FR2468188A1 - Systeme de limitation des consequences d'une avarie liee a une perte de caloporteur, dans une centrale electrique atomique - Google Patents

Abstract

Ce système comprend un premier local 1 dans lequel se trouvent l'installation 3 du réacteur et un dispositif asperseur 10 du type actif pour la condensation, après l'avarie, de la vapeur se formant lors de l'ébullition du caloporteur. Quand la pression monte dans le local 1 par suite de l'avarie, la quantité d'air qui en est chassée est maximale, indépendamment de la zone de l'installation du réacteur où est survenue l'avarie L'air chassé passe à travers des orifices 12, ménagés dans les parois 13 tout près du fond 18 du premier local 1 et éloignés les uns des autres suivant le périmètre du local à une distance maximale, et arrive dans une chambre intermédiaire 14 d'où il est transmis par des canaux 16 avec passage à travers un dispositif condenseur 11 du type à bassin, vers un second local 2, dans lequel est installé ce dispositif 11. La longueur des canaux 16 est choisie de façon qu'ils forment une soupape hydraulique s'opposant au retour au premier local 1 de l'air qui en a été chassé au second local 2, ce qui assure la mise en dépression du premier local 1.

Description

La présente invention concerne 1' énergie nucléaire, notamment les systèmes de limitation des conséquences d'une avarie liée à une perte de caloporteur dans une centrale électrique atomique.

Un tel système sert à la protection de ltenvironne- ment, contre la pollution radioactive qui serait provoquée par une avarie dans une centrale électrique atomique dans laquelle le caloporteur est de l'eau à haute température et haute pression, enfermée dans un circuit étanche de caloporteur.

Dans la pratique mondiale de ltétude des centrales électriques atomiques, on considère que l'avarie théorique la plus grave est l'avarie de perte de caloporteur (loss of coolant accident, LOCA), qui peut se produire en cas de rupture instantanée d'une conduite de diamètre maximal avec fuite sans entrave du caloporteur par les deux extrémités.

Lors d'une avarie avec perte de caloporteur, le caloporteur s'échappe dans le local de l'installation du réacteur conjointement avec les produits radioactifs de fission se dégageant au cours de l'avarie. Par suite de la formation de vapeur résultant de l'ébullition du caloporteur, la pression croît dans ledit local et il y a risque de rejet de produits radioactifs dans l'environnement.

Pour empêcher la pollution radioactive de l'environnement, on emploie dans les centrales électriques atomiques des enveloppes protectrices étanches, retenant les produits actifs qui se dégagent lors d'une avarie.

De telles enveloppes protectrices étanches sont calculées pour une pression maximale de la vapeur se formant lors d'une avarie. Etant donné que lors des avaries avec perte de caloporteur il se forme une grande quantité de vapeur, il est nécessaire de réaliser des enveloppes de dimensions importantes, douées d'une résistance mécanique suffisante pour supporter l'action d'un mélange vapeur-air à haute température et haute pression. La construction de telles enveloppes implique de gros investissements.

Pour réduire les investissements liés à la construction des systèmes décrits, on cherche à réduire la pression dans l'enveloppe étanche. L'abaissement de la pression est obtenu soit en admettant un agent de refroidissement pour la condensation de la vapeur, soit en divisant le volume protégé par l'enveloppe en deux locaux, avec organisation d'une condensation de vapeur entre eux.

Dans le premier local on dispose l'installation du réacteur et l'équipement du circuit de caloporteur, et le second local est prévu pour recevoir l'air chassé du premier local en cas de montée de la pression résultant de la formation de vapeur lors de l'échappement du caloporteur. Entre ces locaux sont disposés des condenseurs du type passif.

En cas d'avarie avec perte de caloporteur, la vapeur formée lors de l'ébullition du caloporteur se mélange à l'air qui remplissait le premier local avant l'avarie. La pression dans le premier local devient plus grande que dans le second. Sous l'action de la différence de pression apparue, le mélange vapeur-air entre dans les condenseurs, où la vapeur se condense, tandis que l'air passe dans le second local dans lequel la pression commence à croître. Comme condenseurs de vapeur du type passif, on emploie, par exemple, des condenseurs à glace où des bassins remplis d'eau, à travers lesquels on organise le barbotage du mélange vapeur-air.

Malgré le recours à des dispositifs abaissant la pression, dans les systèmes décrits plus haut une surpression règne dans l'enveloppe protectrice pendant un temps prolongé et, comme l'enveloppe protectrice ne peut être parfaitement étanche, il est pratiquement impossible d'éviter les rejets de produits radioactifs dans l'environnement. Afin que le niveau de la pollution radioactive ne dépasse pas la valeur admissible, le degré d'étanchéité de l'enveloppe protectrice doit être très élevé. L'obtention d'un tel degré d'étanchéité implique aussi de gros investissements.

On connaît un système de limitation des conséquences d'une avarie liée à la perte de caloporteur, dans une centrale électrique atomique, comprenant deux locaux, dans l'un desquels est disposée l'installation du réacteur avec le circuit de caloporteur, le second local relié au premier par l'intermédiaire d'une soupape, étant maintenu en permanence sous une pression inférieure à la pression atmosphérique par pompage de l'air qu'il contient.

En cas d'avarie avec perte de caloporteur, le mélange vapeur-air passe dans le second local, dans lequel est disposé un condenseur de vapeur. Quand le mélange vapeurair traverse le condenseur, la vapeur s'y condense. L'arrivée du mélange vapeur-air dans le second local fait monter la pression dans celui-ci. Pour une dépression initiale suffisante dans le second local on peut aussi obtenir une dépression dans le premier local. Toutefois, un tel système implique de grandes dépenses pour la réalisation du second local ainsi que pour y créer et y maintenir pendant toute la période d'exploitation une pression inférieure à la pression atmosphérique.

On connaît aussi un système de limitation des conséquences d'une avarie liée à la perte de caloporteur, dans une centrale électrique atomique, comprenant un premier local, dans lequel est disposée l'installation du réacteur, et un second local, relié au premier, pour l'accumulation de l'air chasse du premier local en cas de montée de la pression qui y règne, par suite d'une fuite de caloporteur.

Entre ces locaux est installé un condenseur de vapeur du type passif, pour la condensation de la vapeur se formant lors de l'ébullition du caloporteur. Le premier et le second local sont reliés entre eux par un canal dans lequel, à l'endroit où il débouche dans le second local, sont montés un clapet de retenue, s'opposant au retour de l'air chassé du premier local, et le condenseur de vapeur qui est un dispositif à barbotage comprenant au moins une auge remplie de liquide de refroidissement et un capot disposé au-dessus de cette auge, les parois de ce capot formant des canaux pour l'entrée du mélange vapeur-air. La partie de sortie du capot est raccordée au clapet de retenue.Pour mettre le premier local en dépression après l'avarie, il est prévu dans le premier local un dispositif asperseur du type actif, mis en action après échappement du caloporteur dans le premier local et rétablissement de l'alimentation électrique ; le dispositif est arrêté après la condensation de toute la vapeur dégagée. Toutefois, la fiabilité d'action dTun tel système dépend de la fiabilité du clapet de retenue, monté à l'entrée du second local. Le clapet de retenue est un dispositif actif, car il comporte des parties mobiles.

Le dérangement du mouvement de ces parties, par suite d'un endommagement quelconque ou de la pénétration d'un objet étranger quelconque, peut provoquer une défaillance du clapet de retenue ; l'air du second local peut alors revenir dans le premier local et y faire monter la pression audessus de la pression atmosphérique. Dans ce cas le premier local n'est pas mis en dépression ; il reste en surpression pendant un temps prolongé après l'avarie et il se produit des fuites de produits radioactifs dans l'environnement à travers les défauts d'étanchéité des parois du local formant l'enceinte étanche.

On a proposé un système de limitation des conséquences d'une avarie liée à une perte de caloporteur, dans une centrale électrique atomique, comprenant un premier local dans lequel sont disposés une installation de réacteur et un dispositif asperseur du type actif pour la condensation, après l'avarie, de la vapeur d'eau se formant lors de l'é- bullition du caloporteur, l'air de ce local en étant chassé, quand la pression y monte par suite de l'avarie, à travers des orifices de ses parois débouchant dans une chambre intermédiaire, d'où il est transmis par des canaux à un dispositif condenseur du type à bassin se trouvant dans un second local, pour la condensation de la vapeur formée lors de l'avarie.

Dans ce système, les orifices des parois du premier local sont situés à la partie supérieure des parois et sont équidistants sur le périmètre du local. Il s'ensuit que, quelle que soit la partie de l'installation du réacteur dans laquelle survient l'avarie, la vapeur dégagée lors de l'avarie va vers la chambre intermédiaire en passant par les orifices les plus rapprochés de la partie endommagée de l'installation du réacteur, et la quantité d'air chassée du premier local vers le second est minimale. Si, après la mise en action du dispositif asperseur du type actif dans le premier local, la pression y décroît au-dessous de la pression régnant dans le second local, l'eau se trouvant dans les canaux en est chassée et l'air du second local revient dans le premier.Dans an tel système le premier local reste en surpression pendant un temps prolongé après l'avarie et des fuites de produits radioactifs dans l'environnement ont lieu à travers les défauts d'étanchéité de l'enveloppe étanche.

On s'est proposé de créer un système de limitation des conséquences d'une avarie liée à la perte de caloporteur, dans une centrale électrique atomique, dont la conception serait telle qu'elle préviendrait les émissions de produits radioactifs dans l'environnement en cas d'avarie, grâce à la mise en dépression d'un premier local, dans lequel est disposée l'installation du réacteur, et assurerait le maintien de ce local en dépression pendant un temps prolongé, la mise en dépression plus rapide du premier local, grâce à un refoulement aussi complet que possible de l'air qui s'y trouve vers un second local et à la condensation de la vapeur se formant lors de l'avarie avant le rétablissement de l'alimentation électrique dans la centrale et la mise en action d'un dispositif asperseur du type actif.

Elle a onc pour objet un système de limitation des conséquences d'une avarie liée à la perte de caloporteur, dans une centrale électrique atomique, comprenant un premier local dans lequel se trouvent l'installation du réacteur et un dispositif asperseur du type actif pour la condensation, après l'avarie, de la vapeur se formant lors de l'é- bullition du caloporteur, l'air de ce local en étant chassé quand la pression y croit par suite de l'avarie, à travers des orifices de ses parois débouchant dans une chambre intermédiaire, d'où il est transmis par des canaux à un dispositif condenseur du type à bassin se trouvant dans un second local, pour la condensaion de la vapeur d'eau se formant lors de l'avarie, système caractérisé en ce que les orifices des parois du premier local sont situés tout près de son fond et éloignés les uns des autres suivant le périmètre du local à la plus grande distance possible, ce qui permet de chasser à travers ces orifices, du premier local vers le second, avec passage à travers le dispositif condenseur du type à bassin, une quantité maximale d'air, indépendamment de la zone de l'installation du réacteur dans laquelle est survenue l'avarie, la longueur des canaux étant choisie d'une valeur telle qu'ils forment une soupape hydraulique s' oppo- sant au retour vers le premier local de l'air qui en a été chassé vers le second, ce qui assure la mise en dépression du premier local.

Il est avantageux de prévoir dans le système un dispositif asperseur du type passif, installé plus haut que le premier local, mis en communication avec celui-ci et se mettant en action immédiatement après l'avarie, ce qui provoque la condensation de la vapeur d'eau se formant lors de l'ébullitiondu caloporteur encore avant le rétablissement de l'alimentation électrique et avant la mise en action du dispositif asperseur du type actif, et, par conséquent, une mise en dépression plus rapide du premier local.

Le dispositif asperseur du type passif peut comprendre une capacité partiellement remplie d'eau, une conduite principale connectée par une extrémité à la capacité, de façon à former une soupape hydraulique, et un organe pour la pulvérisation de l'eau, connecté à la seconde extrémité de la conduite principale et pulvérisant l'eau dans le premier local.

Il est avantageux de prévoir dans le dispositif asperseur du type passif un moyen accélérant sa mise en action en cas d'avarie.

Le moyen accélérant la mise en action du dispositif asperseur du type passif peut être réalisé sous la forme d'au moins une conduite avec un étranglement, reliant la capacité au premier local de façon à former une soupape hydraulique.

Il est judicieux d plonger une extrémité de la conduite dans l'eausde la capacité et de doter cette extrémité d'un coude situé a-u-dessus du niveau de l'eau, pour former la soupape hydraulique.

Il est judicieux aussi de disposer une extrémité de la conduite au-dessus du niveau de l'eau, et de monter audessus de cette extrémité un capuchon dont les parois sont partiellement plongées dans l'eau, de façon à former une soupape hydraulique.

Il est avantageux de monter sur l'extrémité de la conduite se trouvant dans le premier local, un moyen pour la pulvérisation de l'eau dans ce local.

Le moyen accélérant la mise en action du dispositif asperseur du type passif peut être un échangeur thermique placé dans le premier local et relié par des conduites à l'espace rempli d'eau de la capacité.

Il est souhaitable que le moyen accélérant la mise en action du dispositif asperseur du type passif comprenne une conduite mettant l'espace rempli d'air de la capacité en communication avec le premier local, et un étranglement monté sur la conduite principale.

Le moyen accélérant la mise en action du dispositif asperseur du type passif peut en outre comporter un bac situé plus bas que la capacité partiellement remplie d'eau et formé par un élargissement de la conduite principale.

Dans le moyen accélérant la mise en action du dispositif asperseur du type passif, il est avantageux de prévoir un éjecteur à eau relié par une conduite à l'espace rempli d'air du coude de la conduite principale ou du capuchon de la conduite principale ou du bac.

Il est souhaitable de relier le bac à la chambre intermédiaire par une conduite, l'extrémité de cette conduite étant située à l'intérieur du bac, à une certaine distance du fond de celui-ci.

Dans le moyen accélérant la mise en action du dispositif asperseur du type passif, on peut prévoir un éjecteur à gaz, monté entre le premier local et la chambre intermédiaire, la conduite venant du bac étant connectée à la chambre d'aspiration de cet éjecteur.

Une telle réalisation du système suivant l'invention, assure la mise en dépression la plus rapide du premier local en cas d'avarie avec perte de caloporteur et l'interruption complète des fuites vers l'environnement des produits radioactifs dégagés dans le premier local lors de l'avarie.

Dans ce qui suit, l'invention est expliquée par la description d'exemples concrets de réalisation et par des dessins annexés, dans lesquels
la Fig. 1 représente en coupe longitudinale un système de limitation des conséquences d'une avarie liée à une perte de caloporteur, dans une centrale électrique atomique, suivant l'invention
la Fig. 2 est une coupe suivant la ligne II-II sur la figure 1 (pour une desc-ription plus commode du système, sur la figure 1 on a mis conventionnellement en conciaence l'orifice pratiqué dans la paroi du premier local et le plan de la coupe II-II) ;;
la Fig. 3 représente en coupe longitudinale le dispositif asperseur du type passif, une partie du premier local et une partie de la chambre intermédiaire du système suivant l'invention
la Fig. 4 représente en coupe longitudinale les mêmes parties que la figure 3, mais avec deux organes pour la pulvérisation de l'eau
la Fig. 5 représente en coupe longitudinale, une autre variante de réalisation du dispositif asperseur, une partie du premier local et une partie de la chambre intermé- diaire du système suivant l'invention
la Fig. 6 représente en coupe longitudinale les mêmes parties que la figure 5, mais avec une autre réalisation du moyen accélérant la mise en action du dispositif asperseur du système suivant l'invention
la Fig. 7 représente en coupe longitudinale les mêmes parties que la figure 3, mais avec une autre variante de réalisation du moyen accélérant la mise en action du dispositif asperseur du système
la Fig. 8 représente en coupe longitudinale une autre variante de réalisation du dispositif asperseur du système de la figure 7
la Fig. 9 représente en coupe longitudinale une variante de réalisation du dispositif asperseur de la figure 7, avec un éjecteur à eau
la Fig. 10 représente en coupe longitudinale encore une des variantes de réalisation du dispositif asperseur du type passif du système suivant l'invention
la Fig. il représente en coupe longitudinale une des variantes de réalisation du dispositif asperseur du système selon la figure 8
la Fig. 12 représente en coupe longitudinale encore une des variantes de réalisation du dispositif asperseur du système selon la figure 8
la Fig. 13 représente en coupe longitudinale une variante de réalisation du dispositif asperseur du système selon la figure 8
la Fig. 14 représente le graphique de la variation de la pression pendant une avarie dans le premier local, dans le second local et dans l'espace rempli d'air du dis positiftasperseur du type passif du système, suivant l'invention.

Le système de limitation des conséquences d'une avarie liée à une perte de caloporteur, dans une centrale électrique atomique, comprend un premier local 1 (figure 1) et un second local 2.

Dans un mode de réalisation représenté à la figure 1, le local 2 est situé plus bas que le local 1. On peut utiliser d'autres variantes de disposition relative des locaux 1 et 2.

Le premier local 1 est la partie de l'espace enfermée dans une enceinte étanche (représentée sur le dessin par un trait fort), dans laquelle est disposée l'installation 3 du réacteur, comprenant diverses unités d'équipement, et dans laquelle, en cas d'avarie, apparaissent des conditions défavorables. L'équipement de l'installation 3 du réacteur comprend un réacteur 4, un circuit 5 de caloporteur se composant de générateurs de vapeur 6, de pompes 7, de vannes 8 raccordés au réacteur 4 par des conduites 9.

Dans la description ci-dessus on a énuméré l'équipement de l'installation 3 du réacteur représentée par le dessin.

Toutefois, il convient de ne pas perdre de vue que l'installé lation 3 du réacteur comporte aussi d'autres unités d'équipement, par exemple une installation de ventilation qui n'est pas représentée sur le dessin, car elle ne fait pas l'objet de l'invention.

Dans le premier local est également disposé un dispositif asperseur 10 du type actif, pour la condensation, après l'avarie, de la vapeur d'eau se formant lors de l'ébul- lition du caloporteur s'échappant du circuit.

Le second local 2 est la partie de l'espace enfer mée dans une enceinte étanche (représentée sur le dessin par un trait fort), dans laquelle est disposé un dispositif condenseur 11 du type à bassin, pour la condensation de la vapeur d'eau se formant en cas d'avarie, et dans laquelle arrive l'air chassé du premier local 1 sous l'effet de la montée de la pression résultant de l'avarie et passant à travers des orifices 12 ménagés dans ses parois 13, une chambre intermédiaire 14, des canaux 16 dont les entrées et les sorties portent les références 15 et 17 respectivement, et le dispositif condenseur 11 du type à bassin.

Les orifices 12 des parois 13 du premier local 1 sont ménagés à proximité immédiate de l'intersection des parois 13 et du fond 18 du premier local 1 (tout près du fond 18) et éloignés les uns des autres au maximum suivant le périmètre du local 1, ce qui apparaît clairement sur la figure 2. Une telle disposition des orifices 12 (figure 1) permet l'expulsion d'une quantité d'air maximale du local 1 vers le local 2, à travers ces orifices et le dispositif condenseur 11 du type à bassin, indépendamment de la zone de l'installation 3 du réacteur où est survenue l'avarie.

La longueur des canaux 16 est choisie de façon qu'ils forment une soupape hydraulique s'opposant au retour vers le premier local 1 de l'air qui en a été chassé vers le local 2, ce qui assure la mise en dépression du local 1.

La hauteur des canaux 16 en mètres est prévue au moins égale à six fois le rapport de la somme des volumes d'air du local et de la chambre intermédiaire 14 au volume d'air du local 2.

Dans le système suivant l'invention, il est prévu un dispositif asperseur 19 du type passif, installé plus haut que le premier local 1, relié à ce local et se mettant en action immédiatement après l'avarie, encore avant la mise en action du dispositif asperseur 10 du type actif, ce qui provoque la condensation de la vapeur d'eau formée lors de l'ébullition du caloporteur et la mise en dépression plus rapide du premier local 1.

Le dispositif asperseur 19 du type passif comprend une capacité 20, remplie partiellement d'eau 21, et une conduite 22, mise en communication par une extrémité avec l'es- pace rempli d'eau de la capacité 20, de façon à former une soupape hydraulique. A cet effet, dans la variante décrite, la conduite est cintrée de façon à former un coude situé au-dessus du niveau de l'eau 21. Le dispositif 19 comprend aussi un organe 23 pour la pulvérisation de l'eau 21, connecté à la seconde extrémité de la conduite 22 et pulvérisant l'eau dans le premier local 1. En particulier, dans la variante décrite,cet organe est constitué par un tube 24 portant des pulvérisateurs d'eau 25. Toutefois, cet organe peut être réalisé d'une autre façon quelconque, par exemple, sous la forme d'une auge à paroi perforée.

Comme on l'a décrit plus haut, il y a dans le premier local 1 un dispositif asperseur 10 du type actif, et dans le second local 2, un dispositif condenseur 11 du type à bassin. Le dispositif asperseur 10 du type actif comprend un tube 26 portant des pulvérisateurs 27. le tube 26 est raccordé par une conduite 28 à une pompe 29 qui refoule vers les pulvérisateurs 27 l'eau 30 qu'elle aspire soit directement dans un bac 31, soit dans une fosse 32, ménagée dans le fond 18 du premier local 1, à travers un échangeur thermique 33 et un filtre 34 à échange dotions. Pour l'admission de l'eau 30 soit à partir du bac 31, soit à partir de la fosse 32, il est prévu des robinets 35 et 36 respectivement.Le dispositif condenseur 11 du type à bassin comprend un bac 37 rempli d'eau 38, dans laquelle sont plongés les canaux de sortie 39 des conduites 40, dont les entrées 41 sont connectées aux sorties 17 des canaux 16.

Le mode de réalisation décrit du système de limitation des conséquences d'une avarie liée à une perte de caloporteur, dans une centrale électrique atomique, permet d'abaisser la pression dans enceinte étanche en cas d'avarie avec perte de caloporteur dans une centrale atomique et de mettre en dépression le local dans lequel se trouve l'installation du réacteur et dans lequel se dégagent les principaux polluants 7 radioactifs en cas d'avarie.

Plus bas on donne d'autres variantes de réalisation du système suivant l'invention, permettant d'accélérer la condensation de la vapeur dans le local renfermant l'installation du réacteur, en assurant le commencement de cette condensation avant la mise en action du dispositif asperseur du type actif et, par cela-même, d'obtenir une mise en dépression plus rapide de ce local.

A cet effet, il est prévu dans le dispositif asperseur 19 (figure 3) du type passif un moyen 42 accélérant sa mise en action en cas d'avarie.

Le moyen 42 accélérant la mise en action du dispositif asperseur 19 du type passif est réalisé sous la forme d'une conduite 43 avec un étranglement 44, reliant la capacité 20 au premier local 1, de façon à former une soupape hydraulique. A cet effet, une extrémité de la conduite 43, selon la variante décrite, est plongée dans l'eau 21 de la capacité 20 et forme un coude situé au-dessus du niveau de l'eau 21. Dans la variante décrite, le moyen 42 accélérant la mise en action du dispositif asperseur 19 du type passif ne comprend qu'unie seule conduite 43 avec un seul étranglement 44.Toutefois, ce moyen peut être constitué par plusieurs conduites avec des étranglements ce qui se traduit par. une augmentation du débit d'eau à partir de la capacité, un accroissement de l'intensité de condensation de la vapeur dans le local et une mise en action plus rapide du dispositif asperseur du type passif.

La figure 4 représente une variante de réalisation du moyen 42 accélérant la mise en action du dispositif asperseur 19 du type passif, dans lequel la conduite 43 porte à son extrémité située dans le local 1 un organe 23 pour la pulvérisation de l'eau 21 dans ce local. L'organe 23 est constitué par un tube 45 portant des pulvérisateurs d'eau 46 ce qui assure la dispersion de l'eau en fines gouttelettes et, en conséquence, l'augmentation de la surface de contact de l'eau avec le mélange vapeur-air dans le local 1, l'accélération de la condensation de la vapeur dans le local 1,et l'accélération de la mise en action du dispositif asperseur 19.

Le système suivant l'invention peut comporter un dispositif asperseur 19 du type passif réalisé suivant la variante représentée par la figure 5.

Dans cette variante de réalisation, l'extrémité de la conduite 47 reliant la capacité 20 au premier local 1 est située plus haut que le niveau de l'eau 21 et recouverte par un capuchon 48 dont les parois sont partiellement plongées dans l'eau 21, ce qui constitue une soupape hydraulique, et une extrémité de la conduite 49 avec un étranglement 44, reliant la capacité 20 au premier local 1, est,elle aussi,située plus haut que le niveau de l'eau 21 et recouverte par un capuchon 50 dont les parois sont partiellement plongées dans l'eau 21, ce qui constitue une soupape hydraulique.

Dans le dispositif asperseur 19 du type passif selon la figure 3, le moyen 42 (figure 6) accélérant la mise en action du dispositif asperseur 19 est réalisé sous la forme d'un échangeur thermique 51, placé dans le local 1 est relié à l'espace rempli d'eau de la capacité 20 par des conduites 52 et 53.

le moyen 42 (figure 7), accélérant la mise en action du dispositif asperseur 19 du type passif selon la figure 3, comprend une conduite 54, reliant l'espace rempli d'air de la capacité 20 au premier local 1, et un étranglement 55, monté dans la conduite 22.

Le moyen 42 (figure 8), accélérant la mise en action du dispositif asperseur 19 selon la figure 3, comprend en outre un bac 56, situé plus bas que la capacité 20 partiellement remplie d'eau 21, et formé par un élargissement de la conduite 22.

Dans le moyen 42 (figure 9), accélérant la mise en action du dispositif asperseur 19 du type passif selon la figure 7, il est prévu un éjecteur 57 à eau, relié par une conduite 58 à l'espace rempli d'air du coude de la conduite 22. L'éjecteur 57 accélère le remplissage complet de la conduite 22 par l'eau et améliore notablement le fonctionnement du dispositif asperseur 19 du type passif.

La figure 10 représente une variante de réalisation du dispositif asperseur 19 du type passif du système suivant l'invention, dans laquelle la soupape hydraulique est formée dans la conduite 47 selon la conception du dispositif asperseur de la figure 5, et le moyen 42 accélérant la mise en action du dispositif asperseur 19 est réalisé selon la conception du moyen 42 de la figure 9, mais, dans ce cas, l'éjecteur 59 à eau est relié par une conduite 60 au car > u- chon 48 de la conduite 47.

Le dispositif asperseur 19 du type passif du système, suivant l'invention, représenté par les figures 11, 12 et 13, est analogue au dispositif asperseur 19 de la figure 8.

La différence du dispositif de la figure il consiste en ce que, le moyen 42 accélérant la mise en action du dispositif asperseur 19 est équipé d'un éjecteur à eau 61, relié par une conduite 62 à l'espace rempli d'air du bac 56.

La différence du dispositif selon la figure 12 consiste en ce que le bac 56 est relié par une conduite 63 à la chambre intermédiaire 14. L'extrémité de la conduite 63 est située à l'intérieur du bac 56 à une certaine distance de son fond 64.

La différence du dispositif selon la figure 13 consiste en ce que le moyen 42 accélérant la mise en action du dispositif asperseur 19 est équipé d'un éjecteur 65 à gaz, monté entre le premier local 1 et la chambre intermédiaire 14, la chambre d'aspiration de cet érecteur étant connectée à une conduite 63 venant du bac 56.

Le principe de fonctionnement du système de limitation des conséquences d'une avarie liée à une perte de caloporteur, dans une centrale électrique atomique, est le suivant.

En cas de rupture de la conduite 9 (figure 1) de l'installation 3 du réacteur, le caloporteur s'échappe dans le premier local 1 et, étant porté à l'ébullition dans celui-ci, il forme de la vapeur qui remplit le local 1. La pression monte dans ce local (courbe 66 sur la figure 14, où l'on a porté en abscisses le temps T et en ordonnées, la pression P). Le mélange vapeur-air résultant du brassage de la vapeur et l'air dans le local 1 (figure 1), en sort à travers les orifices 12 (figures 1 et 2) des parois 13, la chambre intermédiaire 14 et les canaux 16, pour entrer dans le dispositif condenseur 11 du type à bassin.Dans ce dispositif 11, la vapeur se condense, tandis que l'air barbote dans l'eau et remplit le local 2. Simultanment, le mélange vapeur-air du local 1 est transmis par la conduite 22 à l'espace rempli d'eau de la capacité 20 du dispositif asperseur 19 du type passif. La vapeur s'y condense, tandis que l'air s'accumule dans l'espace rempli d'air de la capacité 20 en y faisant monter la pression. La pression croît dans l'espace rempli d'air de la capacité 20 en même temps que la pression régnant dans le local 1, tout en restant inférieure à celle-ci d'une valeur correspondant à la hauteur d'eau au-dessus de l'extrémité de la conduite 22 plongé dans l'eau.Etant donné que le chemin par lequel le mélange vapeur-air va du local 1 au dispositif condenseur 11 présente une certaine résistance à l'écoulement et que le dégagement de vapeur par le caloporteur s'échappant de la conduite 9 est maximal au moment initial de l'avarie, quelques secondes après le début de l'avarie la pression régnant dans le local 1 atteint son maximum (courbe 66 sur la figure 14), puis elle commence à décroître quand la quantité de vapeur se dégageant dans le local 1 devient plus petite que le débit de mélange vapeur-air du local 1 vers le dispositif condenseur 11. La baisse de la pression dans le local 1 est accélérée par la condensation de la vapeur sur ses surfaces froides.Après abaissement de la pression du local 1 jusqu'à une valeur telle que la différence entre les pressions dans l'espace rempli d'air de la capacité 20 (courbe 67 sur la figure 14) et dans le local 1 dépasse la hauteur de la colonne de liquide dans la soupape hydraulique de la conduite 22 (point a sur la courbe 67 de la figure 14), l'eau 21 de la capacité 20 est refoulée vers l'organe 23 de pulvérisation de l'eau, qui commence à pulvériser l'eau dans le local 1.

Ceci a pour effet d'accélérer la condensation dans le local 1 et la baisse de la pression dans ce local, allant même jusqu'à sa mise en dépression, puisqu'une importante quantité d'air de ce local a été transférée par le mélange vapeur-air, vers le dispositif condenseur 11 et vers le local 2.

Après abaissement de la pression du local 1 jusqu'à une valeur inférieure à la pression du local 2 (courbe 68 sur la figure 14), l'eau du bac 37 du dispositif condenseur 11 commence à être refoulée dans les canaux 16 et forme une soupape hydraulique qui s'oppose au retour vers le local 1 et vers la chambre intermédiaire 14 de l'air qui en a été chassé vers le local 2. Ainsi, il devient possible de maintenir le local 1 en dépression pendant un temps prolongé.

A cet effet, le dispositif asperseur 10 du type actif est mis en action et il provoque la condensation de la vapeur se dégageant dans le local 1 sous l'action des dégagements de chaleur résiduels du réacteur 4.

Dans la variante de dispositif asperseur du système, de l'invention, représentée par la figure 3, le refoulement de l'eau de la capacité 20 vers l'organe 23 la pulvérisant et la mise en action du dispositif asperseur 19 du type passif sont accélérés, grâce à l'abaissement de la pression du local 1 à l'aide d'un moyen 42, qui se met en action quand la différence des pressions de l'espace rempli d'air de la capacité 20 et de la conduite 43 du moyen 42 entre l'étranglement 44 et la soupape hydraulique dépasse la hauteur de la colonne d'eau de la soupape hydraulique. le refoulement de l'eau de la capacité 20 dans la conduite 43 et sa pulvérisation dans le local 1 accélère la baisse de la pression dans ce local et la mise en action du dispositif asperseur 19 du type passif.

Dans la variante du dispositif asperseur du système selon les figures 4 et 5, la pulvérisation de l'eau transmise de la capacité 20 au local 1 par le moyen 42 est améliorée à l'aide de pulvérisateurs d'eau 46.

Dans la variante de dispositif asperseur du système, suivant l'invention, représentée par la figure 6, la vapeur se dégageant dans le local 1 se condense à la surface de l'échangeur thermique 51, ce qui accélère la baisse de la pression dans le local 1 et la mise en action du dispositif asperseur 19 du type passif.

Dans la variante de dispositif asperseur du système selon la figure 7, grâce à l'action de l'étranglement 55, la montée de la pression dans la conduite 22 est en retard par rapport à la montée de la pression dans l'espace rempli d'air de la capacité 20. Quand la différence des pressions de l'espace rempli d'air de la capacité 20 et de la partie de la conduite 22 comprise entre l'étranglement 55 et la soupape hydraulique dépasse la hauteur de la colonne d'eau de la soupape hydraulique, la conduite 22 commence à se rem plir d'eau et constitue un siphon ; l'eau commence alors à couler vers l'organe 23 qui pulvérise l'eau dans le local 1.

Dans la variante de dispositif asperseur du système, suivant l'invention, représentée à la figure 8, la montée de la pression dans la conduite 22 est retardée grâce à l'élargissement de celle-ci sous la forme d'un bac 56. Ceci accélère la mise en action du dispositif asperseur 19.

Dans les variantes du système représentées par les figures 9 et 10, après refoulement de l'eau de la capacité 20 vers l'organe 23 de pulvérisation, l'éjecteur 57 à eau se met en action et il aspire l'air se trouvant dans la conduite 22, au-dessus de la soupape hydraulique, en améliorant ainsi le fonctionnement du siphon. Le même effet est obtenu dans la variante du système représenté par la figure 11, grâce à l'aspiration de l'air du bac 56 par l'éjecteur 61.

Dans la variante de dispositif asperseur du système selon la figure 12, quand la circulation du mélange vapeurair à travers les orifices 12 (figure 1) a commencé, une différence de pression apparaît entre le local 1 (figure 12) et la chambre intermédiaire 14. Une différence de pression correspondante apparaît entre l'espace rempli d'air de la capacité 20 et la chambre intermédiaire 14. Sous l'action de cette différence de pression, l'eau de la capacité 20 est refoulée vers le bac 56 d'où elle va vers l'organe 23 qui la pulvérise dans le local 1.

Dans la variante de dispositif asperseur du système représentée par la figure 13 une partie du mélange vapeurair allant du local 1 vers la chambre intermédiaire 14 passe à travers un éjecteur à gaz 65, en assurant ainsi l'aspira- tion de l'air du bac 56, ce qui entraîne une amélioration de son remplissage par l'eau de la capacité 20.

Le système de limitation des conséquences d'une avarie liée à une perte de caloporteur, dans une centrale électrique atomique, suivant l'invention, assure une mise en dépression suffisamment rapide (3 à 5 mn après le début de l'avarie) du local où se trouve l'installation du réacteur, local qui est le plus dangereux du point de vue de l'éventualité de la pollution de l'environnement par les produits radiactifs, et ce, sans emploi de dispositifs actifs tels que les clapets de retenue.0n obtient ainsi un système fiable et un accroissement de l'efficacité de la protection de l'environnement contre la pollution radioactive.

Claims (14)

REVENDICATIONS

1.- Système de limitation des conséquences d'une avarie liée à une perte de caloporteur dans une centrale électrique atomique, comprenant un premier local dans lequel se trouvent une installation de réacteur et un dispositif asperseur du type actif pour la condensation, après l'avarie, de la vapeur se formant lors de l'ébullition du caloporteur, l'air de ce local étant chassé quand la pression augmente par suite de l'avarie, à travers des orifices de ses parois débouchant dans une chambre intermédiaire d'où il est transmis par des canaux à un dispositif condenseur du type à bassin se trouvant dans un second local, pour la condensation de la vapeur d'eau se formant lors de l'avarie, caractérisé en ce que les orifices des parois du premier local sont situés tout près du fond du premier local et éloignés les uns des autres suivant le périmètre du local à la plus grande distance possible, ce qui permet de chasser à travers ces orifices, du premier local vers le second, avec passage à travers le dispositif condenseur du type à bassin, une quantité maximale d'air, indépendam- ment de la zone de l'installation du réacteur où est survenue l'avarie, la longueur des canaux étant choisie d'une valeur telle qu'ils forment une soupape hydraulique s'opposant au retour vers le premier local de l'air qui en a été chassé vers le second, ce qui assure la mise en dépression du premier local.

2.- Système suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est doté d'un dispositif asperseur du type passif, installé plus haut que le premier local, mis en communication avec celui-ci et se mettant en action immédiatement après l'avarie, ce qui provoque la condensation de la vapeur d'eau se formant lors de l'ébullition du caloporteur et une mise en dépression plus rapide du premier local.

3.- Système suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le dispositif asperseur du type passif comprend une capacité partiellement remplie d'eau, une conduite principale connectée par une extrémité à la capacité, de façon à former une soupape hydraulique, et un organe pour la pulvérisation de l'eau, connecté à la seconde extrémité de la conduite principale et pulvérisant l'eau dans le premier local.

4.- Système suivant la revendication 3, caractérisé en ce que le système asperseur du type passif est équipé d'un moyen accélérant sa mise en action en cas d'avarie.

5.- Système suivant la revendication 4, caractérisé en ce que le moyen accélérant la mise en action du dispositif asperseur du type passif est réalisé sous la forme d'au moins une conduite avec un étrangleur, reliant la capacité au premier local de façon à former une soupape hydraulique.

6.- Système suivant l'une quelconque des revendications 3 et 5, caractérisé en ce qu'une extrémité de la conduite du moyen accélérant la mise en action du dispositif asperseur est plongée dans l'eau de la capacité et comporte un coude situé au-dessus du niveau de l'eau pour former une soupape hydraulique.

7.- Système suivant l'une quelconque des revendications 3 et 5, caractérisé en ce qu'une extrémité de la conduite est située plus haut que le niveau de l'eau et que cette extrémité est coiffée par un capuchon dont les parois sont partiellement plongées dans l'eau, de façon à former une soupape hydraulique.

8.- Système suivant la revendication 5, caractérisé en ce que l'on a monté sur l'extrémité de la conduite se trouvant dans le premier local, un organe pour la pulvérisation de l'eau dans ce local.

9.- Système suivant la revendication 4, caractérisé en ce que le moyen accélérant la mise en action du dispositif asperseur du type passif est un échangeur thermique placé dans le premier local et relié à l'espace rempli d'eau de la capacité par des conduites.

10.- Système suivant la revendication 4, caractérisé en ce que le moyen accélérant la mise en action du dispositif asperseur du type passif comprend une conduite mettant l'es- pace rempli d'air de la capacité en communication avec le premier local et un étranglement monté sur la conduite principale.

11.- Système selon la revendication 10, caractérisé en ce que le moyen accélérant la mise en action du dispositif asperseur du type passif comporte en outre un bac situé plus bas que la capacité partiellement remplie d'eau formé par un élargissement de la conduite principale.

12.- Système selon la revendication 10, prise ensemble avec l'une quelconque des revendications 6, 7 ou 11, caractérisé en ce que le moyen accélérant la mise en action du dispositif asperseur du type passif est doté d'un éjecteur à eau relié par une conduite à l'espace rempli d'air du coude de la conduite principale ou du capuchon de la conduite principale ou du bac.

13.- Système suivant la revendication 12, caractérisé en ce que le bac est relié à la chambre intermédiaire par une conduite, une extrémité de cette conduite étant située à l'intérieur du bac à une certaine distance de son fond.

14.- Système suivant la revendication 13, caractérisé en ce que le moyen accélérant la mise en action du dispositif asperseur du type passif est doté d'un éjecteur à gaz monté entre le premier local et la chambre intermédiaire, la conduite venant du bac étant connectée à la chambre d'aspiration de cet éjecteur.