Brevet FR2414240A1 — publié le 19790803

La présente invention se rapporte aux réacteurs nucléaires, et plus précisément, aux caissons de stockage des barreaux de combustible d'un réacteur nucléaire. Le caisson de stockage des barreaux de combustible peut entre utilisé pour le stockage provisoire des barreaux de combustible ayant travaillé durant 'opération de rechargement d'un réacteur nucléaire pour le remplacement des barreaux de combustible à éliminer du coeur du réacteur. Au cours de son séjour dans le coeur d'un réacteur nucléaire un barreau de combustible subit, selon ses directions ou plans diamétraux, un échauffement irrégulier et une irradiation par les neutrons. Par suite les barreaux de combustibles ayant été utilisés présentent sur leur longueur des parties déformées, courbées, tordues ou vrillées. On connait des caissons pour le stockage des barreaux de combustible comportant un corps à l'intérieur duquel est installé un barillet vertical présentant des alvéoles allongés le long de sa hauteur pour y recevoir des barreaux de combustible déjà utilisés,déformés. Dans les caissons mentionnés ci-dessus, les alvéoles sont réalisés sous forme de tubes ininterrompus d'un diamètre interne supérieur à la somme du diamètre initial du barreau de combustible et des déformations du barreau considéré. Par suite de l agrandissement du diamètre interne de l'alvéole du caisson db aux déformations des barreaux de combustible qui ont été utilisés, les caissons ci-dessus décrits ont des gabarit et poids importants, ce qui augmente leurs prix de fabrication et de montage. L'invention vise un caisson pour le stockage des barreaux de combustible d'un réacteur nucléaire, dont les alvéoles sont construits pour y assurer l'introduction des barreaux de combustible utilisés ayant des déformations longitudinales tout en diminuant les gabarits et le poids du caisson. Le caisson, selon l'invention,pour le stockage des barreaux de combustible d'un réacteur nucléaire, comporte un corps à l'intérieur duquel est installé un barillet vertical présentant des alvéoles allongés sur sa hauteur, pour y recevoir des barreaux de combustible qui ont été utilisés et montrant des parties déformées, courbées, tordues, voilées ou vrillées longitudinalement, les parois de chaque alvéole présentant une disposition permettant le logement d'un barreau, sans coincement ou forçage, contre lesdites parois, de ses parties déformées. Selon une variante de l'invention, les parois de chaque alvéole sont faites à partir d'un seul tronçon de tube, fixé à la partie supérieure du barillet, de longueur inférieure à la hauteur du barillet, le reste de l'alvéole présentant au moins un dégagement permettant le logement des parties déformées du barreau de combustible intéressé. Pour augmenter la fiabilité du stockage des barreaux de combustible dans les alvéoles du caisson,selon une autre variante de l'invention, les parois de chaque alvéole comportent un deuxième tronçon tubulaire installé coaxialement au premier tronçon de tube au voisinage de la partie inférieure du barillet. En cas d'utilisation de barreaux de combustible ayant la forme des prismes à section polygonale, le dégagement permettant le logement de la partie déformée longitudinalement du barreau de combustible présente des encoches longitudinales, en nombre égal à celui des arases des barreaux de combustible, pratiquées dans les parois de chaque alvéole, dont les parties médianes sont réparties sur le périmètre interne des parois de l'alvéole selon l'espacement entre les arêtes des barreaux de combustible. Une telle construction du caisson de stockage des barreaux de combustible du réacteur nucléaire assure la réception facile dans ses alvéoles des barreaux de combustible déjà utilisés et déformés longitudinalement alors que les dimensions internes des alvéoles du caisson sont inférieures à la somme du diamètre initial du barreau de combustible utilisé et de la déflexion ou déformation transversale des parties infléchies longitudinalement du barreau de combustible.On peut ainsi diminuer la dimension interne de l'alvéole et par conséquent, les gabarits et le poids du caisson L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaitront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre, faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant plusieurs modes de réalisation de l'invention et dans lesquels - la figure 1 représente > en coupe longitudinale, un caisson pour le stockage des barreaux de combustible d'un réacteur nucléaire, selon l'invention; - la figure 2 représentevà échelle agrandie, une coupe selon la direction II-II de la figure 1;; - la figure 3 représente une variante de réalisation du caisson, selon l'invention, à échelle agrandie, en coupe longitudinale; - la figure 4 représente une autre variante de réalisation du caisson, selon l'invention, en coupe longitudinale; - la figure 5 représente,à échelle agrandie > une coupe selon la direction V-V de la figure 4. Le caisson pour le stockage des barreaux de combustible d'un réacteur nucléaire, selon l'invention, comporte un corps 1 (figure 1), à l'intérieur duquel est disposé un barillet 2 vertical ayant des alvéoles 3 allongés sur sa hauteur pour pouvoir recevoir des barreaux de combustible 4 utilisés ou irradiés, ayant des parties 5 déformées selon la longueur 1 des barreaux de combustible 4. Dans les parois de chaque alvéole 3 de hauteur h est réalisé un dégagement 6 pour recevoir la partie 5 du barreau de combustible 4, déformée, courbée, infléchie, tordue, voilée ou vrillée selon la longueur 1 du barreau 4. Dans la présentevariante de réalisation, les parois de chaque alvéole 3 sont constituées par un tronçon de tube 7,fixé à son extrémité supérieure à une plaque 8 du barillet 2, de longueur 11 inférieure à la hauteur h du barillet 2, tandis que la partie restante h-l1de l'alvéole 3 sert de dégagement 6 pour recevoir la partie 5 déformée du barreau de combustible 4. Ce dégagement peutJcomme figuré, être constitué par l'absence d'élément rigide et en particulier l'absence de tube tel que 7. La déflexion z du barreau de combustible 4 déformée en 5 est représentée sur la figure 2. La ligne en tireté montré la coupe transversale du barreau de combustible 4 à l'endroit de sa déflexion maximale. Le diamètre interne du tronçon du tube 7 est plus grand que le diamètre initial du barreau de combustible 4 d'une mesure 8, mais est plus petit que la grandeur D, égale à la somme du diamètre d initial du barreau 4 et de la déflexion z (D = d + z). La déflexion z du barreau 4, montrée sur le dessin, est égale à la somme de l'épaisseur de la paroi de l'alvéole 3 du caisson et de la mesure i. En tenant compte du fait que les barreaux 4 au cours de leur séjour dans le coeur du réacteur se déforment ou se courbent et que durant l'opération de transport, par un mécanisme connu de rechargement (non figuré), depuis le coeur du réacteur jusque dans le caisson,les barreaux ne changent pas de configuration, la construction du caisson permet d'y introduire les barreaux 4 présentant des déformations ou déflexions relativement grandes sans augmenter la dimension interne des alvéoles 3 et, par conséquent, les dimensions et le poids du caisson. Le barillet 2 (figure 1) est installé à l'intérieur du corps 1 mobile en rotation autour de l'arbre 9 traversant le couvercle 10 du corps 1 et maintenu par des paliers Il et 12. L'arbre 9 peut être mis en rotation par un moteur 13 en soi connu,par l'intermédiaire de roues dentées ou pignons 14 et 15. Les alvéoles peuvent astre disposés sur deux rangs concentriques sur l'arbre 9, alternativement (figure 2) sur les deux rangs. Le couvercle 10 (figure 1) présente deux orifices 16, un sur chaque rangée (un seul est montré à la figure) pour l'introduction et l'extraction des barreaux 4 du caisson à l'aide d'un mécanisme de déchargement. Le corps I du caisson est rempli d'un agent réfrigérant 17 jusqu'au niveau 18. La variante décrite de réalisation du caisson permet de stocker des prismes à sections transversales régulières tant arrondies que polygonales, par exemple hexagonales. Pour simplifier la construction de l'alvéole et diminuer par conséquent le prix du caisson,les les parois de l'alvéole peuvent etre réalisées à partir de plats et de profilés travaillés de telle manière qu'un plat ou un profilé, par exemple une cornière,puisse servir de paroi pour deux alvéoles jux- taposés. Dans la variante de réalisation du caisson représ entée à la figure 3, pour augmenter la fiabilité de stockage des barreaux 4 dans les alvéoles 3 du caisson, les parois de chaque alvéole 3 comprennent aussi un tronçon de tube 19 installé coaxialement avec le premier-tronçon de tube 7 à peu de distance de laylaque inférieure 20 du barillet 2. Le tronçon de tube 19 est maintenu à l'aide de la plaque 21 fixée sur le barillet 2. Dans cette variante de réalisation, le dégagement 6 recevant la partie déformée 5 du barreau 4 se trouve entre les tronçons de tubes 7 et 19. Lors de l'utilisation de barreaux 4 (figure 4) en forme de prisme à base polygonale régulière, par exemple -hexagonale, le dégagement 6 peut astre réalisé selon une autre variante. Dans ce cas le dégagement 6 est constitué, selon le nombre des arêtes (par exemple six) des barreaux, par des encoches longitudinales 22 réalisées ou ménagées dans les parois de chaque alvéole 3, dont les parties médianes sont réparties (figure 5) sur le périmètre interne des parois de l'alvéole à un écartement angulaire,ou, une distance 12,cor- respondant , parexemple égale, à la largeur 13 de la face latérale 24 du barreau 4 (sur la figure 5, 12 = 13).Les alvéoles 3 (figure 4), dans leurs parties inférieures,sont fixés sur une plaque 25 fixée au barillet 2 Dans cette variante de réalisation le diamètre interne de l'alvéole 3 (figure 5) est également moindre que la somme du diamètre initial du barreau 4 et de la déformation ou déflexion z, qui est représentée comme égale à l'épais- seur de la paroi de l'alvéole 3. Les alvéoles 3 du fait de l'exécution des encoches 22 deviennent plus flexibles et peuvent être déformés au moment de l'insertion dtun barreau 4 de déflexion z plus grande que la déflexion prévue. Le fonctionnement du caisson pour le stockage des barreaux de combustible nucléaire selon l'invention est le suivant. A l'aide du moteur 13 (figures 1, 4) le barillet 2 est mis en rotation et l'ouverture de l'alvéole libre 3 est placée en face de l'orifice 16 du couvercle 10. A l'aide du mécanisme de rechargement, le barreau 4 à éliminer est introduit dans cet alvéole 3, sa partie déformée 5 étant placée au niveau du dégagement de l'alvéole 3, c'est-à-dire dans l'espace h-l1 (figure 1) ou dans l'espace entre les tronçons de tubes 7 et 19 (figure 3) ou bien dans les encoches longitudinales 22 (figure 4). En faisant tourner ensuite le barillet 2 (figures 1, 4) d'un angle donné, les alvéoles 3 sont successivement remplis par des barreaux de combustible 4. Après un stockage suffisamment long pour que cesse le dégagement de chaleur par les barreau4 à éliminer ceux-ci sont extraits du caisson. L'invention permet de stocker les barreaux de combustible utilisés d'un réacteur nucléaire dans les alvéoles du caisson ayant des dimensions internes inférieures à la somme du diamètre initial du barreau de combustible utilisé et de ses déformations. On peut ainsi diminuer les gabarits et le poids du caisson et, par conséquent, simplifier la fabrication du caisson et diminuer le prix de son montage. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits, ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent REVENDICATIONS 1. Caisson de stockage vertical de barreaux allongés de combustible nucléaire comportant un corps à l'intérieur duquel est disposé un barillet à axe vertical comportant des alvéoles verticaux pouvant recevoir des barreaux de combustible nucléaire présentant des parties déformées, cqurbées,tordues ou vrillées caractérisé en ce que les parois de chaque alvéole présentent au moins un dégagement permettant le logement d'un desdits barreaux sans coincement entre lesdites parois de ses parties déformées,courbées, tordues ou vrillées. 2. Caisson selon la revendication 1, caractérisé en ce que les parois de chaque alvéole sont constituées par un tronçon de tube fixé à l'extrémité supérieure du barillet, de longueur inférieure à la hauteur du barillet, tandis que la partie résiduelle de la hauteur de l'alvéole ménage le (ou les) dégagements (s) permettant le logementdes parties de barreau de combustible déformées. 3. Caisson selon la revendication 2, caractérisé en ce que les parois de chaque alvéole comportant un deuxième tronçon de tube installé, coaxialement avec le premier tronçon de tube, à une distance proche de la partie inférieure du barillet. 4. Caisson selon la revendication 1, caractérisé en ce que, dans le cas de barreaux de combustible en forme de prismes à section polygonale régulière, le dégagement permettant le logement des parties déformées du barreau est constitué par des encoches longitudinales, en nombre correspondant, par exemple égal, à celui des arêtes du barreau intéressé, ménagées dans la paroi de l'alvéole, réparties sur les parois de l'alvéoleàunéo3MEment a;bbe ou une distance correspondant par exemple égal, à la longueur des faces latérales du barreau.