Brevet FR2111923A1 — publié le 19720609

La présente invention concerne des cartouches de combustible pour réacteurs nucléaires et plus spécialement une cartouche de combustible du type comportant plusieurs aiguilles allongées espacées clans le sens transversal et supportées en un faisceau 5 dans lequel leurs axes longitudinaux sont parallèles* Le faisceau des aiguilles de combustible est généralement contenu dans une enveloppe tubulaire ouverte à ses extrémités, les aiguilles s'étendant dans l'enveloppe entre des raccords supérieur et inférieur. Les aiguilles de combustible peuvent être 10 également supportées entre leurs extrémités par des grilles d'écartement destinées à les retenir latéralement en position correcte dans la cartouche. Dans ce type de cartouche de combustible, les extrémités des aiguilles sont habituellement ajustées de manière coulissante 15 dans des orifices ménagés dans les raccords supérieur et inférieur, en permettant ainsi auxdites aiguilles de subir une dilatation thermique longitudinale lorsqu'elles passent de la température ambiante à la température de fonctionnement pendant l'utilisation de la cartouche de combustible dans le réacteur nucléaire. 20 Toutefois, quelques aiguilles peuvent Être fixées par leurs extrémités aux raccords supérieur et inférieur en reliant ainsi les grilles terminales de l'enveloppe. Dans une disposition particulière, ces aiguilles de combustible comportent des tenons terminaux orientés dans le sens longitudinal qui s'engagent 25 dans des orifices des raccords supérieur et inférieur. Les tenons des extrémités inférieures des aiguilles sont vissés dans les orifices du raccord inférieur. Les tenons des extrémités supérieures des aiguilles traversent les orifices du raccord supérieur et sont vissés dans des écrous de retenue qui fixent les 30 aiguilles au raccord supérieur. L'utilisation d'une telle cartouche de combustible dans un réacteur nucléaire pose un problème. Il peut arriver que les aiguilles de combustible se dévissent et s'échappent des orifices du raccord inférieur à cause de la vibration de la cartouche 35 de combustible en service. Les écrous de retenue peuvent également se dévisser des ergots filetés des extrémités supérieures des aiguilles. OOPY 71 38813 2 2111923 La présente invention a pour objet un dispositif de blocage destiné à remplir la double fonction d'empêcher que les aiguilles de combustible se dévissent du raccord inférieur et que les écrous de retenue se dévissent des tenons filetés des extrémités supé-5 rieures des aiguilles. Selon la prosente invention, une cartouche de combustible nucléaire du type susmentionné et dans laquelle les extrémités d'une paire adjacente des aiguilles sont vissées dans le raccord à une extrémité de la cartouche de combustible et dans 10 laquelle les autres extrémités de la paire d'aiguilles traversent des orifices ménagés dans le second raccord terminal situé à l'autre extrémité de la cartouche et sont vissées dans des éléments de retenue taraudés fixant les extrémités des aiguilles de combustible au second raccord, comporte un élément de blocage 15 des aiguilles de combustible ayant des parties terminales qui relient chacun des éléments de retenue taraudés à l'extrémité de l'aiguille correspondante pour empêcher que les éléments de retenue se dévissent des extrémités des aiguilles, les parties terminales de l'élément de blocage étant reliées entre les 20 éléments de retenue taraudés des aiguilles, de manière que les aiguilles de combustible soient empêchées de se dévisser du raccord terminal situé à la première extrémité de la cartouche par l'élément de blocage qui empêche une rotation des aiguilles l,une par rapport à l'autre. 25 Dans une forme de réalisation préférée dans laquelle des écrous de retenue sont vissés sur les extrémités filetées des aiguilles traversant les orifices du second raccord, l'élément de blocage a la forme d'une goupille fendue en forme de U ayant des bras bifurqués introduits dans les trous transversaux cor-30 respondants des écrous de retenue et des extrémités des aiguilles situées à l'intérieur des écrous de retenue. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés et donnant à titre explicatif, mais nul-35 lement limitatif, une forme de réalisation de l'invention. Sur ces dessins : les figures 1 et 2 sont des coupes longitudinales des 71 38813 3 2111923 extrémités supérieure et inférieure d'une cartouche de combustible nucléaire ; et la figure 3 est une vue en plan de 3a cartouche de combustible représentée sur les figures 1 et 2. 5 La cartouche de combustible nucléaire représentée sur les dessins comporte un faisceau d'aiguilles de combustible cylindriques 1 transversalement espacées, dont les axes longitudinaux sont parallèles. Les aiguilles 1 s'étendent à l'intérieur d'une enveloppe tubulaire 2 entre un raccord supérieur 3 et un raccord 10 inférieur 4 placés aux extrémités de l'enveloppe tubulaire 2. Les deux raccords supérieur et inférieur 3 et 4 comportent une série de bossages tubulaires 5 réunis par des âmes transversales 6. Chacune des aiguilles 1 comporte une gaine métallique tubulaire 7 contenant une matière combustible fissile telle 15 que des pastilles 8 de bioxyde d'uranium. Les gaines 7 des aiguilles 1 sont fermées à chaque extrémité par des capuchons 9 comportant des tenons solidaires 10. Les tenons 10 des extrémités inférieures des aiguilles 1 s'ajustent dans les bossages tubulaires 5 du raccord inférieur 4. Les tenons 10 des extrémités 20 supérieures des aiguilles 1 coulissent dans les bossages 5 du raccord supérieur 4. Des ressorts de compression 11 sont placés sur les tenons 10 des extrémités supérieures des aiguilles et agissent entre le raccord supérieur 4 et des épaulements des capuchons 9 des extrémités supérieures des aiguilles 1. 25 Les extrémités inférieures des tenons 10 de deux aiguilles adjacentes 1 de chacun des 4 côtés de la cartouche de combustible sont filetées et vissées dans les bossages correspondants 5 du raccord inférieur 4. Les tenons 10 des extrémités supérieures de ces aiguilles 1 traversent les bossages correspondants 5 du 30 raccord supérieur 3, les extrémités des tenons 10 faisant saillie au-dessus des bossages 5 du raccord supérieur 3 étant filetées et vissées dans des écrous de retenue 12. Un dispositif de blocage ayant 3a forme d'une goupille fendue 13 en U comporte des bras 14 qui sont introduits dans des trous transversaux.15 35 des écrous de retenue 12 et des tenons 10 de chacune des aiguilles adjacentes 1 d'une paire. Les goupilles fendues 13 remplissent deux fonctions. 71 38813 4 2111923 Premièrement, pendant que la cartouche de combustible egt en service, les goupilles 13 empêchent les écrous de retenue i^ de se dévisser des tenons 10 de^ aiguilles par suite d'une vibration de la cartouche de combustible, les goupilles 13 empêchent 5 également une rotation en bloc de Aiguille s adjacentes 1 de chaque paire et évitent ainsi que les tenons filetés 10 des extrémités inférieures des aiguilles se dévissent des bossages 5 du raccord inférieur 4. Naturellement, l'invention n'est pas limitée à la forme 10 de réalisation décrite et représentée et est susceptible de recevoir diverses variantes entrant dans le cadre et l'esprit de 1'invention. 71 38813 5 2111923 REVMDIC/.TIOUS 1. Elément de blocage des aiguilles d'une cartouche de combustible nucléaire du type comportant plusieurs aiguilles allongées transversalement espacées s'étendant dans la cartouche 5 entre des raccords supérieur et inférieur, les extrémités d'une paire d'aiguilles de combustible adjacentes étant vissées dans le raccord situé à une extrémité de la cartouche et les autres extrémités des aiguilles de la paire traversant des orifices du second raccord à l'autre extrémité de la cartouche et 10 étant vissées dans des éléments de retenue taraudés fixant les extrémités des aiguilles au second raccord, élément de retenue caractérisé en ce qu'il présente des parties terminales accouplant chacun des éléments de retenue taraudés avec l'extrémité de l'aiguille correspondante pour empêcher que les éléments de 15 retenue se dévissent des extrémités des aiguilles, les parties terminales de l'élément de blocage étant reliées entre les éléments de retenue taraudés des aiguilles, de manière que ces dernières soient empêchées de se dévisser du raccord de la première extrémité de la cartouche par l'élément de blocage, en empêchant 20 une rotation des aiguilles l'une par rapport à l'autre. 2. Elément de blocage selon la revendication 1, pour une cartouche de combustible nucléaire, caractérisé en ce que les éléments de retenue taraudés ont la forme d'écrous vissés sur les extrémités filetées des aiguilles de combustible qui tra- 25 versent les orifices du second raccord, l'élément de blocage ayant la forme d'une goupille fendue en U ayant des bras bifurques introduits dans les orifices transversaux correspondants des écrous et des extrémités des aiguilles situées dans les écrous.