Rapport V.7. Transfert de chaleur à partir d’une source radioisotopique de puissance par fluides caloporteurs organiques

Résumé En Fr

An organic fluid is used to transfer heat from the Cobalt 60 source to the converter boiler of a radio-isotope source generator with an output of about 100 W. The turbine converter operates with an organic working fluid. The heat source, consisting of irradiated cobalt plates, is enclosed within a copper container acting as a biological shield. The copper container is immersed in a tank containing the organic liquid. The heat given out vaporizes the primary liquid, which condenses at the bottom of a boiler and heats up the secondary fluid driving the turbines. In view of the possibly disastrous consequences of a failure — due to the presence of a source of 300 000 curies — a very thorough study has been made of the security of the system. Three emergency cascade cooling arrangements have been provided for the source : one switches in an auxiliary condenser, another exposes the core, and if the latter fails to operate, the third lowers the heat-lagging off the vessel in order to keep the maximum core temperature down to a safe level.

Dans un générateur à source radioisotopique de l’ordre de 100 W électrique, on utilise un fluide organique pour le transfert de chaleur entre la source de Cobalt 60 et la chaudière du convertisseur. Ce convertisseur à turbines fonctionne lui-même avec un liquide organique comme fluide de travail. La source de chaleur constituée de plaquettes de Cobalt irradié, est enfermée dans un container en cuivre assurant le protection biologique. Ce bloc de cuivre est immergé dans une cuve contenant le liquide organique. La chaleur dégagée vaporise le liquide primaire qui se condense sur un fond de chaudière et réchauffe le fluide secondaire qui actionne les turbines. Une défaillance éventuelle risquant d’avoir des conséquences dramatiques du fait de la présence d’une source de 300 000 curies, le dispositif a été étudié soigneusement sous l’angle de la sécurité. Trois dispositifs en cascade permettent de refroidir la source en secours : un premier dispositif met en service un condenseur auxiliaire, un second met à nu le cœur et un troisième permet, au cas où la sécurité n° 2 n’aurait pas fonctionné de décalorifuger la cuve afin de limiter la température maximum atteinte par le cœur.