Brevet FR2429476A1 — publié le 19800118

La présente invention est relative aux aiguilles d'un assemblage absorbant pour réacteur nucléaire. notamment pour réscteur nucléaire à neutrons rapides refroidi par circulation d'un @tel liquide, et s'applique plus particulièrement aux aiguilles de matériau absorbant entrant dans la réalisation des assemblas de commande servant au pilotage du réacteur ou des assemblages ab@erhents constituant le système d'arrêt complémentaire du réacteur (tel , par exemple, que celui décrit dans le brevet français n ; 251 079 au nom du Commissariat à l'Energie Atomique). On connalt déjà des réalisations d'assemblages absorbants pour réacteur nucléaire comprenant montée dans un fourreau fixe, une partie absorbante constituée par un faisceau d'aiguilles gaines contenant un matériau absorbeur de neutrons et disposées dans un bottier creux et une tête de prehension permettant de saisir l'assemblage et de le déplacer verticalement à l'intérieur du fourreau fixe, entre une position basse où la partie absorbante se trouve dans le coeur du réacteur et une position saute où elle se trouve sensiblement hors de ce dernier, le fourreau comprenant un palier supérieur prévu pour guider une tige de coulissement disposée entre la téte de l'assemblage et le bottier contenant la partie absorbante.Notamment, dans le brevet français n 2 118.852 au nom du Commissariat à I'Energie Atomique, on a déjè prévu une réalisation de ce genre dans laquelle on envisage plus spécialement de laisser libre, entre le palier supérieur et la tige de coulissement, un jeu pour le passage ou métal liquide de refroidissement, ce jeu entant déterminé de telle sorte que, néanmoins. la majeure partie du débit pénetrant dans le fourreau fixe circule à l'intérieur du bottier, sans pour autant empêcher le coulissement de la tige lors de ses mouvements à l'intérieur du fourreau. Oanc une telle réalisation, les aiguilles absorbantes sont constituées par des- éléments allongés dans lesquels le matériau absorbant est du carbure de bore ou -analogue, qui se présente habituellement sous la forme de pastilles frittées, superposées à l'intérieur d'une gaine métallique délimitant extérieurement chaque aiguille. Or, dans une telle solution de réalisation, les gaines des aiguilles absorbantes sont habituellement obturées & leurs extrémités par des bouchons fixés sur ces gaines au moyen d'une soudure.La réalisetion de celis-ci entraîne une modification de la structure métal lurgique de la zone soudée telle que lorsque l'aiguille, une fois en service, est soumise à un flux neutronique, cette zone soudée gonfle davantage que les parties du bouchon et de la gaine non modifiées par la soudure. Notamment dans le mode de réalisation plus spécialement envisagé dans le brevet antérieur précité, lorsque l'assemblage est sn position haute, les aiguilles absorbantes contanues à l'intérieur de leurs bottiers ont leur bouchons d'extrémité inférieure situés eu voisinage du plan médian du coeur et par suite dans une ré- gion où le flux neutronique est particulièrement intense.De ce fait, le gonflement differentiel qui se produit au niveau de le zone soudés risque d'entraîner les conséquences suivantes : diminution ds la section de passags du métal réfrigé- rant dans les canaux entre aiguilles et même, en cas de ruptures de gains laissant échapper le matériau absorbantS possibilité de bouchage des canaux. Le présente invention concerne un perfectionnement apporté à la réalisation d'aiguilles d'assemblages absorbants, permettant d'améliorer leur durée de vie en service en évi- tant le gonflement différentiel dd au flux neutronique intense dans le coeur, au niveau des jonctions réalisées entre la gaine de ces aiguilles et leurs bouchons d'extrémité. A cet effet, une aiguille d'un assemblage absorbant pour réacteur nucléaire selon l'invention, comportant un matériau absorbant entouré par une gaine métallique allongée fermée à ses extrémités par des bouchons dont un au moins est prévu pour être. en service, situé dans un flux neutronique élevé. se caractérise en ce que la liaison entre ce bouchon et la gaine est réalisée par sertissage. D'autres caractéristiques d'une aiguille absorbante selon l'invention apparaîtront encore à travers la description qui suit d'un exemple de réalisation, donné à titre indicatif et hon limitatif, en référence eux dessins annexés sur lesquels - les Fig. i et 2 sont des vues schématiques, illustrant la structure générale d'un assemblage pour réacteur nucléaire avec aiguilles absorbantes selon l'invention, représentée dans deux positions, la Fig. 1 correspondant à l'assemblage en position relevée à mi-coeur et la Fig. 2 au même assemblage en position complètement abaissée à l'inté- rieur du coeur i - les Fig. 3 et 4 sont des vues de détail illustrant respectivement un mode de réalisation du sertissage effectue à I'extrémité inférieure d'une aiguille absorbante et cette aiguille prote à l'emploi après sertissage et usinageç Sur ces figures, la référence 1 désigne un fourreau fixe, aménagé pour permettre le coulissement, à l'intérieur du coeur 2 d'un réacteur nucléaire, d'un assemblage absorbant désigné dans son ensemble par la référence 3. Cet assemblage 3.monté à l'intérieur du fourreau fixe 1, comporte principalement un boîtier creux 4 dans lequel est disposé un faisceau d'aiguilles absorbantes 5, chacune de ces aiguilles comportant notamment une gaine métallique externe 6 de forme allongée, fermée à ses extrémités, respectivement inférieure et supérieure, par des bouchons 7 et 8.A sa partie supérieure, le boîtier 4 se prolonge par une tige de coulissement creuse 9, terminée par une tête de préhension 10, la tige 9 étant prévue pour coulisser librement avec un jeu déterminé à travers un alésage prévu au centre d'un palier Il porté intérieurement par le fourreau 1, l'assemblage 3 en position basse étant supporté par ce palier au moyen d'une collerette d'appui 12 (Fig. 2). A son extrémité inférieure, le bottier 4 comporte une pièce de fond 13 percée de trous 14, permettant au fluide de refroidissement pénétrant par des orifices 15 dans le pied 16 du fourreau 1, de circuler en majeure partie à l'intérieur du boitier 4 pour assurer en fonctionnement un refroidissement efficace des aiguilles absorbantes 5, ce débit s'écoulant ensuite à l'intérieur de la tige de coulissement creuse 9. Sur la Fig. 1, l'assemblage 3 est représenté en position relevée à mi-hauteur, les bouchons 7 fermant les extrémités inférieures des gaines 6 du faisceau des aiguilles absorbantes 5 se trouvant alors sensiblement au voisinage du plan médian 17 du coeur 2. En revanche, dans la représenta tion illustrée sur la Fig. 2, l'assemblage 3 est représenté en position complètement abaissée, les aiguilles combustibles 5 s'étendant en totalité à travers la hauteur du coeur. Pour les raisons déjà exposées, notamment du fait qu'en service les bouchons inférieurs 7 des aiguilles 5 sont au voisinage du plan médian 17 dans une zone de flux neutronique maximal, on réalise, conformément 3 l'invention, une liaison des gaines 6 avec les bouchons 7, non plus par soudure, mais par sertissage.A-cet effet et comme illustré sur les Fig. 3 et 4, on utilise pour constituer le bouchon d'extrémité 7, une pièce de forme 18, préalablement engagée dans l'extrémité inférieure ouverte de la gaine 6, cette dernière présentant une partie amincie 19 telle que, par utilisation d'une enceinte de compression hydraulique schématiquement représentée en 20 (cette enceinte comprenant notamment une arrivée d'huile sous pression en 21 et des joints 22 portant sur la partie 19 de la gaine 6t, elle vienne ensuite épouser étroitement la pièce 18, en réalisant par son sertissage sur celle-ci l'obturation nécessaire et une meilleure tenue ds cette liaison vis-à-vis du gonflement sous irradiation. Après sertissage, on usine, par exemple au moyen d'un tour, l'extrémité inférieure de la gaine et du bouchon et l'on obtient finalement la liaison telle que représentée sur la Fig. 4. Bien entendu, il va de soi que l'invention ne se limite pas à l'exemple de réalisation qui a été plus spécialement décrit et représenté i elle en embrasse au contraire toutes les variantes. C'est ainsi que le sertissage peut entre réalisé par toute méthode classique, autre que la méthode hydraulique, par exemple par une méthode mécanique telle que le moletage ou encore par explosion. REVENDICATION Aiguille d'assemblage absorbant pour réacteur nuclaire, comportant un matériau absorbant entouré par une gaine métallique allongée fermée à ses extrémités par des bouchons dont un au moins est prévu pour être, en service, situé dans un flux neutronique élevé, caractérisée en ce que la liaison entre ce bouchon et la gaine est réalisée par sertissage.