Brevet FR2433225A1 — publié le 19800307

La présente invention concerne un bZti ou casier de stockage pour éléments combustibles en forme de barreaux de section polygonale, notamment de réacteurs i eau légère, coin- portant un système porteur supérieur et un système porteur inférieur, qui fixent des emplacements bien déterminés aux éléments combustibles, et des dispositifs de support réali- sés sous forme de corps creux entre les systèmes porteurs su périeur et inférie. Dans le cas d'un dispositif connu par la demande de bre wet ilemand 26 29 938, les corps creux sont constitués par des tubes prévus au bord extérieur du btti et aussi, en partie, entre les emplacements des éléments combustibles, et dont les dimensions sont, par conséquent, faibles. Le diamètre des tubes est, par exemple, inférieur i la moitié de la longueur des cotés des éléments combustibles qui sont, dans ce cas, de forme carrée. La présente invention a pour objet d'améliorer la résistance mécanique de ces bâtis de stockage, en particulier dans la zone des dispositifs de support. Elle doit permettre en outre une réalisation du type modulaire, des bâtis de stockage de tailles différentes pouvant alors être assemblés, en peu de temps, partir d'éléments préfabriqués et dans une large mesure identiques. La présente invention prévoit que les dispositifs de support entourent plusieurs emplacements d'éléments combus- tibles, les sections polygonales des dispositifs de support et des éléments combustibles étant géométriquement semblables. Gracie i l'augmentation de la section transversale, on obtient ainsi l'accroissement recherché pour la résistance mécanique, tout en utilisant moins de matériaux. En outre, les nouveaux dispositifs de support peuvent être utilisés en tant qu'élé- ments qui, selon leur nombre, peuvent etre assemblés pour former des bâtis plus ou moins stables. Dans des régions présentant des risques sismiques, on utilisera, par exemple, un plus grand nombre de dispositifs de support que dans des régions où l'on n'a pas b compter avec de tels efforts latéraux. Etant donné que les nouveaux dispositifs de support "de grande taille" nécessitent aussi moins de points de fixation que lorsqu'on cherche i obtenir la même résistance avec de nom- breux dispositifs de support de faible section, le temps de montage se trouve en outre réduit, de sorte que la présente invention permet de réaliser des économies considérables. La longueur des cotés de la section polygonale d'un dispositif de support est avantageusement de 3 à 8 fois celle de la section de l'élément combustible. On peut même concevoir un dispositif de support ayant une longueur de côté encore plus grande. Sur leurs faces frontales, les dispositifs de support peuvent avantageusement comporter des brides ou collets qui présentent des évidements correspondant aux emplacements des éléments combustibles. Grâce à ces brides, la résistance des dispositifs de support se trouve augmentée, et ceci non seulement lors de l'assemblage et ensuite lorsque le bâti est achevé, mais aussi, de plus, pour le transport, la rigidité ainsi obtenue étant avantageuse lorsqu'il s'agit de transporter des dispositifs de support entiers. Les systèmes porteurs supérieur et/ou inférieur du bâti de stockage peuvent hêtre reliés aux brides susmentionnées. Il est recommandé de réaliser cette jonction par vissage, car ceci permet aussi un démontage télécormandé de ces bâtis, sans que le personnel soit obligé de travailler directement sur ceux-ci, qui peuvent éventuellement devenir plus tard radioactifs. I1 est aussi concevable de faire appel à des soudures ou des verrouillages du type à fermeture rapide. Comme précédemment mentionné, la présente invention permet une réalisation par éléments standardisés ou modulaires, le nombre des dispositifs de support utilisés par bâti pouvant être modifié en fonction des exigences mécaniques. Cependant, en tout Fat de cause, il faut qu'un dispositif de support soit affecté à chaque angle d'un bâti de stockage de section angulaire, car les endroits du bâti qui subissent toujours les sollicitations mécaniques les plus grandes sont ainsi protégés. La présente invention sera mieux comprise à l'aide de la description détaillée d'un mode de réalisation pris comme exemple non limitatif et illustré par le dessin annexé, sur lequel - la figure 1 est une vue en perspective simplifiée d'un btti de stockage, qui peut aussi servir d'élément pour une installation de stockage de plus grande taille, destinée i recevoir les éléments combustibles épuisés - la figure 2 est une vue en plan d'un b & i de stockage tel qu'il peut être prévu dans le cadre d'une centrale nucléaire équipée de réacteurs i eau pressurisée, notarasnent k l'intérieur de l'enceinte de confinement ou bieR dans l'intervalle entre cette enceinte et un bouclier secondaire, et - les figures 3 et 4 sont des coupes i plus grande échelle, d'un élément qui peut entrer dans la composition de batik de stockage de plus grande taille. Le nouveau bâti de stockage selon la présente invention est prévu pour recevoir les élément: combustibles des réac- teurs b eau légère, notamment de réacteurs à eau pressurisée dans la tranche de puissance de i 000 NWe ou plus. Ce bâti comprend un système porteur inférieur 1, réalisé en un acier austénitique avec une épaisseur de paroi appropriée ou bien en construction "sandwich". Le système porteur inférieur est constitué par une plaque sensiblement plane dans laquelle des perçages 2 sont pratiqués pour le passage d'un fluide ré frigérant et/ou pour le guidage des éléments combustibles. Le système porteur inférieur 1 peut présenter des pieds, qui ne sont cependant pas représentés. Le système porteur supérieur 4 est constitué par une plaque similaire i celle du système porteur inférieur. De fa çon correspondante b la section carrée des éléments combustibles qu'elle doit recevoir, cette plaque présente des orifices carrés 5, dont la plupart ne figurent sur le dessin que sous forme de croix indiquant les emplacements des éléments combustibles et désignées par la référence numérique 6. Les trémies de guidage 7, composées d'un tronçon vertical carré formant puits 8 et d'un bord évasé 9, sont insérées dans les orifices 5. Le système porteur supérieur 4 est, lui aussi, réalise en acier austénitique sous forme massive ou bien en construction "sandwich". Les dispositifs de support 10 prévus entre le système porteur supérieur 4 et le système porteur inférieur 1 sont constitués par des tubes en tôle 11 présentant la section carrée que permet de voir la figure 1, avec une longueur de côté qui est à peu près de 7 fois celle des éléments combustibles que ces dispositifs doivent recevoir. Les dispositifs de support sont en tôle d'acier austénitique de 4 mm d'é- paisseur. Chacun de ces dispositifs entoure seize emplacements d'éléments combustibles 6. Les dispositifs de support 10 sont montés aux angles du btti de stockage, dont l'en- semble est lui aussi de forme carrée.Entre les dispositifs de support 10, montées aux angles, deux rangées d'emplacements d'éléments combustibles 6 sont laissées libres et forment ensemble une croix, comme indiqué sur la figure 7. Ainsi qu'on le constate, dans l'exemple de réalisation selon la figure 1, en bas à gauche, des gaines carres 12 en un matériau absorbant les neutrons, de préférence en acier au bore, sont prévues pour les différents emplacements d'éléments combustibles 6. Ces gaines entourent les éléments combustibles et empêchent toute disposition critique, même dans le cas où les éléments combustibles sont très serrés, comme cela est représenté sur la figure 1. Cependant, l'utilisation de dispositifs de support 10 de grande section, proposée par la présente invention, ne se limite pas à l'emploi de tels matériaux absorbants supplémentaires, mais ce sont, au contraire, les dispositifs de support 10 de grande section qui peuvent eux-mêmes être réalisés en un matériau absorbant, par exemple de l'acier au bore. Dans le cas de la vue en plan d'un bassin de stockage d'éléments combustibles 15 selon la figure 2, on constate que celui-ci contient, outre une plateforme de pose 16, qui peut notamment recevoir un récipient de transport des éléments combustibles, ou bien aussi des éléments intérieurs ou les couvercles d'une cuve de réacteur, un bâti de stockage 17 composé de différents éléments. Le bâti de stockage 17 ainsi composé comprend six éléments identiques 20, 21, 22, 23, 24, et 25, ainsi que deux autres éléments 27 et 28. Vus de dessus, les éléments 20 à 25 sont de forme carre et prévus chacun pour recevoir 64 éléments combustibles, ainsi que l'indiquent les croix désignant les emplacements 6. Quatre dispositifs de support 10' sont prévus dans chacun de ces éléments, aux emplacements indiqués sur la figure 2. Les dispositifs de support 10' entourent chacun quatre éléments combustibles, comme le montre la figure 2. Entre les dispositifs de support 10', il y a un emplacement d'élément combustible dans une direction, et quatre emplacements dans l'autre direction. L'élément de bâti 27 a une forme rectangulaire et peut recevoir quatre-vingts éléments combustibles. Dans le cas de cet élément, les systèmes porteurs supérieur i inférieur sont soutenus par six dispositifs de support 10', disposés comme cela est représenté sur la figure 2. Les dispositifs de support 10' correspondent exactement à ceux des éléments de bâti 20 à 25. Comparé à l'élément de bâti 27, l'élément de bâti 28 présente une entaille 30, qui est illustrée par la ligne 31 en traits discontinus. De ce fait, le nombre d'éléments combustibles que peut recevoir cet élément est réduit à soixantedix. Cependant la structure, constituée par un système porteur inférieur et un système porteur supérieur, ainsi que par des dispositifs de support selon la présente invention, peut rester la même dans ce cas également. Seuls deux des six dispositifs de support 10' utilisés sont légèrement décalés aux emplacements portant la réference numérique 33. L'exemple de réalisation selon la figure 2 montre donc particulièrement nettement le mode de fabrication selon le principe des éléments standardisés ou modulaires que la présente invention permet avantageusement. Sur les figures 3 et4, qui représentent une coupe longitudinale et une coupe transversale le long des lignes de coupe indiquées, on voit comment est réalisé l'assemblage du dispositif de support 10' avec le système porteur inférieur 1 et avec le système porteur supérieur 4. On constate qu'une bride 35, qui présente des évidements circulaires 36 correspondant aux perçages 2, est montée sur le système porteur inférieur 1 présentant les évidements ou perçages 2. Le dispo- sitif de support 10', qui est-un tube carré constitué par deux cornières isocèles 38 et 39, réunies en carré par les soudures 40 et 41, est relié à la bride 35, en étant par exemple vissé à des cornières 42, qui ont la forme d'un T sur la vue en plan de la figure 4. Les cornières en T 42, qui sont fixées par des vis 43, servent en même temps à centrer les gaines carrées 12. en acier au bore, qui entourent les emplacements d'éléments combustibles. L'extrémité supérieure d'un tel élément comporte une autre bride 45 présentant des orifices carrés 44. C'est sur cette bride que le système porteur supérieur 4 est fixé à l'aide d'une vis 46. Des barrettes de guidage 47, dont une surface inclinée 48 est destinée à guider les éléments dans la bonne position lors de leur insertion, font partie de ce système porteur supérieur. REVENDICATIONS 1.- Bâti de stockage pour éléments combustibles en forme de barreaux-de section polygonale, notamment de réacteurs N eau légère, comportant un système porteur supérieur et un système porteur inférieur, qui fixent des emplacements bien déterminées aux éléments combustibles, et des dispositifs de support réalisés sous forme de corps creux entre les systèmes porteurs supérieur et inférieur, caractérisé en ce que les dispositifs de support entourent plusieurs emplacements d'éléments combustibles, les sections polygonales des dispositifs de support et des éléments combustibles étant géomé- triquement semblables. 2.- Bâti de stockage selon la revendication 1, carac tersé en ce que les côtés de la section polygonale dtun dispositif de support ont une longueur qui est de 3 à 8 fois celle des côtés de la section de l'élément combustible. 3.- Bâti de stockage selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que, sur leurs faces frontales, les dispositifs de support comportent des brides ou collets qui pré- sentent des évidements correspondant aux emplacements des éléments combustibles. 4.- Biti de stockage selon la revendication 3, caractérisé en ce que les systèmes porteurs supérieur et/ou inférieur sont reliés aux brides. 5.- Bâti de stockage selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'un dispositif de support est affecté à chaque angle d'un bâti de stockage de section angulaire.