenant,du condenseur principal étant mélangé au condensât du condenseur auxiliaire, puis l'es- , pace collecteur de gaz du condenseur auxiliaire pouvant être relié en passant par un dispositif épurateur de gaz au conduit d'amenée au second groupe de canaux de refroidissement*
8 - Le noyau du réacteur est disposé dans un récipient in- térieur destiné à l'amenée du fluide de refroidissement liquide et ce récipient intérieur, constitué à double paroi, assume, dans son espace enveloppant, le guidage du gaz de refroidissement.