Brevet FR2143884A1 — publié le 19730209

La présente invention concerne un procédé pour le montage d'éléments combustibles pour réacteurs nucléaires pour former un faisceau d'éléments combustibles, et un faisceau d'éléments combustibles obtenu par le procédé. Dans les réacteurs nucléaires connu du type Candu comportant des barreaux ou éléments combustibles assemblés entre des plaques d'extrémité, sous la forme de faisceaux qui sont introduits dans des tubes sous pression pour le passage du fluide réfrigérant à travers les faisceaux, les caractéristiques de fonctionnement du réacteur, parmi lesquelles la puissance nominale et le rendement d'utilisation du combustible (combustion massique) peuvent titre modifiées en modifiant les caractéristiques d'établissement du faisceau. L'une de ces modifications, qui concerne la charge de combustible, est effectuée en augmentant le nombre d'éléments ou de barreaux combustibles formant un faisceau pour modifier les caractéristiques de charge thermique.Cependant, pour effectuer économiquement ces modifications, il est désirable de conserver les caractéristiques spatiales initiales du combustible par rapport auxquelles le réacteur et l'équipement associé de manutention du combustible ont été initialement déterminés. Cela est d'une importance particulière dans le cas des réacteurs du type Candu en raison du rôle important continu des machines de rechargement du réacteur, pour le rechargement quotidien qui fréquemment a lieu dans des conditions de pleine charge. Pour augmenter le nombre d'éléments ou de barreaux combustibles sans changer le diamètre des plaques d'extrémité ou plaques de montage ou de l'enveloppe générale du faisceau, il est nécessaire, pour passer d'un faisceau à vingt huit éléments è un faisceau à trente sept éléments, d'ajusteur le cercle primitif de la rangée extérieure d'éléments combustibles, ce qui se traduit par une relation excentrique entre le bord extérieur et la plaque d'extrémité et les extrémités des éléments combustibles correspondants. Pour éviter la nécessité d'un usinage exagérément compliqué, les extrémités des éléments combustibles, que nécessiteraient l'utilisation d'extrémités asymétriques des éléments, et la nécessité correspondante d'un gabarit de repérage additionnel, des éléments symétriques sont utilisés dans tout le faisceau. L'utilisation d'une partie ou d'un élément d'extrémité de fixation annulaire pour l'éliment permet la fixation des éléments par brasage, par soudage, et particulièrement par soudage par résistance électrique,tout en permettant l'enlèvement facile de la matière de fixation en excédent située radialement à l'extérieur de la plaque d'extrémité correspondante pour éviter l'interférence entre le dispositif de verrouillage du combustible nucléaire et l'extrémité de l'élément combustible et de la plaque d'extrémité. La présente invention a pour objet un procédé pour le montage individuel de plusieurs éléments ou barreaux contenant du combustible nucléaire entre deux plaques de montage parallèles espacées pour former une rangée d'éléments combustibles extérieurs radialement dans le faisceau, et un faisceau d'éléments combustibles obtenu par ce procédé. Conformément à l'invention, un faisceau d'éléments combustibles comporte un barreau ou élément combustible long comportant du combustible nucléaire enfermé dans une gaine, la gaine ayant une forme cylindrique avec des extrémités fermées, et chaque extrémité comportant une partie saillante annulaire coaxiale par rapport à 19axe principal de l'élément Les caractéristiques de l'invention ressortiront plus parti culièrement de la description suivante, donnée à titre d'exemple et faite en se référant au dessin annexé sur lequel - la figure 1 représente schématiquement et partiellement r coupe une extrémité d'un barreau combustible selon un mode de mise en oeuvre de l'invention; - la figure 2 est une vue de l'extrémité du barreau de la figure 1;; - la figure 3 représent le barreau de la figure 1 ave une partie d'une plaque de montage d'extrémité soudée par résistance électrique au barreau combustible; - la figure 4 est une vue de 1iextrémité de l:ensemble de la figure 3, et - la figure 5 est une vue similaire à celle de la figure 4 après une opération supplémentaire pour l'enlèvement de la matière en excédent; La figure 4 représente les positions relatives d'un faisceau de barreaux combustibles selon l'inventíon, la figure représentant une partie du faisceau avec une partie d'une plaque ou grille de montage 12 et trois barreaux ou éléments combustibles 14 représentés en traits mixtes et un quatrième en traits pleins.L'élément saillant 16 est un bossage d'espacement qui ne concerne pas directement la présente invention. La figure 1 représente une partie dVextrémité de l élément combustible 14 qui comporte une gaine 18 contenant le combustible nucléaire sous la forme de pastilles. La paroi d'extrémité 22,qui peut être un couvercle rapporte, comporte un bossage annulaire 24 dépassant à lrextérç-ur L paroi d'extrémité 22 est fixée par soudage par résistance au bossage ou nervure annulaire 24 pour positionner le bord circulaire 26 de la grille 12 par rapport au cercle primitif sur lequel l'élément 14 est positionné. il apparatt atrsi que le cercle primitif sur lequel sont positionnés les éléments combustibles est situé radialement à l'extérieur du cercle 28 passant par le milieu de la bande circulaire 30 de la grille de montage. En considérant la figure 5, après le soudage par résistance dans la zone 32 (figure 3), la partie supplémentaire (représentée en tirets sur la figure 5) de la nervure 24 peut être supprimée par usinage pour établir une surface lisse 34 à côté de la bande circulaire 30. Bien entendu, la description qui précède n'est pas limitative et l'invention peut entre mise en oeuvre suivant d'autres variantes sans que l'on sorte de son cadre. REVENDICATIONS 1. Procédé pour le montage individuel de plusieurs éléments en forme de barreaux contenant du combustible nucléaire entre deux plaques de montage espacées,parallèles d'un faisceau d'éléments combustibles pour former la rangée extérieure d'éléments combustibles du faisceau, caractérisé en ce que les éléments sont montés de façon asymétrique en positionnant un barreau comportant des éléments dépassant axialement aux extrémités de section réduite par rapport à la section de l'élément et s'étendant coaxialement par rapport à l'élément, entre deux plaques de montage d'extrémité pour qu'une partie de chaque élément saillant dépasse à l'extérieur radialement au-delà du bord de la plaque de montage, et le soudage des parties des éléments saillants couverts par les plaques de montage aux plaques de montage pour fixer les éléments entre les plaques de montage. 2. Procédé selon la revendication l,caractérisé par l'enlèvement d'au moins d'une partie de la partie saillante pour le dégagement de la plaque de montage. 3. Faisceau d'éléments combustibles pour un réacteur nucléaire à tubes sous pression, comportant deux plaques de montage d'extrémité et plusieurs rangées espacées radialement d'éléments combustibles fixés entre les plaques de montage, chaque élément ayant un bossage central à chaque extrémité dépassant coaxialement de l'élément et d'un diamètre inférieur à celui de l'élément pour la fixation des éléments respectifs aux plaques de montage, caractérisé en ce que la rangée extérieure d'éléments combustibles est espacée de l'axe principal du faisceau sur un cercle primitif d'un diamètre prédéterminé,de façon que chaque plaque de montage couvre seulement partiellement la nervure annulaire saillante, une partie de chaque nervure saillante étant fixée à la plaque de montage correspondante. 4. Faisceau d'éléments combustibles selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'au moins une partie de chaque nervure de fixation dépassant au-delà du bord de la plaque de montage est supprimEE:pour faciliter la manu tention du faisceau dans le réacteur nucléaire. 5 Faisceau d'éléments combustibles selon l'une des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que les bossages de fixation sont des nervures annu- laires dépassant des parois des extrémités des éléments combustibles.