CH449231A - Caisson en béton précontraint - Google Patents

Description

  Caisson en béton     précontraint       La présente invention a pour objet un     caisson    en  béton     précontraint,    destiné à renfermer une     source    de  chaleur sous pression, telle que par     exemple    un réacteur  nucléaire, une     chaudière    ou un four.  



  On connaît déjà des réacteurs nucléaires du type  dit intégré dans lesquels le     coeur    du réacteur et d'autres  appareils (échangeur de chaleur, générateur de vapeur,  soufflante, etc.)     sont    disposés dans un caisson en béton  précontraint contenant un fluide chaud sous pression.  



  Le principe de     fonctionnement    de cet ensemble est  relativement simple: l'énergie calorifique dégagée par  la réaction     nucléaire    est     utilisée    pour produire de la  vapeur     directement    ou par     l'intermédiaire    d'échangeurs  de chaleur. Le transfert de l'énergie produite     dans    le  réacteur est assuré par un fluide     caloporteur    (par exem  ple gaz carbonique,     hélium,    eau, vapeur) sous pression  (par exemple de 30 à 100     kg/cm2)    et à une température  élevée (de l'ordre de 250 à 7500 C).

   Ce fluide est mis  en circulation en circuit fermé à l'aide de soufflantes  ou de pompes. Dans les installations connues de ce  genre, le     fluide        caloporteur    est en     contact    avec     les    parois  du     caisson    et ce dernier doit pouvoir     résister    à la pres  sion et à la température et doit être étanche. L'étanchéité  du caisson     est    d'ordinaire réalisée par une gaine ou    peau   en acier, ancrée sur la face intérieure des parois  de béton. D'autre part, un calorifuge est placé à l'exté  rieur de la peau d'étanchéité pour limiter les pertes de  chaleur du réacteur.

   Un dispositif de refroidissement  lié à la peau d'étanchéité et noyé dans le béton -du cais  son maintient la température de celui-ci à environ 40  à     601,    C. La     quantité    de chaleur que ce système de  refroidissement doit évacuer est bien entendu limitée  par la présence du     calorifuge.     



       Il    est important de remarquer que le     calorifuge,     coûteux en soi, nécessite de par son épaisseur une aug  mentation du diamètre du     caisson    en béton précontraint  et par conséquent de son prix. D'autre part, le calo-         rifuge    simplement accroché aux parois du caisson ne  participe pas à la résistance aux efforts dus à la pres  sion et à la température.  



  Le     caisson    selon la présente invention vise à remé  dier aux inconvénients     précités    par l'élimination du       calorifuge    spécial. Il est caractérisé par le fait qu'au  moins la partie de ses parois qui est la plus proche de  la source de chaleur est faite en un matériau, par  exemple du béton, résistant à chaud, c'est-à-dire jusqu'à  250-300  C au moins, pour servir de calorifuge tout en  participant de façon classique à la résistance     mécanique     du caisson.  



  Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une  forme     .d'exécution    du caisson ;selon l'invention, vue en  coupe axiale verticale et prévue pour le cas d'un réac  teur nucléaire.  



  Dans cet exemple, le caisson est monobloc et com  porte un fût     vertical    1, cylindrique, de forme extérieure  circulaire ou polygonale et fermé à ses extrémités par  deux fonds 2, 3 qui, dans une variante, pourraient être  des dalles rapportées sur le fût.  



  C'est dans la chambre intérieure cylindrique 4 du       caisson    que sont     disposés    le     coeur    du réacteur 5 et un  générateur de vapeur 6, ainsi que d'autres organes non  représentés pour simplifier (échangeurs de chaleur,  pompes, dispositifs de manutention du combustible,  soufflantes). 7 est un écran thermique classique.  



  La paroi intérieure du caisson est recouverte d'une  gaine ou   peau<B> </B> 8 en acier, ancrée sur le béton du  fût et des fonds. Un fluide dit caloporteur est mis en  circulation, par les pompes non représentées, à l'inté  rieur de la chambre 4.  



  Le     caisson    .est fait entièrement de béton précontraint.  c'est-à-dire que le calorifuge habituel, ne participant pas  à la résistance mécanique du caisson, n'existe pas ici.  Mais la partie intérieure 9 du fût 1 et des     fonds    2, 3,  qui est la plus exposée à l'action de la chaleur du     coeur         du réacteur 5 et du générateur de chaleur 6, est faite  en     béton    résistant à chaud,     c'est-à-dire    jusqu'à 250  300  C au moins, tandis     que    la partie extérieure 10     est     en béton ordinaire.

   Le béton résistant à chaud 9 (ou    béton chaud  ) est directement coulé sur place autour  de la peau 8 ; dans une variante il pourrait d'ailleurs  former la totalité du     caisson.     



       L'épaisseur    de       béton    chaud   est déterminée par  la     considération    des pertes de chaleur admissibles,     des          contraintes    thermiques, des contraintes sous différents       cas    de charges et des contraintes     admissibles.    Le choix  des matériaux pour la     confection    de ce   béton chaud    doit être fait sur la base des caractéristiques mécaniques       exigées    par le comportement du caisson à haute tempé  rature.

   A titre d'exemple, pour le caisson représenté,  un béton ayant une     bonne    tenue de 250 à 300  C avec  une résistance à la compression de 400 à 600     kg/cm-          est        nécessaire.    Cela pourra être obtenu, à titre d'exem  ple, par un agrégat     calcaire    et un     ciment    de haut  fourneau.  



  Un système de tuyaux de refroidissement     principal     11 du     caisson    est placé entre le  béton chaud   9 et  le béton froid 10. La température dans le béton à cet  endroit     peut    ainsi être     réduite    à 40-60  C.     Dans    l'exem  ple représenté, les câbles de précontrainte sont placés  dans le béton froid, c'est-à-dire là où la température  est suffisamment basse pour que la relaxation des câbles  soit acceptable (température de l'ordre de     501,    C). Si le  caisson est fait entièrement de   béton chaud      ,        ces     câbles seront disposés dans la partie extérieure.  



  Des systèmes de tuyaux de refroidissement auxi  liaires 12 sont prévus sur la     peau    8 (ils pourraient l'être  ailleurs dans l'espace entre la peau et le système de  refroidissement principal 11). La chaleur récupérée par  ces systèmes de refroidissement auxiliaires peut éven  tuellement être utilisée.  



  Dans une variante, la       peau      8 (avec son système  de refroidissement 12) pourrait se trouver à l'intérieur  du béton. à la limite entre le   béton chaud   et le    béton froid      .     



  Le caisson décrit a l'avantage d'éliminer un calo  rifuge coûteux qui ne     participe    pas à     sa    résistance et  de présenter de ce fait un diamètre extérieur réduit à  une valeur minimum, étant donné     l'encombrement    de    l'équipement thermique et     nucléaire    qu'il contient. C'est  en effet le       béton    chaud  qui     forme    lui-même calo  rifuge tout en participant à la résistance     mécanique    du  caisson.  



  L'invention n'est évidemment pas limitée au cas d'un       caisson    cylindrique.

Claims (1)

1. REVENDICATION Caisson en béton précontraint, destiné à renfermer une source de chaleur sous pression telle que, par exem ple, un réacteur nucléaire, une chaudière ou un four, caractérisé en ce qu'au moins la partie de ses parois qui est la plus proche de la source de chaleur est faite en un matériau résistant à chaud. c'est-à-dire jusqu'à 250-300 C au moins, pour servir de calorifuge tout en participant de façon classique à la résistance mécanique du caisson. SOUS-REVENDICATIONS 1.

   Caisson selon la revendication et présentant un circuit de refroidissement noyé dans l'épaisseur de ses parois, caractérisé en ce que la partie de ces parois comprise entre sa surface intérieure et ledit circuit de refroidissement est en béton résistant à chaud. 2. Caisson selon la revendication, caractérisé en ce que le matériau à chaud est un béton fait à partir d'un agrégat calcaire. 3. Caisson selon la revendication, caractérisé en ce que le matériau résistant à chaud est un béton fait à partir d'un ciment de haut fourneau. 4.

   Caisson selon la revendication, caractérisé en ce que les câbles de précontrainte sont disposés dans la partie extérieure du béton qui le constitue, où la tem pérature est compatible avec la valeur acceptable de la relaxation de ces câbles. 5. Caisson selon la revendication, caractérisé par le fait que la peau d'étanchéité est placée dans l'épaisseur des parois du caisson, à une distance convenable de la face intérieure du caisson.