Brevet FR2404284A1 — publié le 19790420

L'invention concerne une cage de stockage pour éléments combustibles de section polygonale destinés en particulier à des réacteurs à eau légère, comportant des gaines qui entourent les éléments coubustibles suivant une section adaptée à ceux-ci et sont revalues d'une tôle en un matérieu absorbant les neu trons. Suivant la demande allemande 23 61 363, les tôles sont incluses chaque fois entre des parois voisines, qui sont en un matériau non absorbant ou du soins peu absorbant et soudés entre elles en haut et en bas, étant donné qu'il faut éviter que les matériaux absorbants ne soient dissous par l'eau ou soumis à la corrosion. Cette construction réclame cependant une fabrication très compliquée. Elle a par ailleurs pour censéquence que les soudures permettent la création d'une structure vaste mais insta- ble, qui n'est que difficilement transportable C'est pourquoi ce genre de cages doit être fait pratiquement sur place, par exemple sur le chantier d'une centrale nucléaire, dans des con du tisons défavorables. L'invention vise au contraire un allégement essentiel de la fabrication. Par ailleurs, dans le cadre du renforcement des efforts de sécurité, on désire améliorer la surveillance et, le cas échéant, changer les matériaux absorbants, pour que les qualités des absorbeurs correspondent aux éléments combustibles à stocker et puissent, le cas échéant, y être adaptées. La réalisation suivant l'invention consiste en ce que sur une gaine plusieurs bandes de tôle voisines sont fixées de manié- re amovible. Avec cette disposition, on renonce à l'insertion par soudage faite suivant le procédé connu. Les gaines n'ont donc plus qu'à comporter des éléments de maintien appropriés. Mais, pour cela, le travail est bien moins important, comme il découle des détails qui vont être fournis sur l'invention. Par ailleurs les tles ne doivent plus être prévues qu'aulx endroits "actifs" essentiels des éléments combustible, ce qui permet des économies sur le matériel absorbant, qui peut être très onéreux. De la manière la plus simple, la gaine peut elle-msme former l'assemblage extérieur de plusieurs tôles s'appuyant les unes sur les autres. I1 suffit alors à d'ancrer Is tôles à l'intérieur. Elles peuvent, dans ce but, entre emboîtées entre elles dans les coins du polygone. Une autre possibilité est que les tôles s'appuyent entre elles par l'intermédiaire de bordures placées dans les coins du polygone. Les bordures ne doivent pas s'étendre sur toute la longueur des tolets. Elles peuvent être aussi, par exem- ple, fixées aux extrémités supérieures et inférieures des tôles au moyen de rebords en saillie. Mais les tôles peuvent aussi être placées à l'extérieur des gaines. On a bien alors besoin de moyens de fixation sup plémentaires, nais on crée ainsi la possibilité de soulager largement les tôles des contraintes mécaniques. C'est pourquoi oR peut aussi mettre en oeuvre des tôles délicates mécaniquement. I1 faut noter que l'expression "tôle" au sens de l'invention ne comprend pas seulement le métal, comme par exemple de l'acier au bore, qui résiste bien à la corrosion dans l'eau, mais qui, avec une teneur en bore de plus de 1 X et au moins à partir de 1,5 X ne peut plus hêtre travaillé et en particulier soudé qu'avec de grandes difficultés : par n tolet on entend aussi le verre au bore, le carbure de bore et analogues, le cas échéant avec un chemisage pre.geant contre la corrosion. Les tôles qui ont une largeur plus faible que le côté du polygone sont avantageusement pressées de lsextErieur contre les gaines avec des attaches placées dans les coins du polygone. on utilise alors le fait que, dans les coins des gaines, il y a la place qui peut recevoir des moyens de fixation ayant de iauvai- ses caractéristiques d'absorption, sans que l'effet d'absorption des tôles d'absorption maintenues avec ces moyens de fixation ne soit notablement diminué. Les attaches peuvent s'étendre sur la lengueur des tôles, ce qui peut faciliter l'introduction des tôles d'absorbeur.Elles peuvent être fixées depuis l'intérieur des gaines avec des vis ou rivets à têtes fraisées et encastrées, de manière qu'une section à bords lisses soit disponible pour recevoir les éléments combustibles. Mais de pareils moyens de fixation peuvent aussi être soudés avec les gaines. Par ailleurs, sur les gaines, on peut prévoir des butées qui déterminent la position verticale des tôles, pour que celles-ci, comme on l'a dit plus haut, ne se trouvent que dans la zone active des élé- lents combustibles. Le dessin annexé représente des exemples de réalisation non liitatifs-de-ltobjet de l'invention. Pour plus de simplicité, on a représenté seulement les gaines d'une cage compacte destinée au stockage d'éléments combustibles provenant de réacteurs de puissance à eau pressurisée. Les cages prises comme un teut peu vent avoir n'importe quelle forme I1 est seulement essentiel que les gaines soient un élément porteur constituant des cages, parce que les caractéristiques micaniques ne sont pas compromises par l'effet d'absorption désiré, qui est assuré par les tôles sup plémentaires conformes d l'invention. Dans les exemples d'exécution, les gaines ont,une section carrée, parce que les éléments combustibles du réacteur à eau pressurisée possèdent aussi une section carrée de, par exemple, 250 mm de côté. Mais l'invention convient aussi, par exemple, pour des éléments combustibles hexagonaux. Dans l'exemple d'exécution représenté sur la figure 1, on a réuni trois exécutions différentes. Dans chaque cas il y a une gaine portante de section carrée 1, qui est en acier inoxydable de 2 mm d'épaisseur. La gaine a une longueur de 5 m, par exemple. Elle est composée de plusieurs parties, conne l'indiquent les soudures longitudinales 2. Dans la zone active des éléments combustibles non représentés, qui s'étend seulement sur une longueur de 4,2 m, des tôles d'ab- sorbeur 3 sont fixées sur le côté extérieur de la gaine 1, ces t6les étant aussi épaisses que celles de la gaine. Les tôles 3 sont en acier au bore et elles ont une teneur en bore de 1,2 %. Comme la figure 1 le montre, elles s'étendent sur 90 % de la longueur du côté de la section de la gaine. Leur largeur est alors de 225 mm. Les tôles d'absorbeur 3 sont pressées de l'extérieur contre la gaine 1 avec des moyens de fixation disposés dans les coins 4 de la section polygonale. Wn moyen de fixation possible est une bordure angulaire 5, dont les branches 6 et 7 sont à angle droit entre elles, suivant la section carrée. Le coin 8 de la bordure 5, est rentré de sorte qu'il peut entre assemblé directement, par une soudure 9, au coin 4 de la gaine 1. De préférence la bordure 5 est faite dans le m & e matériau que la gaine 1 et en tout cas en un matériau bien soudable. Elle peut stétendre sur toute la longueur des tbles 3. Suivant une autre possibilité de fixation, une vis 10 comporw tant une tte fraisée encastrée 11, est placée, de l'intérieur de la gaine 1, dans un trou 12 des tôles 3, un écrou 13 étant vissé de l'extérieur sur cette vis et pouvant, si nécessaire, autre blo qué d'une manière convenable. Suivant un autre exemple d'exécution, dans le cas où on dé sire retirer les tôles 3 de la gaine 1 sans enlever de vis, il est possible aussi de travailler avec une attache ou patte 15, fixée par des rivets 16 à la gaine 1. Les rivets 16 ont aussi une tête fraisée encastrée 17, logée dans un trou correspondant de la gaine, de sorte que la section à l'intérieur de la gaine n'en est pas diminuée. Ici, corme dans le premier exemple d'exécution, les tales 3 peuvent coulisser dans le sens de la longueur de la gaine i. Sur la figure 2 on voit que les tôles d'absorbeur 3 peuvent avoir une largeur plus grande -que la longueur du côté de la gaine 1. Ces tôles 3 peuvent être fixées à la gaine 1 au moyen d'attaches symétriques 20, qui sont serrées ensemble dans les coins 4 du polygone avec des brides 21 et des vis 22. Les tôles 3 peuvent, le cas échéant,s'appuyer les unes contre les autres, de sorte que la gaine 1/soit soumise pratiquement à aucun effort. Suivant la vue perspective de la figure 3, la gaine 1 entou- re des tôles d'absorbeur 3, qui sont à l'intérieur de la gaine en même temps qu'elles s'appuient les unes contre les autres au moyen d'un emboîtement 23. Des évidements 25 sont prévus dans ce but dans des tôles 3a, qui ont une largeur égale à la dimension intérieure de la section des gaines 1. Dans ces évidements sont engagés des tenons 26 de tôles 3b, dont la largeur, indépendam- ment des tenons, est inférieure à la dimension intérieure déjà nommée des gaines 1 d'une quantité égale à l'épaisseur des tôles 3a. Sur la figure 4 est représenté un mode de réalisation dans lequel la gaine 1 entoure des tôles 3, dont l'ensemble est délimité par des bords droits et est donc rectangulaire. Ces tôles 3 s'appuient les unes contre les autres au moyen de bordures d' ap- pui approximativement carres 28 et qui, par une avance symétri- que 29 prévue sur un des coins prend appui légèrement sur la face intérieure des tôles 3 opposée à la gaine 1. De cette façon les bordures d'appui qui sont dans les coins 4 empêchent les tôles 3 de tomber dans l'espace libre qu'elles entourent et qui doit recevoir les éléments combustibles. Sur la figure 5 qui est une coupe longitudinale correspondant à la figure 4, on voit que les tô 3 ne s'étendent pas sur toute la longueur de la gaine 1, mais qu'elles sont maintenues par des bordures de butée 30, placées à l'extrémité inférieure 31 ou supérieure 32 des gaines 1 à une certaine distance du bord de ces gaines. Cosse les bordures de butée 30 ne s'étendent pas sur toute la largeur des gaines, les bordures de butée peuvent se souder sur l'intérieur de la gaine 1 sans nuire au montage. Le montage des tôles d'absorbeur 3 se fait alors de telle sorte que les tôles sont introduites dans la gaine 1. Ensuite on fait coulisser les bordures 28, de sorte que les tôles 3 s'appuient les unes contre les autres A l'intérieur de la gaine i Elles sont alors solidarisées dans cet état par les bordures de butée 30, dans la position verticale voulue. REVENDICATIONS 1.- Cage de stockage pour éléments combustibles de section polygonale destinée en particulier à des réacteurs à eau légère, comportant des gaines qui entourent les éléments combustibles sui vant une section adaptée à ceux-ci et sont revêtues d'une tôle en un matériau absorbant les neutrons, caractérisée par le fait que, sur une gaine, plusieurs bandes de tôle sont fixées de manière amovible les unes à côté des autres. 2.- Cage de stockage suivant la revendication 1,- caractérisée par le fait que la gaine forme l'assemblage extérieur de plusieurs tôles s'appuyant les unes aux autres. 3.- Cage de stockage suivant la revendication 2, caractérisé par le fait que les tolets sont emboîtées entre elles dans les coins du polygone. 4.- Cage de stockage suivant la revendication 2, caractérisée par le fait que les tôles s'appuient les unes contre les autres par l'intermédiaire de bordures (28) disposées dans les ceins du polygone. 5.- Cage de stockage suivant la reverdication 1, caractérisée par le fait que les tôles qui ont une largeur plus faible que la longueur du côté du polygone sont pressées de l'extérieur contre la gaine au moyen d'attaches ou bordures (5, 15) placées dans les coins du polygone. 6.- Cage de stockage suivant la revendication 5, caractérisée par le fait que les attaches ou bordures s'étendent sur la longueur des tôles. 7.- Cage de stockage suivant la revendication 5 ou 6, carac térisée par le fait que les attaches (15) sont fixpes, depuis l'intérieur des gaines, avec des vis ou rivets à tête fraisée et encastrée. 8.- Cage de stockage suivant l'une quelconque des revendica tisons 1 à 7, caractérisée par le fait que la position verticale des tôles est déterminée par des butées (30) fixées à la gaine.