Brevet FR2465296A1 — publié le 19810320

La présente invention a pour objet un dispositif de fixation d'un ressort sur une grille d'espacement d'élé- ments combustibles de réacteurs nucléaires. De telle grilles ont pour rôle de réaliser l'es- pacement d'un faisceau d'éléments combustibles nucléaires gainés dans un assemblage de réacteur nucléaire, ces élé- ments devant être maintenus parallèles entre eux et selon un réseau déterminé, en assurant en outre un appui élasti- que de ces éléments selon différentes régions successives réparties selon leur longueur afin, en particulier, d'évi- ter leur vibration sous l'effet de la circulation d'un mi- lieu 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 cha- que famille et perpendiculaires d'une famille à l'autre, ces tôles 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 du faisceau. Pour assurer l'appui élastique requis sur ces éléments, les tôles sont convenablement découpées et embouties de façon à comporter vers l'intérieur de cha- que alvéole des bossages en relief et des languettes for- mant ressorts, chaque élément combustible dans un alvéole étant appliqué par un ressort contre deux appuis fixes pré- vus sur une des tôles sous l'effet de la languette formant ressort ménagée dans la tôle parallèle opposée. Un tel exemple de réalisation de grilles d'espa- cement d'éléments combustibles de réacteur nucléaire est décrit en détail dans le brevet français NO 79. 13016 dépo- sé le 22 mai 1979 au nom du Commissariat à l'Energie Atomi- que pour "Dispositif de fixation d'un ressort sur une gril- le d'espacement d'éléments combustibles de réacteurs nu- cléaires, et procédé de montage des ressorts dans un tel 2 2465296 dispositif de fixation". La présente invention a pour objet un dispositif de fixation d'un ressort sur une grille d'espacement d'élé- ments combustibles de réacteurs nucléaires d'une construc- tion simple et permettant un bon maintien des éléments com- bustibles. En particulier, le dispositif selon la présente invention assure un guidage latéral précis des ressorts de maintien. Plus précisément, selon la présente invention, le dispositif de fixation pour un ressort de maintien d'élé- ment combustible de réacteurs nucléaires, ce ressort étant de forme allongée, chacun desdits éléments combustibles nu- cléaires étant maintenu par au moins un ressort contre au moins un appui rigide formé dans la paroi d'un alvéole tra- versé par ledit élément combustible, lesdits alvéoles étant formés par l'intersection de deux familles de tôles minces respectivement parallèles dans chaque famille et perpendi- culaires d'une famille à l'autre, l'ensemble des deux fa- milles de tôles minces constituant la grille, ce dispositif est caractérisé en ce qu'il est constitué par deux pontets de maintien du ressort pratiqués dans l'une des tôles min- ces constituant la grille, et maintenant le ressort contre ladite tôle mince, deux autres pontets extérieurs aux pon- tets de maintien constituant des butées pour l'arrêt en translation du ressort, un double embouti pratiqué dans la tôle mince aux abords de chaque pontet de maintien consti- tuant un guidage en translation précis du ressort. Le dispositif de fixation selon la présente in- vention comporte une variante de réalisation dans le cas de plaques périphériques de la grille de maintien. En effet, dans l'intervalle qui sépare les éléments combustibles si- tués en bordure de deux grilles adjacentes, on trouve évi- demment deux tôles périphériques. Comme le pas entre les éléments combustibles est constant dans l'ensemble du coeur, il est nécessaire de tenir compte de l'épaisseur de la tôle supplémentaire. A cette fin, le dispositif de fixa- 3 2465296 tion d'un ressort sur une plaque périphérique d'une grille d'espacementd'éléments combustibles de réacteur nucléaire est caractérisé en ce que lesdits pontets de maintien sont constitués de deux languettes rabattables après la mise en place du ressort, au moins une encoche, d'une largeur égale à celle du ressort, pratiquée dans la tôle mince dans le sens de l'axe longitudinal du ressort guidant en transla- tion ledit ressort d'une manière précise. 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 figure se réfère aux figures 1 et 2 annexées sur lesquelles on a représenté - sur la figure 1, une vue en perspective de la fixation de ressort sur des tôles minces constituant une grille d'espacement d'éléments combustibles de réacteur nu- cléaire par un dispositif selon la présente invention; - la figure 2, une variante de réalisation du dispositif selon la présente invention adapté à une plaque périphérique d'une grille d'espacement d'éléments combus- tibles. On sait que les éléments combustibles constituant le coeur d'un réacteur nucléaire, notamment d'un réacteur à eau sous pression sont balayés par un courant d'eau de re- froidissement. C'est la raison pour laquelle on maintient ces éléments combustibles à intervalles réguliers par des grilles d'espacement. De telles grilles d'espacement com- portent un cadre extérieur formé de plaques latérales réu- nies l'une à l'autre par leurs extrémités en contact au moyen de points de soudure ou par tout autre moyen appro- prié. A l'intérieur du cadre formé par les plaques latéra- les, sont montées deux familles de tôles parallèles les unes aux autres dans une même famille et perpendiculaires entre elles d'une famille à l'autre, de telle sorte qu'elles délimitent ainsi une série d'alvéoles dans les- quelles s'engagent les éléments combustibles du faisceau. 4 2465296 On a représenté sur la figure 1 de telles tôles transversa- les respectivement 1 et 2, perpendiculaires entre elles et délimitant une série d'alvéoles dans lesquelles s'engagent les éléments combustibles du faisceau non représenté sur cette figure. A l'intérieur de chaque alvéole, on trouve des bossages rigides tels que 4 sur lesquels les éléments combustibles sont maintenus en appui par la force exercée par le ressort de maintien fixé sur la paroi de l'alvéole opposé aux bossages 4. Sur la figure 1, on a désigné par la référence 6 de tels ressorts de maintien. Le ressort 6 est engagé à chacune de ses extrémités dans un pontet 8, dit pontet de maintien, pratiqué dans l'épaisseur des tôles minces telles que 1 et 2 de la grille. Extérieurement aux pontets de maintien 8, on trouve des pontets 10 également pratiqués dans la tôle mince délimitant l'alvéole, ces pon- tets 10 constituant des butées pour l'arrêt en translation du ressort 6. Une caractéristique importante du dispositif de fixation selon la présente invention est constituée par le guidage latéral du ressort. En effet, selon ce dispositif, les fonctions de maintien du ressort 6 contre la plaque de tôle constituant la paroi de l'alvéole et son guidage laté- ral sont réalisées séparément. A cette fin, on a réalisé un double embouti 12 dans la tôle mince, à proximité de chacun des pontets de maintien 8. Cette disposition permet le gui- dage du ressort 6 sur toute son épaisseur entre deux faces bien parallèles au plan de ce dernier. Ainsi, le ressort 6 est guidé plus précisément. En effet, un emboutissage tel que 8 présente forcément des angles arrondis et ne permet par conséquent pas d'assurer le guidage du ressort 6 sur toute son épaisseur. Le montage d'un ressort tel que 6 à l'intérieur du dispositif de fixation selon la présente invention se fait de la manière suivante: - on introduit l'une des extrémités du ressort 6 dans un pontet, par exemple le pontet supérieur, le pontet 10 2465296 constituant une butée pour l'arrêt en translation du res- sort 6 n'ayant pas encore été formé, de manière à permet- tre d'engager suffisamment l'extrémité supérieure du res- sort 6 pour pouvoir introduire facilement son extrémité inférieure sous le deuxième pontet de maintien 8; - on introduit l'extrémité inférieure du ressort 6 sous le pontet de maintien 8 et on l'engage en la faisant glisser jusqu'à ce qu'elle soit arrêtée en translation par le pontet 10, ce pontet ayant été formé au préalable; - le ressort 6 étant alors dans sa position définitive, on forme le pontet supérieur 10 afin de l'immobiliser dans cette position. Le dispositif de fixation selon la présente in- vention comporte une variante de réalisation dans le cas des plaques périphériques de la grille de maintien des élé- ments combustibles. En effet, le coeur du réacteur nucléai- re comporte de nombreux éléments combustibles maintenus pa- rallèles entre eux par un ensemble de grilles de maintien similaires. Dans l'intervalle qui sépare les éléments com- bustibles situés en bordure de deux grilles adjacentes, on trouve évidemment deux tôles périphériques. Comme le pas entre les éléments combustibles est constant dans l'ensem- ble du coeur, il est nécessaire de tenir compte de l'épais- seur de la tôle supplémentaire. On a représenté sur la fi- gure 2 une variante de réalisation du dispositif de fixa- tion d'un ressort sur une grille d'espacement d'éléments combustibles de réacteur nucléaire selon la présente inven- tion adapté au cas d'une plaque périphérique de la grille de maintien. Sur cette figure 2, la référence 20 désigne une plaque périphérique d'une grille de maintien. On a pratiqué dans l'épaisseur de cette tôle 20 des évidements 22. A l'intérieur de ces évidements 22 s'engage une série de tô- les non représentées sur la figure 2, délimitant des alvéo- les semblables à ceux décrits en référence à la figure 1. Cependant, comme le pas entre les éléments combustibles 6 2465296 dans l'ensemble du coeur est constant, la section de ces alvéoles n'est pas carrée, mais rectangulaire1 pour tenir compte de l'épaisseur de la tôle supplémentaire. Afin de compenser cette différence, qui est égale à une demi-épais- seur de tôle, dans chacun des deux alvéoles contigus, on utilise un ressort de maintien 26, qui diffère par son pro- fil du ressort 6 précédemment décrit. En particulier, afin de permettre une flèche suffisante du ressort 26, une fois l'élément combustible en place, il est nécessaire de réduire la protubérance constituée par lepontet de maintien 8 décrit en référence à la figure 1. A cette fin, le pontet de maintien 28 pour une plaque de grille périphérique est cons- titué de deux languettes 28a, 28b rabattables après la mise en place du ressort-26. L'épaisseur du pontet 28 reste en partie comprise dans le profil de la tôle 20. Pour permettre cela, le ressort 26 présente une forme particulière. La demi- coupe longitudinale de l'un des trois ressorts 26 représentée sur la figure 2 permet d'observer cette forme dans la zone repérée 30. - Les pontets 10 constituant des butées arrêtant en translation le ressort 26 sont identiques à ceux qui ont été décrits en référence à la figure 1. Le guidage latéral du ressort 26 est assuré par les flancs de l'encoche 32 pratiquée dans la tôle 20. La figure 2 montre la forme de cette encoche. Pour la mise en place du ressort 26, il n'est pas nécessaire que l'un des deux pontets 10 soit formé après la mise en place du ressort, ceci grâce aux languettes rabat- tables 28a et 28b. Par conséquent, les pontets 10 peuvent être formés préalablement. 7 2465296 REVENDICATIONS 1. Dispositif de fixation d'un ressort sur une grille d'espacement d'éléments combustibles de réacteurs nucléaires, ce ressort étant de forme allongée, chacun des- dits éléments combustibles nucléaires étant maintenu par au moins un ressort contre au moins un appui rigide formé dans la paroi d'un alvéole traversé par ledit élément combusti- ble, lesdits alvéoles étant formés par l'intersection dé deux familles de tôles minces respectivement parallèles dans chaque famille et perpendiculaire d'une famille à l'autre, l'ensemble des deux familles de tôle minces cons- tituant la grille, dispositif caractérisé en ce qu'il est constitué par deux pontets de maintien du ressort pratiqués dans l'une des tôles minces constituant la grille et main- tenant le ressort contre ladite tôle mince, deux autres pontets, extérieurs aux pontets de maintien, constituant des butées pour l'arrêt en translation du ressort, un dou- ble embouti pratiqué dans la tôle mince aux abords de cha- que pontet de maintien constituant un guidage en transla- tion précis du ressort. 2. Dispositif de fixation d'un ressort selon la revendication 1, sur une plaque périphérique d'une grille d'espacement d'éléments combustibles de réacteur nucléai- re, caractérisé en ce que lesdits pontets de maintien sont constitués de deux languettes rabattables après la mise en place du ressort, au moins une encoche d'une longueur égale à celle du ressort, pratiquée dans la tôle mince dans le sens de l'axe longitudinal du ressort guidant en transla- tion par ses flancs ledit ressort d'une manière précise. 3. Dispositif de fixation d'un ressort selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte deux en- coches pratiquées dans la tôle mince constituant la paroi de l'alvéole, de part et d'autre de l'ouverture résultant du découpage des deux languettes rabattables.