Brevet FR2531257A1 — publié le 19840203

Elément combustible de réacteur nucléaire. L'invention se rapporte à un élément combustible de réacteur nucléaire comportant deux plaques de montage et, jxé sur celles-ci, un montant dont l'axe longitudinal traverse les deux plaques et qui, à son extrémité par laquelle il pénètre à travers une traversée aménagée dans l'une des deux plaques, porte extérieurement un élément de fixation radial et entre cet élément et son autre extrémité, une butée pour cette plaque. Un tel élément combustible de réacteur nucléaire est connu par la demande de brevet allemand 27 03 885. Le montant de cet élément combustible connu présente à son extrémité par laquelle il 5u engage dans la traversée pratiquée dans l'une des deux plaques une bague darrêt qui est munie, sur sa surface latérale externe, de deux becs de retenue radiaux diamétralement opposé s et qui est placée sur l'extrémité du montant de façon à pouvoir tourner autour de l'axe longitudinal de ce dernier et sur laquelle elle est fixée au moyen d'un écrou de reglage serré à l'extrémité du montant.La traversée pratiquée dans la plaque et par laquelle passe l'extrémité du montant présente deux fentes radiales continues qui partent de la traversée et sont prévues pour les deux becs de retenue radiaux du montant. Dans la traversée ellevmame, une douille annulaire est disposée sur le montant et associée à la bague portant les becs de retenue, cette douille étant déplaçable également dans le sens longitudinal du montant et mobile en rotation autour de celui-ci. Sur sa surface latérale externe, cette douille comporte deux ergots diamétralement opposes qui s'engagent dans les deux fentes radiales de la traversée. Dans la traversée, est en outre prévu un ressort hélicoïdal qui est placé sur le montant et agit par une extrémité sur la butée destinée à la plaque et, par son autre extrémité, sur la douille annulaire qu'il comprime contre la bague portant les becs de retenue. Ces becs de retenue présentent sur leur face inférieure des fentes d'encliquetage pour des saillies se trouvant sur la face supérieure des ergots de la douille annulaire. On monte la plaque sur le ~pontant en encliquetant tout d'abord les becs de retenue avec les ergots de la douille annulaire. On engage ensuite 1' extrémité, comportant les becs de retenue, du montant, dans la traversée de la plaque, avec les becs de retenue et les ergots de la douille annulaire se trouvant dans les fentes radiales de la traversée. Après cela, on tourne la bague avec les becs de retenue autour de 1 'ae longitudinal du montant de façon que les becs de retenue se libèrent des ergots de la douille annulaire et viennent finalement s'encliqueter derrière la plaque. Par une manoeuvre inverse1 on peut à nouveau détacher le montant de la plaque.De cette façon, par exemple aux fins de réparations, de remplacement ou d'inspection, on peut extraire de l'élément combustible ou y introduire les barreaux contenant le combustible nucléaire, ces barreaux étant disposés parallèlement au montant entre les deux plaques et étant à chaque fois guidés dans une maille de grilles d'espacement. Comme un elément combustible irradié dans un réacteur nucléaire doit etre dispose sous l'eau pour l'extraction et la mise en place des barreaux combustibles et que toute opération sur cet élément combustible disposé sous l'eau ne peut être effectuée qu'avec des outils télécommandé en raison du rayonnement radioactif qu'il émet, l'invention a pour objet de supprimer sur les montants de l'élément combustible toutes les pièces rotatives devant être manipulées au moyen d'outils de montage. Ce résultat est atteint avec un élément combustible de réacteur nucléaire du type précité qui est caractérisé selon l'invention par le fait que l'élément de fixation radial est un élément élastique déployé dans le sens radial. Un tel élément élastique déployé dans le sens radial n'a pas besoin d'être tourné lors du montage de la plaque car le raccordement entre cette dernière et le montant s'effectue par simple-encliquetage de l'élément élastique se déployant derrière la plaque. Il est avantageux que l'élément de fixation soit réalisé sous la forme d'une languette élastique qui, disposée dans le sens longitudinal du montant, n'est appliquée sur celui-ci que par une extrémité et, par son autre extrémité libre tournée vers la butée, s'écarte radialement du montant et, par cette extrémité libre, vient s'accrocher derrière la plaque. En venant s'accrocher derrière la plaque, une telle languette élastique peut assurer un raccordement par encliquetage particulièrement stable et solide entre le montant et la plaque. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description d'un mode de réalisation pris comme exemple, mais non limitatif, et illustré parle dessin annexé, sur lequel la figure 1 est une vue latérale représentant très schématiquement un élément combustible pour un réacteur nucléaire à eau sous pression; la figure 2 représente en coupe longitudinale l'extrémité d'un montant et un détail de l'une des deux plaques et de'l'élément combustible selon la figure l; la figure 3 est une vue en plan des parties de l'élément combustible représentées sur la figure 2; les figures 4 à 6 représentent en vue latérale et en plan des détails des figures 2 et 3;; la figure 7 représente en coupe longitudinale partielle une vue latérale de l'extrémité en phase de démontage du montant représenté sur les figures 2 et 3, L'élément combustible selon la figure 1 est destiné à un réacteur nucléaire à eau sous pression et comporte deux plaques de montage 2 et 3 en métal. On peut voir en outre deux montants 4 et 5 en métal dont les axes longitudinaux traversent sous un angle de 900 les deux plaques 2 et 3 disposées parallèlement l'une à l'autre et sur lesquelles sont respectivement fixées les extrémités des deux montants 4 et 5. Chacun de ces montants 4 et 5 passe à travers une maille de grilles d'écartement en métal qui, vues dans le sens longitudinal des montants 4 et 5, se situent entre les deux plaques 2 et 3 et dont seulement deux grilles 6 et 7 sont représentées sur la figure 1.A travers d'autres mailles des grilles d'écartement 6 et 7 passe à chaque fois un barreau combustible 8 qui se compose pour l'essentiel d'une gaine remplie de combustible nucléaire et fermée de façon étanche au gaz à ses deux extrémités. Les barreaux combustibles 8 ne sont fixés à aucune des deux plaques 2 et 3 et, entre ces deux plaques 2 et 3, présentent un certain jeu dans leur sens longitudinal de telle sorte qu'ils peuvent se dilater librement dans le sens axial, c'est-à-dire dans le sens longitudinal de l'élément combustible du réacteur nucléaire. A son extrémité supérieure, le montant 4, par exemple représenté sur les figures 2 et 3, de l'élément combustible selon la figure 1, comporte sur sa surface latérale externe quatre éléments de fixation réalisés sous la forme de languettes élastiques 10. Ces languettes élastiques 10 sont appliquées par une extrémité 10a sur le montant 4. Leurs autres extrémités libres lOb sont tournées vers une butée ila qui est destinée à la plaque 2 et qui est également appliquée extérieurement sur la surface latérale du montant 4. Cette butée lIa, vue dans le sens longitudinal du montant 4, est placée entre les languettes élastiques 10 et l'autre extrémité, non représentée sur la figure 2, du montant 4. Les languettes élastiques 10 sont disposées dans le sens longitudinal du montant 4. Leurs extrémités libres lOb tournées vers la butée lla se trouvent toutes dans un même plan de coupe transversale par rapport au montant 4. Pour l'extrémité du montant 4, on prévoit dans la plaque 2 une traversée 12 dans laquelle un épaulement 13 est aménagé sur la face inférieure de la plaque 2. Les extrémités libres des languettes élastiques lOb viennent s'accrocher derrière cet épaulement 13 de la plaque 2 reposant sur la butée alla, Commue illustré sur la figure 5, les languettes élastiques 10 sont réalisées par exemple par découpage sur un manchon 14 en métal.Ce manchon 14 présente avantageusement une fente longitudinale continue 15 et un évidement 16 pour la fixation en rotation sur le montant 4. Sur le montant 4, ce manchon 14 vu dans le sens longitudinal du montant 4, est installé entre une douille d'arrêt 17 en metal et une douille deappui 1 également en métal et est maintenu sans possibilité de déplacement dans le sens longitudinal du montant 4. La douille d'arrêt 17 qui, vue dans le sens longitudinal du montant 4, se trouve entre le manchon 14 et 1' extrémité du montant 4, est représentée sur la figure 4.La douille d'appui ll sur laquelle est formée la butée lla, faisant saillie vers l'extérieur, et la douille d'arrêt 17, sont avantageusement fixées par soudure par points sur le montant 4. Une languette axiale non représentée sur la douille d'appui ll comportant la butée Ila pénètre dans l'évidement 16 du manchon 14 et assure ce dernier contre toute possibilité de rotation autour de l'axe longitudinal du montant 4. La fente longitudinale 15 que l'on peut voir sur les figures 5 et 6 et qui va d'une extrémité à l'autre du manchon 14 confère à ce dernier dans le sens périphérique du montant 4 une caractéristique élastique qui est avantageuse pour éviter la corrosion par frottement entre le montant 4 et le manchon 14. Pour monter la plaque 2, on enfile simplement celleci par ses traversees 12 sur les montants 4 et 5 jusqu'à ce que, dans le cas du montant 4, elle vienne s'appliquer sur la butée Ila réalisée sur la douille d'appui 11. Par leurs extrémités libres lob, les languettes élastiques 10 sont tout d'abord comprimées vers 'terieur par l'épaulement 13 de la traversée 12, jusqu'à ce que, après franchissement de celui-ci, elles puissent se détendre à nouveau radialement vers l'extérieur en se déployant élastiquement Les extrémités déployées lOb prennent appui derrière l'épaulement 13 et, vues dans le sens longitudinal du montant 4, maintiennent ainsi la plaque 2 sans jeu entre la butée lla et les languettes élastiques 10 en l'assurant contre toute posibilité de se desserrer en cas doscil- lations. Les efforts dus au poids se produisant pendant le transport de l'élément combustible sont sensiblement parallèles au sens longitudinal des montants 4 et 5 et, dans le cas du montant 4, sont transmis par les languettes élastiques 10 sur la douille d'arrêt 17 à l'extrémité supérieure de ce montant 4. Les efforts de compression se produisant dans le sens longitudinal de l'élément combustible pendant le fonctionnement du réacteur nucléaire, sont par contre, dans le cas du montant 4, absorbes par la butée lla. il est avantageux que les extrémités libres lOb des éléments de fixation réalisés sous la forme de languettes élastiques 10 se trouvent à l'intérieur de la traversée 12 de la plaque 2 et soient appliquées contre la plaque 2 sur l'épaulement 13 réalisé à l'intérieur de la traversée sur la face inférieure de cette plaque 2, car la paroi interne de cette traversée 12 empêche alors que les languet tes élastiques 10 ne s'écartent trop largement et se déforment sous l'effet de l'effort du au poids. Tout jeu existant entre les montants 4 et 5 et la plaque 2 dans le sens longitudinal des montants 4 et 5 et pouvant éventuellement être nécessaire pour la fabrication et le montage peut, le cas échéant, être compensé par une rondelle de calage non représentée qui, dans le cas du montant 4, est disposée, vue dans le sens longitudinal des montants 4 et 5, entre la butée lla réalisée sur la douille d'appui ll et la plaque 2. Comme illustré sur la figure 7, pour démonter la plaque, on utilise, dans le cas du montant 4, une douille de montage 22 fixée à un outil de préhension 21 représenté schématiquement et on l'enfile coaxialement sur l'extrémité supérieure du montant passant par la traversée 12 de la plaque 2 et on l'enfonce dans cette traversée 12 à peu près jusqu'à l'épaulement 13. Les extrémités libres déployées lOb des éléments de fixation réalisés sous la forme de languettes élastiques 10 se trouvent ainsi resserrées radialement contre la surface latérale externe du montant 4 et on peut alors, sans être gêné par des languettes élastiques 10, extraire la plaque en la dégageant des extrémités supérieures des montants 4 et 5. On peut en plus utiliser aussi des douilles de montage correspondant à la douille de montage 22 si la plaque 2 est montée sur les extrémités supérieures des montants 4 et 5. L'emploi d'une telle douille de montage est en outre avantageux lorsque, après le démontage de la plaque 2, on veut tirer directement un barreau rempli de combustible nucléaire et situé par exemple près du montant 4, et que pour cette opération, on serait gené par les languettes élastiques déployées. Comme le montage et le démontage de la plaque 2 sur les montants 4 et 5 s'effectuent sans aucun mouvement de rotation, on peut utiliser des outils de montagé rela tivement peu compliqués. Il est par conséquent aussi possible de démonter et de monter sur ces montants 4 et 5 une plaque 2 se trouvant à 'extrémité inférieure d'un élément combustible d'un réacteur nucléaire, et ce sans qu'il soit nécessaire de faire pivoter l'élément combustible de 1800 autour d'un axe transversal. REVENDICATIONS 1. Elément combustible de réacteur nucléaire, comportant deux plaques de montage et, fixé sur celles-ci, un montant dont l'axe longitudinal traverse les deux plaques et qui, à son extrémité par laquelle il pénètre à travers une traversée aménagée dans l'une des deux plaques, porte extérieurement sur sa surface latérale un élément de fixation radial venant s'appliquer derrière la plaque et, entre cet élément de fixation et son autre extrémité, une butée pour cette plaque, caractérisé par le fait que l'élément de fixation radial est un élément élastique (10) déployé dans le sens radial. 2. Elément combustible de réacteur nucléaire selon la revendication lp caractérisé par le fait que l'élément de fixation est réalisé sous la forme d'une languette élastique (10) qui, disposée dans le sens longitudinal du montant (4), ne s'applique sur celui-ci que par une extrémité (lOa) et, par son autre extrémité libre (lOb) tournée vers la butée (11a), s'écarte radialement du montant (4) et, par cette extrémité libre (lOb), vient s'accrocher derrière la plaque (2). 3. Elément combustible de réacteur nucléaire selon la revendication 1, caractérisé par > fait que l'élément élastique (lO) est formé sur un manchon (14) qui comporte une fente longitudinale continue (15) et est fixé sur le montant (4). 4. Elément combustible de réacteur nucléaire selon la revendication 3, caractérisé par le fait que le manchon (14) avec élément élastique (lOB vu dans le sens longitudinal du montant (4), est installé entre une douille d'arrêt (17) fixée sur le montant (4) et une douille d'appui ( 11) . 5. Elément combustible de réacteur nucléaire selon la revendication 3, caractérisé par le fait que sur la douille d'appui (11) est formée une butée (lla) pour la plaque (2). 6. Elément combustible de réacteur nucléaire selon la revendication 2, caractérisé par le fait que l'extrémité libre (lOb), tournée vers la butée (lla), de la languette élastique (10), se trouve à l'intérieur de la traversée (12) de la plaque (2) et vient s'appliquer derrière un épaulement (13) réalisé sur une face inférieure de la plaque (2) à l'intérieur de cette traversée (12). 7. Elément combustible de réacteur nucléaire selon la revendication 3, caractérisé par le fait que le manchon (14) est assuré contre toute possibilité de rotation autour de l'axe longitudinal du montant (4).