Brevet FR2060378A1 — publié le 19710618

La présente invention concerne des ensembles de combustible pour réacteurs nucléaires et plus particulièrement un ensemble de combustible du type comportant plusieurs barreaux de combustible allongés, supportés sous forme d'un faisceau avec leurs 5 axes longitudinaux parallèles. Un tel ensemble de cartouches de combustible comporte une ou plusieurs grilles d'écartement disposées entre les extrémités de l'ensemble et servant à limiter le mouvement des barreaux de combustible dans la grille et à maintenir les barreaux de combustible en position correcte dans l'ensemble les uns par 10 rapport aux autres. Dans une forme antérieure d'une grille d'écartement, les barreaux de combustible étaient supportés par des éléments élastiques opposés. Toutefois, cette disposition constitue un ensemble élastique instable dans lequel le mouvement des barreaux de 15 combustible se poursuit jusqu'à ce que la flexion résultante des éléments élastiques produise une force suffisamment grande pour compenser la perturbation. Quelle que soit la rigidité des éléments élastiques, il se produit un mouvement microscopique de nature, oscillante causant une usure par frottement des barreaux de combus-20 tible, c'est-à-dire une usure desdits barreaux aux points de contact avec les éléments élastiques. Dans une autre forme de grille d'écartement, les barreaux de combustible sont maintenus contre des éléments de support rigides par des éléments élastiques situés en regard des éléments 25 de support rigides.Dans cette disposition, la force des éléments élastiques est choisie de façon que les barreaux de combustible ne puissent pas s'écarter des éléments de support rigides et en particulier, de façon que les barreaux de combustible ne heurtent pas les éléments de support rigides^étant donné que cela provoque une 30 usure importante par frottement. Bien que cette disposition réduise au minimum la vibration des barreaux de combustible dans une grille d'écartement, il peut encore se produire une oscillation latérale des barreaux de combustible entre les grilles d'écartement adjacentes. Ces oscillations produisent un frottement entre le barreau et 35 l'élément de support, et par suite, une usure.- " Selon la présente invention, une grille d'écartement pour un ensemble de cartouches de combustible pour réacteurs 70 31925 2060378 nucléaires comportant plusieurs barreaux de combustible allongés supportés sous forme d'un faisceau avec leurs axes longitudinaux parallèles, a une forme cellulaire ayant des ouvertures traversées par les barreaux de combustible, ladite grille comportant au moins 5 deux éléments de support faisant saillie dans chacune, des ouvertures pour supporter les barreaux de combustible latéralement dans ces dernièresç, les éléments de support' étant longitudinalement espacés par rapport à l'axe des barreaux, et un élément élastique faisant saillie dans chaque ouverture en regard des éléments de support 10 et étant placé pour venir en contact avec les barreaux et les pousser contre les éléments de support, ces derniers ayant une forme leur donnant une certaine élasticité permettant de légères déviations latérales des barreaux dues à de petites forces agissant sur ces derniers et leur donnant une grande rigidité pour empêcher une dévia-15 tion supplémentaire des barreaux sous l'effet de forces supérieures à une force minimale déterminée par l'élasticité des éléments de support. Dans une disposition particulière, les éléments élastiques sont disposés de manière à être en contact avec les barreaux 20 de combustible à un endroit situé entre les éléments de support longitudinalement espacés. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, faite en regard du dessin annexé et donnant à titre explicatif, mais nullement limitatif, 25 des formes de réalisation de l'invention. Sur ce dessin : la figure 1 est une vue en plan d'une partie d'une grille d'écartement selon l'invention ; la figure 2 représente un. détail en coupe suivant la 30 ligne II-II de la figure 1 ; la figure 3 est une vue en plan d'une partie constituante d'une seconde forme de réalisation d'une grille selon la présente invention ; et la figure 4 représente un détail en coupe suivant 35 la ligne IV- XV de la figure 3. La grille d'écartement représentée sur les figures 70 31925 2060378 1 et 2 comporte une virole tubulaire centrale 1 et un bandage circulaire externe 2. La virole 1 et le bandage externe sont reliés par des âmes radiales 3 qui divisent la zone interne de la grille de en secteurs 4, par exemple au nombre/huit. Chaque secteur 4 contient 5 six viroles tubulaires 5 qui sont reliées par soudage par points à leurs points de contact les unes avec les autres et avec la virole centrale 1, le bandage externe 2 et les âmes radiales 3. La grille d'écartement permet de maintenir un ensemble de barreaux de combustible allongés 6 latéralement en position dans un faisceau, de façon 10 que leurs axes longitudinaux soient parallèles, chacune des viroles 5 étant traversée par un barreau de combustible.6. Comme on le voit sur la figure 2, chacune des viroles 5 comporte deux paires d'éléments de support 7. Les éléments de support 7 sont formés d'une bande de matière élastique et présentent 15 une partie rigide de butée 8 profilée en U et des branches élastiques évasées 9. Les éléments de support 7 de chaque paire sont longitudinalement espacés dans les viroles 5 par rapport à l'axe longitudinal des barreaux 6. Les deux paires d'éléments de support 7 sont péri-phériquement espacées de 120°. Un élément élastique cintré 10 est 20 formé dans chaque -virole 5 généralement à l'opposé des éléments de support 7. Les éléments 10 viennent en contact avec les barreaux de combustible de façon à les pousser contre les éléments de support 7. Ces derniers ont une élasticité permettant de légères déviations des barreaux de combustible 6 dues à de petites forces agissant sur 25 ces derniers. L'élasticité des éléments de support 7 est due au cintrage des branches 9. Une déviation des barreaux de combustible 6 sous l'effet de plus grandes forces est empêchée par les éléments de butée 7 qui deviennent sensiblement rigides par la flexion des branches 9 jusqu'à ce qu'elles soient à ■ plat contre la paroi in- 30 terne des viroles 5, une déviation supplémentaire des barreaux 6 étant alors empêchée par les parties de butée 8 de l'élément 7. La force nécessaire pour rendre rigides les éléments 7 est déterminée par le degré d'élasticité des branches 9 de ces éléments 7. La disposition représentée sur les figures 3 et 4 35 comporte une virole rectangulaire 11. Un certain nombre des viroles 11 sont assemblées pour former une grille rectangulaire, chacune des viroles 11 étant traversée par l'un des barreaux-de 70 31925 "4" 2060378 combustible 6 d'un faisceau. La virole 11 comporte deux paires d'éléments de support 12. De la même façon que pour les éléments de support 7 de la disposition représentée sur les figures 1 et 2, les éléments de support 12 sont formés d'une bande de matière élastique et présentent une partie de butée 13 profilée en U et des branches évasées 14. Chaque paire d'éléments de support 12 est disposée à un angle de la virole 11. Les éléments de support 12 de chaque paire sont longitudinalement espacés dans la virole 11 par rapport à l'axe longitudinal du barreau de combustible 6. Un élément élastique cintré 15 est formé dans le côté de la virole 11 qui est à l'opposé des éléments de support 12. L'élément élastique cintré 15 est en contact avec le barreau 6 et le pousse contre les éléments de support 12. Comme dans la disposition représentée sur les figures 1 et 2, les éléments de support ont une élasticité permettant de légères déviations du barreau de combustible 6 produites par de petites forces agissant sur ce dernier, mais ils deviennent sensiblement rigides de manière à empêcher une déviation du barreau de combustible 6 sous l-'effet de plus grandes forces. Il va de soi que la présente invention a été décrite ci-dessus à titre purement indicatif mais nullement limitatif et que l'on pourra lui apporter toutes modifications de détail conformes à son esprit sans sortir de son cadre. 70 31925 2060378 REVENDICATIONS 1. Grille d'écartement pour un ensemble de cartouches de combustible de réacteurs nucléaires comportant plusieurs barreaux de combustible allongés, supportés sous forme d'un faisceau avec 5 leurs axes longitudinaux parallèles, grille caractérisée en ce qu'elle a une forme cellulaire ayant des ouvertures traversées par les barreaux de combustible, la grille comportant au moins deux éléments de support faisant saillie dans chacune des ouvertures pour y supporter latéralement les barreaux de combustible, les éléments de 10 support/longitudinalement espacés par rapport à l'axe des barreaux, et un élément élastique faisant saillie dans chacune des ouvertures en regard des éléments de support et étant placé pour venir en contact avec les barreaux de combustible et les pousser contre les éléments de support, ces derniers étant sous une forme leur donnant 15 une certaine élasticité permettant de légères déviations latérales des barreaux de combustible dues à de petites forces agissant sur ces derniers et leur donnant une grande rigidité pour empêcher une déviation supplémentaire des barreaux lorsqu'ils sont soumis à des forces supérieures à une force minimale déterminée par l'élas-20 ticité des éléments de support. 2. Grille d'écartement selon la revendication 1, caractérisée en ce que les éléments élastiques sont disposés de manière à venir en contact avec les barreaux de combustible à un endroit situé entre les éléments de support longitudinalement espacés. 25 3. Grille d'écartement selon la revendication 1, carac térisée en ce que les éléments de support comportent des parties de butée rigides et des branches élastiques par lesquelles lesdits éléments de support sont montés dans les ouvertures de la grille, de légères déviations latérales des barreaux de combustible étant 30 absorbées/par la flexion des branches élastiques des éléments de support, une déviation latérale des barreaux de combustible étant limitée par la flexion des branches élastiques des éléments de support jusqu'à ce que les parties de butée rigides de ces éléments puissent empêcher une déviation latérale supplémentaire des barreaux 35 dans les ouvertures de la grille. 4. Grille d'écartement selon la revendication 3» caractérisée en ce qu'elle comporte une couche de viroles tubulaires 70 31925 6 2060378 reliées entre elles, une première paire d'éléments de support latéralement espacés à un niveau dans chaque virole, une seconde paire d'éléments de support latéralement espacés, disposés de la même -manière à un autre niveau dans la virole, des éléments élastiques 5 disposés en regard des éléments de support dans les viroles pour venir en contact avec les "barreaux de combustible traversant les viroles et les pousser contre les parties de butée rigides des éléments de support, lesiits éléments élastiques formant un ressort cintré orienté longitudinalement dans chaque virole et s'appuyant contre les 10 barreaux de combustible en un point situé entre les niveaux des première et seconde paires d'éléments de support.