Brevet FR2457544A1 — publié le 19801219

La présente invention a pour objet une grille d'espacement d'éléments combustibles de réacteurs nucléaires. De telles grilles ont pour rible de réaliser l'espacement d'un faisceau d'éléments combustibles nucléaires dans un assemblage de réacteur nucléaire, ces éléments devant être maintenus parallèles entre eux et selon un réseau déterminé, en assurant en outre un appui élastique de ces éléments selon différentes régions successives réparties selon leur longueur affin, en particulier, d'éviter leur vibration sous l'effet de la circulation d'un milieu liquide de refroidissement s'écoulant à leur contact. On connaît déjà de nombreuses réalisations de grilles d'espacement du genre décrit ci-dessus, notamment constituées au moyen d'un montage formé de deux familles de tôles minces ajourées, respectivement parallèles dans chaque famille, et perpendiculaires d'une famille à l'autre, ces tales étant échancrées à intervalles réguliers de façon à permettre leur emboîtement mutuel, en délimitant ainsi des alvéoles de section carrée, traversés chacun par un élément combustible du faisceau. Pour assurer l'appui élastique requis sur ces crayons, les tôles sont convenablement coupées et embouties de façon à comporter vers l'intérieur de chaque alvéole des bossages en relief et des languettes formant ressorts, chaque élément com bustibie dans un alveole étant appliqué par un ressort contre deux appuis fixes prévus sur une des tôles sous l'effet de la languette ressort ménagée dans la tble parallele opposée. La structure connue de telles grilles sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit, d'un exemple de rXalisation selon l'art antérieur, faite en référence aux figures 1 et 2 jointes, selon lesquelles on a représenté - sur la figure 1, un faisceau d'eléments combustibles nucléaires maintenus par des grilles d'espacement, - sur la figure 2, une vue de dessus des tôles minces constituant la grille d'espacement des éléments combustibles nucldaires, ainsi que ces éléments combustibles nucléaires. Sur la figure 5, on a représenté un exemple de réalisation d'un tel faisceau d'éléments combustibles de réacteurs nucléaires 1, maintenus à intervalles réguliers selon leur longueur, par des grilles d'espacement 2. Les éléments combustibles nucléaires r constituant le coeur d'un réacteur nucléaire, notamment d'un réacteur à eau sous pression, sont balayés par un courant d'eau de refroidissement. Chacune de ces grilles 2 comporte un cadre extérieur formé de plaques latérales telles que 4 et 5, convenablement réunies l'une à l'autre par leurs extrémités en contact au moyen de points de soudure ou par tout autre moyen approprié.A l'intérieur du cadre formé par les plaques latérales 4 et 5 et par deux autres plaques parallèles, sont montées deux familles de tôles transversales respectivement 7 et 8, parallèles les unes aux autres dans une meme famille et perpendiculaires entre elles d'une famille à l'autre, de telle sorte qu'elles délimitent ainsi une série d'alvéoles 9 dans lesquels s'engagent les éléments combustibles 1 du faisceau. Sur la figure 2, on a représenté une vue de dessus d'une grille 2 constituée de deux familles de tôles minces respectivement 7 et 8 délimitant des alvéoles 9 de section carrée, à l'intérieur desquels des éléments combustibles nucléaires sont maintenus sur des bossages 10 par la force exercée par des lamelles constituant ressorts, découpées dans chacune des parois d'alvéoles 9 opposée aux bossages 10, cet effort étant symbolisé sur la figure 2 par les flèches 11. On connaît déjà un grand nomhre de grilles d'espacement de ce type. On s'efforce cependant d'en simplifier toujours la fahrication, le montage et l'efficacité. La présente invention a pour objet une grille d'espacement d'éléments combustibles de réacteur nucléaire, d'une construction simple et permettant un bon maintien des éléments combustibles, ne nécessitant pas l'utilisation de matériau à haut pouvoir d'ahsorption des neutrons, et permettant un excellent écoulement du fluide de refroidissement. Selon la présente invention, la grille d'espacement pour un faisceau d'éléments combustibles de réacteurs nucléaires, dans un assemblage de réacteurs nucléaires comportant un ensemble de deux familles de tales minces respectivement parallèles dans chaque famille, et perpendiculaires d'une famille à l'autre, pour délimiter des alvéoles de section carrée, traversés chacun par un élément combustible du faisceau, une tle au moins à l'intérieur de chaque alvéole comportant un ressort de maintien des éléments combustibles, se caractérise en ce que chaque ressort de maintien est constitué d'au moins une languette découpée dans la tle mince constituant la grille, chacune de ces languettes, liée à la tôle par une hase large, se présentant sous la forme d'un triangle au sommet duquel est formé un embouti destiné à transmettre l'effort du ressort à l'élément comhustible, le profil du ressort s'effaçant entièrement, à l'exception de l'embouti, une fois l'élément combustible mis en place, dans l'épaisseur de la tOle mince. De préférence, l'embouti formé au sommet du triangle base large est arrondi. Selon une réalisation préférentielle, chaque ressort est constitué de deux languettes en forme de triangle, lesdits triangles étant opposés par un coté. De préférence, cette grille d'espacement pour un faisceau d'éléments combustibles de réacteurs nucléaires est réalisée en un matériau absorbant peu les neutrons, tel que le Zircaloy. De toute façon, l'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit d'un exemple donné à titre purement indicatif, mais non limitatif, de réalisation de l'invention. La description se réfère aux figures 3 et 4 annexées sur lesquelles on a représenté - sur la figure 3, une vue en perspective de la grille d'espacement pour un faisceau d'éléments combustibles de réacteurs nucléaires, réalise selon la présente invention, - sur la figure 4, une vue en coupe de cette mme grille d'espacement, montrant en particulier les ressorts de maintien découpés dans les tales minces qui la constituent. Sur la figure 3, on a représenté une vue en perspective des tales 7 et 8 constituant la grille d'espacement des éléments combustibles de réacteurs nucléaires sur lesquelles on voit des ressorts tels que 20, réalisés selon la présente invention. Chacun de ces ressorts 20 est constitué de deux languettes 20a et 2Qh découpées dans la tble mince 8, chacune de ces languettes 20a et 2Qb se présentant sous la forme d'un triangle, au sommet duquel sont formés des emboutis respectivement 21 a et 21b destinés à transmettre l'effort du ressort à l'élément comhustible, non représenté ici pour ne pas surcharger la figure. Les ressorts formés par les deux languettes 20a et 20h sont opposés par leur hase.Les emboutis 21a et 21b formés au sommet des triangles constituant les languettes 20a et 20b présentent une forme arrondie, de ma nière que la zone de contact entre chacun des emboutis 21 a et 21b et l'élément combustible nucléaire soit ponctuelle. La grande largeur des languettes 20a et 20h à leur base permet au ressort 20 d'avoir une raideur suffisante pour assurer un bon maintien des éléments combustibles nuclgaires, et cela sans qu'il soit nécessaire de recourir å un métal présentant une forte résistance mécanique. En effet, un ressort tel qu 20 peut être découpé dans des grilles réalisées en un matériau tel que le Zircaloy présentant une faible absorption neutronique. Naturellement, d'autres matériaux sont snvisageahles pour la fabrication de ces grilles. On remarque également les appuis rigides constitués par des crevés tels que 30 pratiqués dans chacune des tôles telles que 7 et 8 constituant la grille d'espacement. Sur la figure 4, on a représenté une vue en coupe des ressorts découpés dans les tôles telles qui 7 de la grille. A l'intérieur d'un alvéole tel que 9 de cette grille, on a sur deux faces parallèles opposées de l'alvéole 9, d'une part, un ressort 20 et, d'autre part, deux bossages 3Q constituant des appuis rigides pour l'élément combustible nucléaire traversant ledit alvéole 9. La figure 4 permet de remarquer en particulier le profil de chacune des languettes 20a et 20h, et des emboutis de forme arrondie 21a et 21b. On voit que, une fois l'élément combustible nucléaire mis en place, le profil du ressort 20, excepté l'embouti 21, s'efface entièrement dans les échancrures 22, ce qui permet d'assurer un excellent écoulement du fluide de refroidissement. Ainsi, la grille d'espacement d'éléments combustibles de réacteurs nucléaires réalisée selon la présente invention, tout en étant d'une fabrication simple, permet d'assurer une bonne circulation du fluide de refroidissement, une bonne tenue des éléments combustibles, et une faible absorption neutronique. REVENDICATIONS 1. Grille d'espacement pour un faisceau d'éléments combustibles d'un assemblage de réacteur nucléaire comportant un ensemble de deux familles de tôles minces respectivement parallèles dans chaque famille, et perpendiculaires d'une famille à l'autre, pour délimiter des alvéoles de section carrée traversés chacun par un élément combustible du faisceau, une tôle au moins à l'intérieur de chaque alvéole comportant un ressort de maintien des éléments combustibles contre au moins un appui rigide pratiqué dans la face parallèle opposée de l'alvéole, grille caractérisée en ce que chaque ressort de maintien est constitué d'au moins une languette découpée dans la tôle mince constituant la grille, chacune de ces languettes, liée à la tôle par une hase large, se présentant sous la forme d'un triangle au sommet duquel est formé un emhouti destiné à transmettre l'effort du ressort à l'élément combustible, le profil du ressort s'effaçant entière-- ment à l'exception de l'embouti, une fois l'élément combustible mis en place, dans l'épaisseur de ladite tôle mince. 2. Grille d'espacement pour un faisceau d'éléments combustibles de réacteurs nucléaires, selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'embouti formé au sommet du triangle est arrondi. 3. Grille d'espacement pour un faisceau d'éléments combustibles de réacteurs nucléaires selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que chaque ressort est constitué de deux languettes en forme de triangle, lesdits triangles étant opposés par un côté. 4. Grille d'espacement pour un faisceau d'éléments combustibles de réacteurs nucléaires selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'elle est réalisée en Zircaloy.