Brevet FR2060226A1 — publié le 19710618

La présente invention, due à Messieurs Jean-Claude AGRANIER de la Société d'Etudes pour la Propulsion par Réaction (S^E«P0R^) et André CHALONY du Commissariat à l'Energie atomique, concerne un dispositif d'accrochage destiné à assurer, dans un assemblage combustible du type comprenant un 5 faisceau d'aiguilles groupées de façon jointive suivant un réseau régulier, la liaison entre les aiguilles et un support appartenant à 1 ' assemblage 't Les assemblages de combustible destinés aux réacteurs nucléaires à densité de puissance élevée, tels que les réacteurs surrégénérateurs refroidis par circulation de métal fondu, comprennent vin ou plusieurs 10 faisceaux d'aiguilles de combustible gainé disposés dans une enveloppe parcourue par le fluide réfrigérant^ Les aiguilles doivent être retenues dans l'enveloppe» En général, on monte les aiguilles de chaque faisceau sur une grille portée par le pied de l'enveloppe ou par une bague fixée à la partie courante de celle-ci, L'écartement des aiguilles est déterminé par des 15 organes entretoises dont elles sont munies, constitués généralement par un fil enroulé en hélice sur chaque aiguille, Dans les dispositions utilisées jusqu'à présent, il était en général nécessaire d'enfiler une à une les aiguilles de combustible sur la grille^ Cette solution présente des inconvénients notables qui apparaissent 20 immédiatement si l'on se souvient que les opérations doivent être effectuées dans des conditions particulièrement délicates en raison des protections à assurer contre les rayonnements % pendant le montage» Par ailleurs, les rails fixent l'écartement des nappes d'aiguilles qui leur sont accrochées / du moins dans la partie terminale de celles-ci, alors que la compacité 25 maximum du faisceau est obtenue si on laisse les aiguilles venir en position jointive, leur écartement étant alors fixé uniquement par les fils entretoises. La présente invention fournit un dispositif d'accrochage répondant mieux que ceux antérieurement proposés aux exigences de la 30 pratique, notamment en ce qu'il est pratiquement exempt des inconvénients ci-dessus s L'invention propose un dispositif d'accrochage destiné à assurer, dans un assemblage combustible comportant un faisceau d'aiguilles de combustible groupées de façon jointive suivant un réseau régulier, la 35 retenue longitudinale des aiguilles dans une enveloppe de guidage du fluide réfrigérant, dispositif caractérisé notamment en ce qu'il comprend au moins deux axes parallèles fixés à un tube solidaire de l'enveloppe et contenu dans celle-ci, des rails parallèles coulissant librement sur les axes et B 3305-3 69 31617 2 2060226 dépassant l'arête terminale du tube, des pièces guides associées chacune à un rail, coulissant sur celui-ci à un niveau dépassant celui de l'arête du tube et coulissant dans les bouchons d'une nappe d3aiguilles de combustible pour retenir les aiguilles de la nappe sur le rail, lesdits guides étant 5 immobilisés par l'enveloppe lorsque le tube est place dans celle-ci. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit d'un' mode de réalisation particulier donné à titre d'exemple non limitatif» La description se réfère au dessin qui l'accompagne dans lequel : - la figé 1 est une vue en perspective de la partie terminale 10 inférieure d'un assemblage combustible, certaines pièces étant arrachées et seul un petit nombre d'aiguilles étant représenté ; - la figé 2 est une vue de détail à grande échelle de la fraction du dispositif associé à une aiguille, entourée par un cercle en traits mixtes sur la fig. 1 ; 15 - la figé 3 montre, en perspective et à grande échelle, un des rails du dispositif de la figé 1é L'assemblage combustible dont la partie terminale inférieure est montrée en figé 1, comprend une enveloppe 10 constituée d'une gaine à section droite hexagonale régulière et d'un pied massif 12 muni de griffes 14 de 20 retenue sur un sommier (non représenté), Ce pied est percé d'un passage axial d'entrée d'un fluide réfrigérant dans l'enveloppe 10. La gaine est fixée au pied par soudage en 13 é Dans l'enveloppe 10 sont disposés plusieurs faisceaux superposés d'aiguillesé Le faisceau inférieur est constitué d'aiguilles 16 occupées 25 par du matériau fertile,, Ces aiguilles, en petit nombre et de section relativement grande, sont fixées par un dispositif qui peut être classique au pied 12é Au contraire, le second faisceau est constitué d'aiguilles 18 de section plus faible que celle des aiguilles 16, occupées par du matériau fissile,, Les aiguilles 18 sont fixées à l'enveloppe par le dispositif 30 suivant l'invention,, Ce dispositif comprend un tube 20 de section droite hexagonale régulière et de faible épaisseur, monté avec un faible jeu dans l'enveloppe 10é Ce tube intérieur 20 est fixé par soudage en 22 sur un épaulement terminal du pied„ Le tube '20 est traversé par deux axes 24 parallèles, 35 perpendiculaires à l'axe du tube et placés à proximité de l'arête supérieure 26 é Le mode de fixation des axes 24 doit être tel qu'ils ne fassent pas saillie hors du tubeé On peut notamment utiliser dans ce bût des axes constitués par une tige cylindrique présentant à une extrémité une tête B 3305-3 69 31617 3 2060226 munie d'une surface d'appui tronconique et à l'autre extrémité d'un évidement ne laissant subsister qu'une lèvre annulaire é Le tube 20 utilisé présente alors autour des trous une partie en renfoncement fournissant une surface d'appui de forme correspondant à celle de la tête de l'axe 24é Ainsi, 5 lorsque l'axe est en place et que la lèvre est rabattue sur les bords du renfoncement correspondant, l'axe ne fait aucune saillie hors de la section droite du tube 20, comme indiqué en figé 2é Il est bien évident que si deux axes 24 au moins sont nécessaires, il est possible d'en prévoir davantageé Dans certains cas, on peut avoir 10 avantage à le faireé Sur les axes 24 sont enfilés des rails plats 28 en nombre égal à celui des nappes du faisceau d'aiguilles 18 à monteré Ces rails présentent une forme allongée dans le sens de l'écoulement du fluide caloporteuré Les trous 30 pratiqués dans les rails 28 pour livrer passage aux axes 24 15 laissent avantageusement subsister un jeu tel que les rails puissent légèrement s'incliner, ceci afin d'autoriser la venue des aiguilles en position jointiveé Le bouchon 32 terminal qui ferme chaque aiguille 18 comporte une fente de dimension transversale suffisante pour livrer passage à un rail 28, 20 fente terminée par un passage semi-cylindrique 34Ô La liaison entre chaque aiguille 18 et le rail correspondant 28 est assurée par une pièce guide intermédiaire 36é Cette pièce guide affecte la forme d'un tube fendu, de diamètre externe tel qu'élle coulisse dans les passages 34» La fente de la pièce guide 36 est de largeur telle qu'elle encadre une partie rétrécie 25 38 des rails (figé 3)é Ainsi, lorsque la pièce guide enfilée dans les passages 34 d'une nappe d'aiguilles encadre le rail correspondant 28, les aiguilles de la nappe sont immobilisées longitudinalement par rapport au rail, tout en restant libres de coulisser. La liaison longitudinale ainsi réalisée est très robuste, car la pièce guide est frettée par le passage 34 30 du bouchon 32 qui l'empêche de s'ouvrir sous l'action des forces de traction qu'elle subit. L'intérêt de l'invention apparaît immédiatement si l'on considère le mode de montage qu'elle permet d'adopter : On commence par constituer les nappes d'aiguilles nécessaires en les enfilant en nombre convenable sur 35 des pièces guides 36 de longueur correspondant à celle des rails 28 qui vont les recevoir. On prépare indépendamment l'assemblage constitué du tube à section hexagonale 20, des axes 24 et des rails 28é Pour cela, on perce le tube 20, on rabat intérieurement le pourtour des trous, on enfile B ■3 69 31617 4 2060226 les axes à travers les trous du tube 20 et les rails 28, on fixe les extrémités des axes et on les arase au niveau de la face externe du tube 20 Il faut noter que toutes les opérations sur le tube 20 peuvent être faites en atmosphère normale, 5 Une fois ces opérations effectuées, on met en place nappe par nappe les aiguilles de combustible en enfilant les pièces guides 26 de chaque nappe sur les rails 28 correspondants. Une fois toutes les nappes en place, le tube 20 et les aiguilles 18 sont placés en bloc sur le pied 12 et le tube est soudéé II faut noter que les aiguilles 18 et le tube 20 10 peuvent avoir été préalablement enfilés dans la gaine de l'enveloppe 10, ce qui immobilise transversalement les pièces guides 36 et les aiguilles 18 il suffit alors de soulever légèrement la gaine pour accéder à la zone de soudage. Il faut remarquer que les aiguilles 18 restent libres de coulisser 15 sur leurs pièces guides 36 et de se déplacer légèrement dans le sens transversal aux rails, étant donné que ceux-ci peuvent s'incliner. En conséquence on peut enserrer les aiguilles pour les forcer à constituer un faisceau compact dans lequel l'écartement est fixé uniquement par la venue en contact des fils entretoises disposés en hélice. 20 II va sans dire que l'invention est susceptible de très nombreuses variantes à En particulier, il est possible de monter non pas un seul faisceau d'aiguilles, mais plusieurs d'un même assemblage suivant la disposition qui a été décrite ci-dessusé Les axes peuvent être fixés par de nombreux procédés différents^ Enfin, les pièces guides 36 peuvent 25 affecter des formes autres que celles d'un tube fendué II doit être entendu que la portée du présent brevet s'étend aux variantes ci-dessus définies, ainsi plus généralement qu'à toutes celles restant dans le cadre des équivalences. 69 31617 5 2060226 REVENDICATIONS 1° - Dispositif d'accrochage destiné à assurer, dans tua assemblage combustible comportant un faisceau d'aiguilles de combustible groupées de façon jointive suivant un réseau régulier, la retenue longitudinale des aiguilles du faisceau dans une enveloppe de guidage du fluide réfrigérant, 5 dispositif caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux axes parallèles fixés transversalement à un tube solidaire de l'enveloppe et contenu dans celle-ci, des rails parallèles coulissant sur les axes et dépassant l'arête terminale du tube, des pièces guides associées chacune à un rail, coulissant sur celui-ci et coulissant dans les bouchons des aiguilles de combustible 10 constituant une même nappe pour retenir lesdites aiguilles sur le rail, lesdites pièces guides étant immobilisées par l'enveloppe lorsque le tube est dans celle-cié 2° - Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que chaque pièce guide est constituée par un tube fendu monté coulissant 15 dans un passage semi-cylindrique ménagé dans le bouchon d'une aiguille et sur une portion rétrécie du rail correspondants 3° - Dispositif suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que chaque axe présente une partie cylindrique "sur laquelle coulissent les rails, une tête comportant une face évasée d'appui sur un renfoncement 20 de forme correspondante du tube, et une partie terminale rivée dans un renfoncement du tube. 4° - Dispositif suivant la revendication 1,'2 ou 3, caractérisé en ce que les rails sont percés de trous de dimension supérieure au diamètre des axes, de façon qu'ils puissent s'incliner par rapport à ceux-ci. 25 5° - Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu^l'enveloppe comprenant une gaine prismatique tubulaire munie d'un pied d'entrée du réfrigérant dans l'enveloppe, le tube est soudé au pied et entoure un faisceau supplémentaire d'aiguilles chargées en matériau fertile* B 3305-3