Brevet FR2065641A1 — publié le 19710806

i 2065641 La présente invention concerne un dispositif de réglage de la position de capsules irradiées par rapport au coeur d'un réacteur . Les irradiations expérimentales de combustible nucléaire dans les réacteurs de recherche nécessitent presque toujours un réglage précis des puissances spécifiques et des températures de gaine . La température de gaine peut être réglée, pour un niveau .de puissance donné, par des moyens propres à la capsule d'irradiation contenant un échantillon dont on désire étudier le comportement sous irradiation . Par contre, on ne peut agir sur la puissance nucléaire dans le combustible constituant l'échantillon que par réglage du flux neutronique entourant la capsule . Pour effectuer ce réglage, on dispose les capsules contenant des échantillons de combustible dans des installations entourant le réacteur, ces installations assurant le déplacement de ces capsules perpendiculairement au coeur du réacteur, dans une zone où le gradient du flux neutronique permet de choisir une position en fonction de la puissance nucléaire désirée . Il convient de noter qu'une position initialement choisie n'est pas définitive, et qu'il convient de procéder à tout instant à des réajustements, en fonction de l'évolution de certains paramètres . De plus, dans certains cas, il peut -être nécessaire d'intervenir à des instants déterminés sur la puissance nucléaire elle-même; par exemple, on peut envisager un programme de cy-clages thermiques simulant des chutes de barres, cyclages s1 effectuant par retrait des capsules hors de l'influence du flux neutronique . Le dispositif de déplacement des capsules doit, en définitive, permettre de régler avec précision la position de la capsule et cette position doit pouvoir être modifiée à tout moment, le réacteur étant en fonctionnement . De plus, la capsule doit pouvoir être refroidie, à toute position, par circulation d'eau . Enfin, l'encombrement latéral du dispositif de déplacement doit être aussi faible que possible afin de permettre l'utilisation optima des emplacements 69 311i1 2 2065641 d'irradiation . □n connaît des'dispositifs de réglage de la position de capsules irradiées : l'un de ces dispositifs, destiné aux réacteurs piscines, se compose essentiellement d'un chariot commandé par une vis manoeuvrée à distance depuis la surface de la piscine . Le .refroidissement de la capsule est assuré par un système solidaire de la capsule et alimenté par des pompes extérieures . Un autre dispositif connu se compose d'une boîte trapézoïdale mobile autour d'un axe horizontal . Le basculement commandé par une vis agissant sur un levier permet le réglage de la position de la capsule guidée depuis le sommet de ladite boîte . Le refroidissement de la capsula est assuré par aspiration .d'eau par un trou-grille de la boîte, l'eau étant canalisée autour de la capsule par un tube de guidage, l'étanchéité en haut de la boîte étant assurée par une rotule . L'inconvénient majeur de ce dispositif connu tient au fait que cette rotule ne permet pas de réduire l'encombrement du dispositif dans le sens latéral à moins de un trou-grille . La présente invention, qui permet de remédier aux inconvénients de la technique antérieure, concerne un dispositif de réglage de la position de capsules irradiées par rapport au coeur d'un réacteur piscine,- ce dispositif permettant d'assurer un réglage précis de cette position dans le sens latéral, et de refroidir facilement la capsule et étant d'un encombrement latéral très faible . De façon plus précise, l'invention a pour objet un dispositif de réglage de la position de capsules irradiées contenant des échantillons et plongeant dans une boîte à eau, ce dispositif' étant essentiellement caractérisé par le fait qu'il comprend un bâti reposant sur la boîte à eau et plusieurs systèmes identiques de déplacement, dont chacun est composé d'un chariot qui se déplace entre deux jeux de rails à galets croisés, de deux vérins hydrauliques opposés commandant l'avance et le recul d'une capsule, d'un tube de guidage vertical disposé en porte-à-faux à l'extrémité avant dudit chariot et recevant la capsule., qui comporte un décrochement horizontal, et d'un berceau destiné à recevoir ce décrochement, la liaison pour le 69 31111 3 2065641 refroidissement entre les capsules et la boîte à eau étant assurée. par un tube souple, et chaque capsule étant prolongée vers le haut, à partir de son décrochement horizontal, par un tube souple lui-même prolongé par une perche rigide . 5 D'autres caractéristiques et avantages de la pré sente invention ressortiront de la description qui va suivre faite en regard des dessins annexés et donnant, à titre explicatif mais nullement limitatif, une forme de réalisation du dispositif selon l'invention . 10 Sur ces dessins, - la figure 1 est une vue écorchée, en perspective du dispositif selon l'invention, - la figure 2 est une coupe transversale faite dans ce dispositif, perpendiculairement à la direction des berceaux, et 15 — la figure 3 représente de façon schématique les circuits hydrauliques d'un vérin d'avance et du vérin de recul correspondant . Le dispositif selon l'invention, tel que représenté sur ces figures, comprend un bâti 1 reposant, par sa partie in-20 férieure 2, sur une boîte à eau, et plusieurs systèmes (au nombre de quatre sur les figures) servant chacun au déplacement d'une capsule, chacun de ces systèmes comprenant un chariot 3, qui se déplace entre deux jeux 4 et 5. de rails.à galets croisés, deux vérins hydrauliques op.posés 6 et 7 commandant respective-25 ment l'avance et le recul d'une capsule 8 présentant un décrochement horizontal 3, un tube de guidage vertical 10 recevant la capsule, et un berceau 11 sur lequel repose le décrochement horizontal 9 . L'emploi de rails 4, 5 à galets croisés permet-30 d'obtenir un déplacement des capsules 8 sans aucun frottement quelle que soit l'orientation de la charge imposée au chariot 3. Quant à l'emploi des vérins 6 et 7, il permet d'avoir un fonctionnement plus sûr et une plus grande facilité de manoeuvre qu'avec les vis des dispositifs de la technique 35 antérieure, ces vis étant sujettes à des grippages et leur commande à distance depuis la surface de la pile piscine étant difficile . L'étanchéité des vérins 6 et 7 est assurée par des soufflets en acier inoxydable (non représentés) . 69 31111 4 2065641 A chaque paire de vérins opposés ( fig. 3 ) 6 et 7 correspond un circuit hydraulique . Pour chacun des vérins 6 et 7 ce circuit comprend une. électro-vanne d'isolement (12, 13), normalement fermée et un tube' mince (14, 15) reliant le vérin à 5 cette électro-vanne et un vase (16, 17) de réserve contenant du liquide surmonté" de gaz; une électro-vanne de présélection (18) à quatre voies est reliée aux deux vases de réserve des vérins 6 et 7 • Le réglage de la position d'une capsule 8 s'effectue 10 uniquement par commande de la quantité de liquide présent dans chacun des vérins 6 et 7 correspondants . De façon précise, ce réglage s'effectue comme suit î 1) On choisit le sens de déplacement au moyen de l1élec trovanne 18 de présélection à quatre voies . 15 2) On commande le déplacement en ouvrant les deux élec tro-vannes d'isolement (12, 13) . Le laminage du liquide par l'intermédiaire de 1'électro-vanne d'isolemçnt, le tubç mince et, éventuellement, un diaphragme, définit la vitesse de dépla*-cement de la capsule 8 . 20 La commande de chacun des systèmes constituant le dispositif selon l'invention est simplifiée au maximum pour permettre une grande facilité d'exploitation . Elle se limite à deux boutons-poussoirs d'avance et de recul (non représentés) et à un commutateur permettant de choisir le mode de déplacement 25 (lent, rapide ou automatique) . Le déplacement rapide de la capsule 8 s'effectue comme suit ; en position de repos, 1'électro-vanne 18 de présélection à quatre voies, est en position de recul . Les électro-vannes d'isolement (12, 13) sont fermées . En appuyant sur l'un des deux boutons-poussoirs, on 30 déclenche d'abord le basculement éventuel de 1'électro-vanne de présélection (pour l'avance) et, après une temporisation d'une dizaine de secondes, l'ouverture des électro-vannes d'isolement (12, 13) . En relâchant le bouton,, on ferme les électro-vannes 35 d ' isolement., ce qui arrête le déplacement, et 1 ' électro-vanne de présélection revient en position de recul . Le déplacement de la capsule 8 s'effectue de façon continue à une vitesse d'environ 1 cm/s pendant tout le temps 69 31111 5 2065641 où, après la temporisation, le bouton-poussoir reste appuyé . Le déplacement lent s'effectue par les mêmes manoeuvres que le déplacement rapide, avec cette différence que l'ouverture des électro-vannes d'isolement (12, 13) se produit 5 par à-coups avec une fréquence et une durée réglables : durée d'impulsion de 0,1 à 1 seconde et fréquence de 2 à 10 impulsions par minute . Compte tenu de l'inertie du dispositif, on peut obtenir des déplacements de 0,5 mm par impulsion et des vites-10 ses moyennes de déplacement de la caasule 8 de 1 mm par minute . Pour la commande automatique du déplacement de la capsule 8 qui est identique, du point de vue du fonctionnement, au déplacement lent, les boutons-poussoirs sont remplacés par les cames mini et maxi d'un appareil de mesure , On peut régler 15 automatiquement la position de la capsule en 1'asservissant à un paramètre de l'expérience (thermacouple ou sonde de mesure de flux) à l'intérieur d'une plage qui peut être assez étroite . Bien que les rails 4 et 5 soient prévus pour des charges importantes et que les vérins 6 et 7 aient de grandes 20 dimensions, on s'efforce de limiter les efforts imposés au dispositif, principalement lçs efforts de torsion ou les efforts latéraux de la capsule 8 . Pour cela, la capsule présente un- décrochement horizontal 9 et, à partir de ce décrochement, elle est prolongée 25 vers le haut par un tube souple qui diminue son poids, prolongé lui-même par une perche rigide jusqu'à la surface de la piscine du réacteur . A titre d'exemple, suivant un mode de réalisation de l'invention, on adopte les caractéristiques suivantes : 30 course du déplacement = 180 mm; capacité du dispositif = quatre capsules de diamètre maximum 32mm et de longueur 700mm; encombrement latéral pour quatre capsules j 164mm . Il va de soi que la présente invention n'a été dé-35 crite ci-dessus qu'à titre explicatif et nullement limitatif et qu'on pourra y apporter toute modification de détail sans sortir de son cadre . i 69 31111 s 2065641 REVENDICATION Dispositif de réglage de la position de qapsylep irradiées contenant des échantillons et plongeant dans une boîte à eau, ce dispositif étant essentiellement caractérisé par le fait 5 qu'il comprend un bâti reposant sur la boîte à eau et plusieurs systèmes identiques de déplacement, dont chacun est composé d'un chariot qui se déplace entre les deux jeux de rails à galets croisés, de deux vérins hydrauliques opposés commandant l'avance et le recul d'une capsule, d'un tube de guidage vertical 10 disposé en porte-à-faux à l'extrémité avant dudit chariot et recevant la capsule, qui comporte un décrochement horizontal, et d'un berceau destiné à recevoir ce décrochement, la liaison pour le refroidissement entre les capsules et la boîte à eau étant assurée par un tube souple, et chaque capsule étant pro-15 longée vers le haut, à partir de son décrochement horizontal, par un tube souple lui-même prolongé par une perche rigide .