Brevet FR2522436A1 — publié le 19830902

La présente invention se rapporte à un dispositif d'introduction de pastilles radioactives dans un récipient tubulaire et en particulier dans la gaine d'une aiguille de combustible nucléaire. Le remplissge des gaines par des pastilles radioactives pose des problèmes surtout lorsqu'elles contiennent du plutonium ou des transuraniens du fait que l'on doit transférer les pastilles d'une enceinte étanche vers la gaine sans contaminer l'extérieur de cette dernière, Dans les dispositifs de remplissage de gaine connus jusqu'à présent, on utilise un guide-entonnoir et du fait du jeu nominal entre ::les pastilles et les gaines de l'ordre de 0,2 mm, il est difficile d'aligner l'axe des pastilles lors de leurengagement dans le guide-entonnoir. avec l'axe de-la gaine. - I1 s'ensuit un frottement a l'entrée de la gaine qui entraîne la formation de poussibre et d'éclats de combustible conduisant parfois au coincement des pastilles combustibles dans la gaine, et entraînant une contamination de l'extérieur de-ladite gaine, ce qui nécessite son nettoyage ultérieur. En outre, la contamination risque également d'être trans- mise à l'ensemble de l'installation. Pour illustrer l'état de la technique, on peut citer le brevet français 2 281 635 déposé 'au meme nom que la présente invention et intitulé "Procédé et dispositif pour remplir une gaine de produits contenus dans une enceinte étanche" qui nécessite la mise en oeuvre d'une capsule et de deux entonnoirs consommables qui doivent être remplacés à chaque remplissage de gaine. La présente invention a pour but principal de fournir un dispositif non consommable de construction et d'utilisation simples permettant d'obtenir un très bon alignement entre l'axe de la gaine et l'axe des pastilles lors de l'introduction de ces dernières. Un tel dispositif permet de réduire considérablement la dispersion de la contamination, aussi bien à l'extérieur de la gaine que dans l'installation de gainage. L'invention a pour objet un dispositif d'introduction de pastilles radioactives dans la gaine d'une aiguille de combustible nucléaire caractérisé en ce qu'il est monté sur une paroi séparant deux enceintes étanches, au niveau d'une ouverture de communication entre les deux enceintes, et comprenant essentiellement:: - un guide entonnoir de pastilles comportant un alésage de diamètre légèrement supérieur celui des pastilles, légèrement inférieur à celui de la gaine, et évasé à sa première extrémité dirigée vers la première enceinte en face de la sortie d'un distributeur de pastilles ; - un système de serrage tel qu'un mandrin à symétrie axiale pour immobiliser la gaine à remplir de pas tilles et aligner son axe avec celui du guide entonnoir de façon à obtenir un contact étroit entre les extrémités en regard de la gaine et du guide entonnoir - des moyens de fixation du guide-entonnoir à l1inté- 'rieur du corps du mandrin ; et - des moyens de liaison du mandrin à la paroi pour assurer à volonté son immobilisation par rapport à la paroi ou sa rotation autour de ltouverture de communication de la paroi. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs de la description qui suit d'un mode de réalisation particulier donné en référence aux dessins annexés, dans lequels - la figure 1 est une représentation schématique d'un dispositif connu décrit dans le brevet français 2 281 635, destinée à mettre en évidence le progrès technique et le niveau inventif du dispositif conforme à l'invention ; - la figure 2 est une vue en coupe d'un mode de réalisation préféré du dispositif conforme à l'invention t - la figure 3 est une représentation schématique des différentes étapes du fonctionnement. Le dispositif de la figure I est représenté à un moment où la gaine 4 à remplir de pastilles 17 est introduite dans un sas 1. La gaine a sa première extrémité obstruée par un bouchon 5 et sa seconde extrémité est enfilée dans un double entonnoir 6 constitué par l'embottement d'un premier tube 7 dont l'alésage a un diamètre légèrement supérieur à celui des pastilles, et d'un second tube 8 dont l'alésage a un diamètre légèrement supérieur au diamètre de la gaine 4, la gaine venant en butée contre l'épaulement 9 du tube 7. Grâce à l'action du verrou 15, on comprime le joint 13 sur la gaine. Par l'ouverture 10 obturable par une porte coulissante 11, on fait avancer la gaine jusqu'S ce que le tube 7 soit entièrement a l'intérieur de l'enceinte étanche et on introduit les pastilles 17. La gaine étant remplie, on éjecte le tube 7. On introduit ensuite la cartouche 19 contenant le bouchon 18 que l'on introduit à force dans la gaine. On éjecte ensuite l'ensemble consommable constitué par le second tube 8 et la cartouche 19. I1 convient d'insister ici sur le fait que l'ensemble consommable dont on vient de rappeler le rôle n'existe pas dans le dispositif conforme à l'invention. Comme on peut le voir sur la figure 2, le dispositif conforme à l'invention comprend un guideentonnoir 30 pour le passage de pastilles 31 comportant un alésage axial qui s'évase à une première extrémité orientée vers la sortie d'un distributeur 32 de pastilles. On notera que l'alésage dans sa partie non évasée a un diamètre qui n'est que légèrement supérieur à celui des pastilles. Le guide-entonnoir 30 est fixé au moyen de vis telles que 47 à l'intérieur d'un système de serrage, à savoir un mandrin repéré dans son ensemble par la référence 35. Ce guide-entonnoir 30 peut présenter sur son pourtour externe une partie conique 49 qui épouse exactement la forme d'une paroi 52 correspondante de l'in térieur du corps du mandrin. I1 est donc possible, si nécessaire, de démonter facilement ce guide-entonnoir et de le remplacer par un autre en obtenant un bon alignement de son axe avec celui du mandrin.L'ensemble mandrin/guide-entonnoir est monté dans une enceinte 37 qui est séparée d'une enceinte 36 dans laquelle se trouvent placés le distributeur et les pastilles radioactives, par une paroi ou cloison 38 et c'est autour d'une ouverture 39 pratiquée dans cette cloison 38 qu'est situé l'ensemble mandrin/guide-entonnoir de la façon indiquée ci-apres. On peut noter que les deux enceintes 36, 37 sont étanches. Toujours sur la figure 2, on peut observer que le mandrin 35 est solidarisé à sa périphérie avec une pièce annulaire 40 par l'intermédiaire d'un roulement à billes 51 maintenu sur le mandrin au moyen des bagues 43, 44 et 45. La pièce annulaire 40 permet de fixer l'ensemble mandrin/guide-entonnoir sur la paroi 38 au moyen de vis telles que 56. On peut noter que le guideentonnoir peut également être fixé à l'intérieur du corps du mandrin par un dispositif de serrage rapide du type à bannette. Le mandrin 35 est équipé de mors 50 disposés circulairement qui serrent la gaine 54 préalablement mise au contact du guide-entonnoir 30. On précise que toutes les pièces du dispositif sont en acier traité rectifié et que le guide-entonnoir peut être en carbure. de tungstene. On obtient donc de ce fait un très bon contact métal/métal dans le plan de joint gaine/guideentonnoir. Les diverses étapes de fonctionnement du dispositif conforme à l'invention se déduisent simplement de la description qui vient d'en être donnée, et sont schématisées sur la figure 3 où l'on distingue les étapes suivantes : I Présentation de la gaine 54, les mors 50 étant écartés ; II Accostage ; III Fermeture de la pince constituée par les mors ; IV Introduction des pastilles 31 à l'aide du piston P ; V Ouverture de la pince ; VI Retrait de l'aiguille. Après avoir mis la gaine en position de chargement au contact du guide-entonnoir, et après l'avoir immobilisée par les mors 50 du mandrin 35 on fait pénétrer les pastilles 31 dans le guideentonnoir 30 et on les fait progresser a l'intérieur de la gaine sous l'action d'un piston P. Lorsque la gaine est remplie, on desserre les mors 50 et on extrait la gaine pour la remplacer par une nouvelle gaine vide. I1 convient d'insister sur le fait que ce dispositif est de conception simple et donne d'excellents résultats. I1 est toutefois impératif d'utiliser des pastilles extrêmement propres et comme elles ne rencontrent aucun obstacle, elles n'ont aucune raison de se déliter ou de libérer de la poussière susceptible de provoquer des coincements dans les gaines ou les guides-entonnoirs. Pour faciliter la progression des pastilles dans la gaine, il est possible au besoin,de mettre l'ensemble mandrin/gaine/guide-entonnoir en rotation, grâce à la liaison tournante à roulement à billes. Enfin, toutes les opérations attachées à ce dispositif peuvent être aisément mécanisées et télécommandées. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'introduction de pastilles radioactives dans un récipient tubulaire, en particulier dans la gaine d'une aiguille de combustible nucléaire, caractérisé en ce qu'il est monté sur une paroi (38) séparant deux enceintes étanches (36, 37), au niveau d'une ouverture de communication (39) entre les deux enceintes r et comprenant essentiellement :: - un guide-entonnoir (30) pour le passage de pastilles (31) comportant un alésage de diamètre légèrement supérieur à celui des pastilles, légèrement inférieur à celui de la gaine (54) et évasé à sa premiere extré- mité dirigée vers la première enceinte (36) en face de la sortie d'un distributeur (32) de pastilles (31), - un système de serrage tel qu'un mandrin (35) à symé trie axiale pour immobiliser l'entrée de la gaine (54) à remplir de pastilles et aligner l'axe de ladite gaine (54) avec l'axe du guide-entonnoir (30) de façon à obtenir un contact étroit entre les extré mités en regard de la gaine et du guide-entonnoir, - des moyens de fixation du guide-entonnoir (30) à l'intérieur du corps du mandrin, et - des moyens de liaison du mandrin à la paroi pour assurer à volonté son immobilisation par rapport à la paroi (38) ou sa rotation autour de l'ouver ture de communication (39) de la paroi. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de fixation du guideentonnoir à l'intérieur du corps du mandrin peuvent être constitués par un dispositif de serrage rapide du type à baionnette. 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que dans leur ensemble les pièces sont en acier traité rectifié et le guide-entonnoir est en carbure de tungstène.