Brevet FR2537764A1 — publié le 19840615

Dispositif de commande de deux grappes de crayons de réglage déplaçables verticalement dans un même assemblage combustible du coeur -d'un réacteur nucléaire L'invention concerne un dispositif de commande de deux grappes de crayons de réglage déplaçables verticalement dans un même assemblage combus- tible du coeur d'un réacteur nucléaire. Pour améliorer les performances -des réacteurs nucléaires à eau sous pression, en ce qui concerne l'utilisation du combustible, on a propo- sé des procédés de conduite de ces réacteurs faisant intervenir une varia- tion du spectre d'énergie des neutrons dans le coeur du réacteur, au cours du cycle de fonctionnement de celui-ci Par exemple, le procédé décrit dans la demande de brevet français 82-18011 du 27 Octobre 1982 déposée par la Société FRAMATOME prévoit, pendant la première partie 'du cycle de fonction- nement du réacteur, l'introduction dans le coeur de grappes de crayons en matériau absorbant les neutrons On produit ainsi un durcissement du spec- tre des neutrons à la fois par diminution du volume de modérateur dans le coeur et par absorption des neutrons de faible énergie Dans une seconde partie du cycle de fonctionnement du réacteur, on extrait les grappes de crayons absorbants du coeur du réacteur et l'on consomme le matériau fissi- le formé au cours de la première phase De préférence, les crayons sont en un matériau fertile susceptible de se transformer en matière fissile sous l'effet du bombardement neutronique. Dans la demande de brevet 82-18012 du 27 Octobre 1982 est décrit un réacteur nucléaire à rendement amélioré utilisant en particulier un en- semble de grappes de crayons en matériau fertile pour faire varier le spec- tre de neutrons au cours du cycle de fonctionnement du réacteur. Dans un tel réacteur, on utilise conjointement des barres de com- mande constituées par des grappes de crayons absorbant les neutrons qu'on peut insérer plus ou moins dans les assemblages constituant le coeur du réacteur pour le pilotage de celui-ci et des grappes de crayons fertiles qui sont totalement insérées dans les assemblages combustibles constituant le coeur du réacteur pendant la première partie du cycle de fonctionnement de celui-ci En particulier, les grappes de crayons absorbants assurant le pilotage du réacteur nucléaire et les grappes de crayons fertiles peuvent être associées aux mêmes assemblages du coeur du réacteur. En effet, le coeur du réacteur est constitué par un ensemble d'as- semblages combustibles formés de faisceaux de crayons combustibles de gran- de longueur disposés verticalement et côte à côte à l'intérieur de la cuve du réacteur remplie d'eau sous pression. Certains crayons combustibles du faisceau sont remplacés par des tubes-guides à l'intérieur desquels on peut déplacer verticalement un ensem- b Ie de crayons de réglage constituant les barres de commande ou un ensemble de crayons fertiles Un assemblage sur deux dans le coeur reçoit à la fois une grappe de crayons absorbants de-pilotage et une grappe de crayons ferti- les Les autres assemblages du coeur ne reçoivent ni crayons absorbants ni crayons fertiles mais des grappes de bouchons qui empêchent le by-pass du coeur par les tubes-guides Les crayons absorbants pénètrent dans un pre- mier ensemble de tubes-guides de l'assemblage alors que les crayons ferti- les pénètrent dans un second ensemble de tubes-guides de cet assemblage. Les grappes de crayons absorbants utilisées pour le pilotage du réacteur sont reliées à une tige de commande de grande longueur qui les pro- longe vers le haut et qui se déplace à l'intérieur d'une enceinte étanche en communication avec le volume interne de la cuve du réacteur Dans cette enceinte étanche est disposé un mécanisme de maintien et de déplacement ver- tical contrôlé de la tige de commande et de la grappe de crayons absorbants fixée à sa partie inférieure Ce mécanisme de déplacement vertical contrôlé de la grappe est généralement constitué par un ensemble de cliquets de dé- placement et de cliquets de maintien actionnés par des bobinages électroma- gnétiques La tige de commande est usinée sur sa surface externe pour réali- ser des cannelures dans lesquelles les dents des cliquets viennent se loger pour le maintien ou le déplacement de la tige de commande. A sa partie inférieure la tige de commande de l'ensemble absor- bant comporte un dispositif de liaison, déconnectable entre la tige et la grappe, la séparation de celle-ci étant réalisée par exemple lorsqu'on ouvre la cuve du réacteur après sa dépressurisation pour les opérations de rechargement du coeur du réacteur. Dans le cas o à un même assemblage sont associées deux grappes, la seconde grappe est également prolongée vers le haut par une tige de com- mande déconnectable de cette grappe. Les grappes de crayons de réglage sont constituées par des crayons parallèles disposés suivant un réseau identique au réseau des tubes- guides réservés pour leur déplacement et reliés à leur partie supérieure à une pièce de fixation comportant un pommeau d'assemblage à la tige de com- mande. Dans le cas d'un assemblage muni de deux types de grappes, les deux pommeaux doivent être placés coaxialement, la pièce de fixation des crayons fertiles étant disposée sous la pièce de fixation des crayons absor- bants On peut ainsi déplacer les crayons absorbants indépendamment des crayons fertiles lorsque ceux-ci sont totalement insérés, pendant la premiè- re partie du cycle de fonctionnement du réacteur. Le dispositif de liaison déconnectable entre une tige de commande et la pièce de fixation de la grappe peut être constitué de manière habi- tuelle par un manchon expansible latéralement comportant deux saillies ve- nant se loger dans des rainures à l'intérieur du pommeau de la grappe, l'ex- pansion du manchon étant obtenue par une tige de manoeuvre disposée de fa- çon centrale et axiale dans la tige de commande dont *l'extrémité munie d'une olive permet l'écartement du manchon expansible. On connatt d'autre part un dispositif de pilotage d'un réacteur nucléaire décrit dans le brevet français 2 106 373 et comportant, pour un même assemblage deux grappes coaxiales, l'une de ces grappes étant une grap- pe de pilotage déplaçable de façon contrôlée dans le coeur du réacteur et l'autre une grappe d'arrêt qu'on peut faire retomber en position d'inser- tion maximum dans le coeur pour l'arrêt du réacteur. Outre le fait que ce dispositif n'est pas transposable dans le cas d'un réacteur nucléaire amélioré tel que décrit ci-dessus, puisque la fonction de la barre d'arrêt est différente de celle de la grappe de crayons fertiles, le dispositif décrit est complexe et nécessite la présen- ce d'un bobinage électromagnétique complémentaire pour le maintien en posi- tion haute de la barre d'arrêt. La barre d'arrêt est disposée au-dessus de la barre de commande puisqu'elle est toujours en position haute lors du fonctionnement du réac- teur, alors que la barre de crayons fertiles du réacteur à rendement amé- lioré décrit ci-dessus est en position basse o elle est entièrement in- sérée dans l'assemblage combustible, pendant la première partie du cycle de fonctionnement du réacteur. On ne connaissait donc pas de dispositif de commande de position dans la direction verticale de deux grappes de crayons de réglage associées à un même assemblage qui permette de déplacer une grappe indépendamment de l'autre qui est en position totalement insérée dans l'assemblage et qui soit d'une forme de réalisation simple ne mettant pas en oeuvre de moyens de motorisation en plus de ceux nécessaires pour le déplacement contrôlé de la première grappe de crayons de réglage. Le but de l'invention est donc de proposer un dispositif de com- mande de deux grappes de crayons de réglage déplaçables verticalement dans un même assemblage combustible du coeur d'un réacteur nucléaire comportant une cuve renfermant un fluide sous pression dans lequel baigne le coeur du réacteur constitué par des assemblages formés de faisceaux de crayons com- bustibles disposés verticalement dans lesquels on insère les grappes pen- dant le fonctionnement du réacteur, l'une des grappes comportant des crayons absorbants les neutrons assurant le pilotage du réacteur par des dé- placements verticaux modifiant l'insertion des crayons absorbants et la se- conde grappe restant complètement insérée dans l'assemblage pendant une par- tie seulement du cycle de fonctionnement du réacteur, indépendamment du dé- placement de la première grappe, chaque grappe étant constituée par un en- semble de crayons disposés parallèlement les uns aux autres et solidaires d'une pièce de fixation, le mécanisme comportant deux tiges de commande ver- ticales de grande longueur associées l'une à la première et l'autre à la se- coude des deux grappes, mobiles à l'intérieur d'une enceinte étanche en com- munication avec le volume interne de la cuve, un mécanisme de maintien et de déplacement vertical contrôlé dans l'enceinte étanche de la tige de com- mande de la première grappe, et un dispositif de liaison déconnectable entre chacune des deux grappes et la tige de commande correspondante, ce dispositif devant permettre le déplacement contrôlé de la première grappe, la seconde étant totalement insérée dans l'assemblage et la commande de po- sition des deux grappes sans dispositif additionnel de motorisation en plus de ceux existant pour la première grappe de crayons absorbants. Dans ce but, la tige de commande de la première grappe, ou première tige de commande, est constituée par une chemise cylindrique portant dans sa partie supérieu- re des doigts d'accrochage mobiles transversalement pour venir en saillie dans l'espace interne de la tige de commande ou en position rétractée et un dispositif d'actionnement des doigts monté coulissant dans la direction axiale sur l'extrémité supérieure de la tige de commande, entre une posi- tion de fermeture des doigts o le dispositif de commande est maintenu en position haute par rapport à la tige de commande par un ressort et une posi- tion d'ouverture des doigts o il est déplacé'en position basse grâce à une surface d'appui venant en butée sur une partie de la surface interne de l'enceinte étanche, en fin de mouvement vers le haut de la première tige de commande, la tige de commande de la seconde grappe, ou seconde tige de commande, disposée coaxialement et à l'intérieur de la première tige de commande sur toute sa longueur comporte une partie élargie munie d'au moins deux seg- ments d'étanchéité limitant le passage du fluide sous pression dans l'espa- ce annulaire ménagé entre les deux tiges de commande et assurant le guidage de la seconde tige de commande constituant un piston dans la première tige de commande, une rainure d'accrochage des doigts portés par la première tige de commande et une partie en saillie servant de butée pour l'arrêt de la seconde tige de commande en position d'accrochage des doigts, en fin de mouvement vers le haut de la seconde tige dans la première, enfin, l'enceinte étanche comporte à sa partie supérieure une vanne de dé- compression de son volume interne. On va maintenant décrire à titre d'exemple non limitatif, en se référant aux figures jointes en annexe, un mode de réalisation d'un disposi- tif de commande suivant l'invention, dans le cas d'une grappe de crayons de pilotage et d'une grappe de crayons fertiles de variation de spectre dépla- gables dans un même assemblage combustible d'un réacteur nucléaire à rende- ment amélioré. La figure 1 est une vue en coupe par un plan vertical de la par- tie inférieure du dispositif de commande. La figure la est une vue suivant F de la figure 1. La figure 2 est une vue en coupe par un plan vertical de la par- tie supérieure du dispositif. La figure 2 a est une vue à plus grande échelle d'une partie de la figure 2 montrant en particulier les doigts pivotants et leur mécanisme d'actionnement. La figure 2 b est une vue à plus grande échelle d'une partie de la figure 2 montrant en particulier l'extrémité supérieure de 1 seconcte tige de commande. Sur la figure 1 on voit une partie de l'enceinte étanche 1 dont l'extrémité inférieure non représentée est -fixée sur le couvercle de cuve pour mettre le volume interne de cette enceinte étanche en communication avec le volume interne de la cuve remplie d'eau sous pression. Suivant l'axe de cette enceinte étanche 1 sont disposées concen- triquement les tiges de commande 2 et 3 de la grappe de pilotage et de la grappe de variation de spectre respectivement. Le diamètre extérieur de la tige de commande intérieure 3 est tel qu'il existe un espace annulaire 4 entre les deux tiges de commande. A la partie inférieure de la tige de commande 2 est fixé un man- chon d'accouplement 5 comportant deux lames flexibles 5 a et 5 b dans sa par- tie inférieure Les lames flexibles 5 a et 5 b comportent sur leur surface in- terne des parties en saillie 6 permettant leur engagement dans des rainures correspondantes du pommeau 7 de la grappe de pilotage Ce pommeau 7 est re- lié par une chemise cylindrique 8 à un croisillon non représenté sur lequel sont fixés les crayons de pilotage constitant la barre de commande, suivant une disposition permettant leur introduction dans un premier ensemble de=tu- bes-guides de l'assemblage disposé à la verticale et en-dessous du méca- nisme représenté à la figure 1. Sur le manchon 5 sont fixés deux pions 10 saillants vers l'exté- rieur du manchon 5 sur lesquels est montée une chemise de verrouillage 12 visible sur les figures 1 et la. La chemise de verrouillage 12 symétrique par rapport au plan axial perpendiculaire au plan de figure, comme le manchon 5, comporte deux lumières identiques 13 permettant le dégagement des lames flexibles 5 a et b latéralement et deux lumières 14 en forme de U pour le passage des pions 10 La chemise de verrouillage 12 est montée à frottement doux sur le man- chon 5 et est maintenue en position basse par un ressort 15 intercalé entre la partie inférieure de la tige 2 et la chemise 12 Sur la chemise de ver- rouillage 12 sont également fixés des pions d'actionnement 17 légèrement saillants vers l'extérieur de cette chemise de verrouillage. A l'intérieur de la tige 3 est montée, suivant toute sa longueur, une tige de manoeuvre 18 portant à sa partie inférieure une-olive 19 enga- gée dans l'alésage interne de la partie inférieure de la tige de commande 3 constituant un manchon 20 Le manchon 20 est constitué de plusieurs lames flexibles permettant son expansion radiale Chacune des lames flexibles com- porte sur sa surface externe des -saillies 21 correspondant à des rainures usinées à l'intérieur du pommeau 23 de la grappe de variation de spectre. Le pommeau 23 est relié à un croisillon portant les crayons fertiles non re- présentés La pièce de fixation des crayons fertiles est disposée en-des- sous de la pièce de fixation des crayons absorbants de pilotage reliée à la tige de commande 2. La tige'de manoeuvre 18 comporte, en partie haute, une pièce de raccord 68 qui est poussée vers le bas par leressort 69 en appui sur une partie de la surface interne de la tige 3 L'olive 19 est d'un diamètre suf- fisant pour permettre l'expansion du manchon 20 et l'accrochage de la grap- pe de crayons fertiles par l'intermédiaire de son pommeau 23, lorsque la tige de manoeuvre est dans sa position basse représentée à la figure 1 L'é- cartement des lames du manchon est également assuré de manière redondante par le galet 22 qui est repoussé par le ressort 24. Sur la figure 2, on voit la partie supérieure des tiges 2 et 3 à l'intérieur de l'enceinte étanche 1 et suivant son axe. La tige de commande 2 est usinée sur sa surface externe suivant des cannelures 25 régulièrement espacées sur une longueur de la tige de com- mande correspondant à la longueur de la grappe c'est-à-dire également à la hauteur de l'assemblage O Autour de l'enceinte étanche sont disposés trois bobinages élec- tromagnétiques 27, 28 et 29 Le bobinage 27, appelé bobinage de maintien, permet d'actionner un jeu de cliquets de maintien 30 par l'intermédiaire de biellettes 31 articulées sur les cliquets à l'une de ses extrémités et sur une pièce magnétique mobile 32 à son autre extrémité L'alimentation du bo- binage 27 permet d'attirer et de maintenir en position haute le pôle mobile 32 contre une pièce magnétique fixe ou pôle fixe de maintien 33 Le cliquet à double denture-a été représenté sur la figure 2 dans sa position de fermeture o il maintien la tige de commande 2 en position verticale fixe. Le bobinage 28 permet la fermeture des cliquets 34, appelés cli- quets de transfert, montés pivotants sur une pièce magnétique 35, la ferme- ture des cliquets 34 étant obtenue grâce à des biellettes 36 et à une pièce magnétique 37 montée sur la pièce 35 et mobile par rapport à celle-ci. Le bobinage 29 permet de déplacer la pièce 35 entre une position haute o elle vient se coller par attraction magnétique sur une pièce fixe 38 et une position basse à laquelle elle est rappelée par un ressort 39. D'une façon générale, les pièces magnétiques mobiles sont rappelées en posi- tion basse par des ressorts. L'ensemble du mécanisme de déplacement de la barre 2 comportant les trois bobinages 27, 28 et 29 et l'ensemble des pièces magnétiques mobi- les fixes est bien connu et est actuellement utilisé sur les réacteurs nu- cléaires à eau pressurisée en service. Le cliquet de transfert 34 dont l'amplitude de mouvement est éga- le à la distance séparant deux cannelures permet de déplacer, vers le haut ou vers le bas, la tige de commande 2 et la grappe de pilotage qui lui est reliée suivant un déplacement vertical dont l'amplitude est égale au pas, c'est-à-dire à la distance séparant deux cannelures de la tige de commande 2 Après chaque pas, la barre est reprise en charge par le cliquet de main- tien 30, ce qui permet de ramener le cliquet de transfert 34 dans sa posi- tion initiale après en avoir réalisé l'ouverture grâce à la bobine 28 Les déplacements de la tige de commande 2 sont effectués pas par pas grâce à l'ensemble des bobinages 27, 28 et 29 alimentés successivement - Ainsi qu'il est visible sur les figures 2 et 2 a, la tige de com- mande 2 porte dans sa partie supérieure, à l'intérieur d'embrèvements 40, des doigts pivotants 41 montés sur des axes horizontaux 42 Par pivotement, l'extrémité des doigts 41 peut venir plus ou moins en saillie à l'intérieur de l'espace interne de la tige de commande 2 On n'a représenté que deux doigts pivotants 41 sur les figures 2 et 2 a, mais il existe quatre doigts 41 disposés dans des embrèvements à 90 ' à l'intérieur de l'enveloppe de la chemise cylindrique de grande longueur constituant la tige de commande 2. Au-dessus des doigts 41, la tige de commande 2 porte des pions 44 légèrement saillants vers l'extérieur Une chemise d'actionnement 45 consti- tuant le dispositif de commande des doigts 41 est montée coulissante sur l'extrémité supérieure de la tige de commande 2, un ressort 46 étant inter- calé entre la partie supérieure de la chemise 45 et une partie de la tige de commande 2 de façon à maintenir cette chemise 45 en position haute par rapport à la tige de commande 2 Les pions 44 sont engagés dans des lumiè- res 47 de la paroi de la chemise 45 de façon à immobiliser en rotation la chemise d'actionnement 45 sur la tige de commande 20 Les pions 44 consti- tuent également deux butées limitant le mouvement vers le haut de la chemi- se d'actionnement 45 par rapport à la tige 2 comme représenté sur la figure 2 a o la chemise 45 a été représentée dans sa position basse La limitation vers le bas de la course de la chemise d'actionnement 45 est effectuée à l'aide de la butée 43 ménagée à la partie supérieure de la tige de commande 2 La chemise 45 comporte à sa partie inférieure une came d'actionnement 48 des doigts 41 constituée par une surépaisseur annulaire sur la surface in- terne de cette chemise 45 Dans la position basse de la chemise 45 représen- tée sur la figure 2 a, la came 48 n'agit pas sur les doigts pivotants 41 qui sont alors maintenus en position d'ouverture par des ressorts associés aux axes 42 Au contraire, lorsque la chemise 45 est maintenue en position hau- te par le ressort 46, comme représenté sur la figure 2, la came 48 agit sur les doigts 41 pour les maintenir en position de fermeture o ils viennent largement en saillie à l'intérieur de l'espace interne de la tige de comman- de 2. On voit sur les figures 1 et-2 que la tige de commande 3 est mon- téè coaxialement à la tige de commande 2 sur toute sa longueur et à l'inté- rieur de celle-ci Entre les tiges de commande 2 et 3 est réservé un passa- ge annulaire de diamètre variable rempli de fluide sous pression, lorsque le réacteur est en fonctionnement, le volume intérieur de l'enceinte étan- che 1 étant alors en communication avec le volume interne de la cuve rem- plie de fluide sous pression Ce passage annulaire est continu sur toute sa circonférence sur une partie de la longueur des tiges et constitué par des secteurs discontinus au niveau des guidages 2 a-3 a de la tige 3 dans l'espa- ce interne de la tige 2. De plus, la tige centrale 3 comporte une partie élargie 3 % sur la- quelle sont disposés deux segments d'étanchéité 50 permettant néanmoins un passage limité de fluide de refroidissement sous pression dans le passage annulaire entre les tiges de commande 2 et 3 Les segments 50 permettent également le guidage axial de la tige de commande 3 à l'intérieur de la tige de commande 2, la partie 3 b de la tige de commande 3 constituant un piston mobile à l'intérieur de l'alésage de la tige 2. La tige de commande centrale 3 comporte d'autre part une cannelu- re 53 dans sa partie supérieure limitée par une partie en saillie 54 compor- tant un épaulement supérieur 55 On voit également sur la figure 2 a que l'é- paulement supérieur 55 dans la position haute de la tige 3 représentée sur les figures 2 et 2 a vient en butée sur une surface d'appui 56 ménagée sur la surface interne de la tige de commande 2 Dans cette position de la tige de commande interne 3, la rainure 53 se trouve en face de l'extrémité d'ac- crochage des doigts 41. La chemise d'actionnement 45 comporte d'autre part un épaulement supérieur 60 venant en contact avec une surface d'appui 61 ménagée dans la chambre étanche 1, ce qui permet de ramener en position basse, comme repré- senté sur la figure 2 a, la chemise d'actionnement -45, contre l'action du ressort, en fin de mouvement vers le haut de la tige 2 portant la chemise 45 Dans cette position, les doigts 41 sont écartés comme représenté sur la figure 2 a - La partie supérieure de la chambre 1 est d'autre part reliée à une conduite 64 sur laquelle est placée une vanne de décompression 65 L'ou- verture de cette vanne de décompression permet d'abaisser très rapidement la pression dans la partie supérieure de la chambre 1, en particulier dans la partie de l'espace annulaire compris entre les tiges de commande 2 et 3 situé au-dessus des segments d'étanchéité 50 La face inférieure du piston 3 b subit alors la poussée-due à la différence de pression du fluide de part et d'autre des segments 50 Il s'ensuit un déplacement vers le haut de la tige de commande 3 jusqu'au moment o celle-ci vient en butée par son épau- lement 55 sur la surface d'appui 56 - A sa partie supérieure la tige 18, comme il est visible sur les figures 2 et 2 b, comporte une partie à plus faible diamètre 70 terminée par des rampes tronconiques permettant d'actionner des cames pivotantes 72 por- tées par la tige de commande 3 dont les surfaces d'appui sur la tige de ma- noeuvre 18 sont telles que les cames 72 sont légèrement saillantes verig l'extérieur lorsque la tige 18 est en position haute comme représenté sur la figure 2 b-et en position rétractée lorsque la tige est dans sa position * basse telle que représenté à la figure 2 Lorsque la tige 18 est en posi- tion basse, c'est-à-dire en position de verrouillage de la-tige de commande 3 dans le pommeau de grappe 23, les parties internes en saillie des cames 72 se trouvent au niveau de la partie à faible diamètre 70 de la tige de ma- noeuvre 18 ce qui permet le retour en position rétractée o leurs extrémi- tés ne sont pas en saillie à l'extérieur de la tige de commande 3. La tige de commande 3 comporte à-sa partie supérieure deux fentes courtes 73 et deux fentes longues 74, dans sa paroi latérale, ces fentes dé- bouchant à la partie supérieure de la tige de commande 3 Les fentes 73 et 74 sont disposées à 90 et la tige de manoeuvre 18 comporte deux pions 75 qui peuvent être engagés soit dans les fentes 73 soit dans les fentes 74. Les ressorts entraînant la tige de manoeuvre 18 vers le bas provoquent donc la mise en butée de cette tige 18 soit au fond des fentes 73 soit au fond des fentes 74, par l'intermédiaire des pions 75, suivant l'orientation de la tige de manoeuvre 18 par rapport à la tige de commande 3. A sa partie supérieure la tige 18 comporte une cannelure 77 pour l'engagement de l'élément de prise d'un outillage d'actionnement de la tige de manoeuvre qui peut être fixé sur la tige de commande, dans la gorge d'ar- -rimage 78 ménagée sur la surface extérieure de celle-ci. Nous allons maintenant décrire le fonctionnement du dispositif au cours des différentes manoeuvres nécessaires lors du fonctionnement du réac- teur entre deux rechargements. Lorsqu'on vient d'effectuer le rechargement du réacteur, les grap- pes sont en position insérée dans les assemblages combustibles correspon- dants et il faut effectuer le réaccouplement des tiges de commande avec les grappes de crayons de réglage Les tiges de commande sont disposées dans les guides de grappes des équipements internes supérieurs du réacteur qu'on vient mettre en place au-dessus du coeur, à l'intérieur de la cuve du réac- teur Les manchons d'accouplement 5 et 20 des deux tiges de commande sont en position déverrouillée, la chemise de verrouillage 12 étant orien- tée comme représenté sur la figure la et la tige de manoeuvre 18 étant en position haute maintenue par l'intermédiaire des pions 75 dans les fentescourtes 73. On effectue d'abord le réaccouplement des tiges de commande 2 des grappes de pilotage du réacteur Pour celà, on utilise un outillage suspen- du au treuil de la machine de chargement du réacteur qu'on vient accoster sur la partie supérieure de la tige de commande 2 dans le guide de grappes des équipements internes supérieurs L'outillage comporte un long tube té- lescopique qui permet de descendre la tige de commande en position au-des- sus du pommeau de grappes 7 sur lequel le manchon 5 s'accouple en fin de course sous l'effet du poids de la tige de commande et de l'outillage L'ac- couplement est réalisé par une légère déformation latérale des lames flexi- bles 5 a et 5 b jusqu'au moment o les parties en saillie de ces lames vien- nent se loger dans les rainures du pommeau de grappes 7. La partie inférieure -du tube télescopique comporte une fente en forme de J qui peut être engagée sur les pions 17 pour -réaliser-une liaison à baïonnette entre le tube télescopique de l'outil et la-chemise de ver- rouillage 12 Par rotation et translation de l'outil on peut déplacer la chemise 12 de façon à faire passer les pions 10 d'une branche à l'autre de la lumière 14 en forme de U On réalise ainsi le verrouillage des lames flexibles 5 a et 5 b en venant placer en face de ces lames la partie pleine de la chemise de verrouillage 12 On manoeuvre alors le tube télescopique de façon à dégager les pions 17 des fentes en forme de J de cet outillage. On escamote l'outil et l'on vérifie le verrouillage du manchon d'accouple- ment en vérifiant à l'aide d'un peson qu'on entraine bien en même temps la tige de commande et sa grappe en soulevant l'outil. On recommence l'opération pour chacun des assemblages comportant une grappe de pilotage. On effectue ensuite le réaccouplement des tiges de commande 3 avec les pommeaux 23 des grappes de variation de spectre Pour celé, on uti- lise un second outillage suspendu au treuil de la machine de chargement du réacteur qui est accosté sur la partie supérieure de la tige de commande 3 en utilisant la gorge d'accostage 78 e Les tiges de commande 3 sont en effet engagées à l'intérieur des tiges de commande 2 et il suffit d'utiliser l'ou- tillage pour descendre la tige de commande 3 jusqu'au moment o le manchon vient s'engager dans le pommeau 23 de la grappe de variation de spectre. On réalise alors le verrouillage du manchon 20 grâce à la tige de démontage 18 qui est soulevée par l'outillage puis tournée d'un quart de tour pour en- gager les pions 75 dans les fentes longues 74 La tige redescend alors sous l'effet des ressorts si bien que l'olive 19 vient en position d'écartement du manchon expansible 20 comme représenté sur la figure 11 L'opération est effectuée pour chacun des assemblages comportant à la fois une grappe de pilotage et une grappe de variation de spectre. On vérifie après chaque opération le verrouillage correct des man- chons en commandant la remontée de l'outillage et en vérifiant avec un peson que l'on soulève bien alors l'ensemble des deux tiges de commande et des deux grappes. Lorsque l'ensemble des deux tiges de commande a été réaccouplé on remet en place le couvercle de cuve sur lequel sont fixées les enceintes étanches 1 portant Le mécanisme de déplacement de la tige de commande 2 avant les opérations de mise en route du réacteur. Pendant la première partie du cycle de fonctionnement du réac- teur, les grappes *de variation de spectre constituées de crayons fertiles sont laissées en position d'insertion maximum dans -les assemblages alors que les grappes de pilotage sont utilisées pour la conduite du réacteur En effet, la tige de commande 2 et la tige de commande 3 sont tout-à-fait indé- pendantes et les déplacement de la tige de commande 2 n'entraînent aucun dé- placement de la tige de commande 3 et de la grappe de variation de spectre. D'autre part, on a vérifié que les temps de chute des barres de commande as- surant le pilotage du réacteur sont identiques aux temps enregistrés dans les réacteurs ne comportant pas de grappes de variation de spectre, malgré la présence de la tige de commande 3 prolongeant ces grappes de variation de spectre. A la fin de la première partie du cycle de fonctionnement du réac- teur (dont la durée est approximativement égale aux quatre/cinquièmes de la campagne d'exploitation du réacteur), il faut extraire progressivement les grappes de variation de spectre et pour celà on commence par celles qui sont associées à des barres de commande qui se situent déjà en position hau- te pour éviter de perturber le pilotage du réacteur Au-delà de cette posi- tion haute, il existe une légère surcourse de la tige de commande 2 qui per- met de venir mettre en butée la surface d'appui 60 de la chemise 45 sur l'é- paulement 61 de l'enceinte étanche 1 La surcourse permet un déplacement re- latif de la chemise 45 et de la tige 2, le ressort 46 étant alors comprimé, de façon à dégager les doigts de la came 48 Les doigts 41 sont alors en po- sition d'ouverture On ouvre alors la vanne de décompression 65 ce qui a pour effet de créer très rapidement une dépression de l'ordre de 22 bars dans la partie supérieure de l'enceinte étanche 1 et dans l'espace annulai- re entre les tiges de commande 2 et 3 au-dessus des segments 50 La tige de commande 3 est alors chassée vers le haut à l'intérieur de la tige de com- mande 2 en entrainant la grappe de variation de spectre qui est extraite de l'assemblage lors de son mouvement vers le haut. Le mouvement vers le haut de la tige de commande 3 se poursuit jusqu'au moment o l'épaulement 55 vient en butée sur la surface d'appui 56 La cannelure 53 est alors en position en face des extrémités d'accrocha- ge des doigts 41 On redescend alors la tige de commande 2 de deux à trois pas en utilisant le mécanisme électromagnétique de déplacement contrôlé de cette tige de commande Ceci a pour effet de ramener les doigts en face de la came de fermeture 48 qui referme ces doigts dans la cannelure 53 Les deux tiges de commande 2 et 3 sont alors solidarisées. Les déplacements de la tige de commande 2 entraînent donc à la fois la grappe de crayons de pilotage et la grappe de crayons de variation de spectre La masse déplacée par le mécanisme à cliquets es*t donc plus im- portante que dans le fonctionnement actuel d'un réacteur nucléaire à eau sous pression ce qui pourrait conduire à une usure plus rapide-des cli- quets Cependant, pendant cette partie du cycle de fonctionnement représen- tant un/cinquième de la durée totale du cycle, le réacteur nucléaire fonc- tionne en centrale de base et les mouvements de grappe sont très limités si bien que l'accroissement d'usure des cliquets reste faible. En cas d'arrêt d'urgence l'alimentation électrique des bobines est coupée ce qui ouvre les cliquets 30 et 34 e L'ensemble des deux grappes retombe donc sous l'effet de son poids en position d'insertion maximum. A la fin du cycle de fonctionnement du réacteur, on réalise tout d'abord le décrochage des tiges de commande 3 des grappes de crayons ferti- les Pour celà, on amène à nouveau la tige de commande 2 en surcourse hau- te, ce qui a pour effet de provoquer l'ouverture des doigts 41 par déplace- ment vers le bas de la chemise d'actionnement des doigts 45. Les tiges de commande 3 retombent alors avec leurs grappes en po- sition d'insertion maximum Cette chute est très lente puisque le fluide sous pression déplacé lors de la chute de la tige de commande 3 est laminé dans l'espace de très faible dimension ménagé entre la partie supérieure de la tige de commande 2 et l'alésage de l'enceinte étanche 1 située au-dessus de la surface d'appui 61, comme il est visible sur la figure 2 a. Les opérations sur les barres de commande de pilotage du réacteur. sont alors identiques à ce qu'elles étaient pour les réacteurs à eau pressu- risée de type classique, avant un rechargement. Après dépressurisation de la cuve du réacteur et enlèvement du couvercle, on réalise le déverrouillage et le désaccouplement des tiges de commande en utilisant les mêmes outillages qui ont permis l'accouplement et le verrouillage de ces tiges de commande sur les grappes correspondantes. Lorsque la tige de manoeuvre 18 est amenée en position de déver- rouillage, les pions 75 étant introduits dans les fentes courtes 73, les ex- trémités des cames -72 sont en position légèrement saillante par rapport à la surface externe de-la tige de commande 3 Lorsqu'on a déverrouillé l'en- semble des tiges de commande et qu'on réalise le levage des équipements in- ternes supérieurs entraînant les tiges de commande 2 reposant dans ces équi- pements internes, on entraîne en même temps les tiges de commande 3 qui re- posent, par l'intermédiaire des cames 72 sur l'extrémité supérieure des tiges de commande 2. On voit donc que le dispositif suivant l'invention permet de ré- soudre tous les problèmes relatifs à l'insertion et à l'extraction des grap- pes de commande et des grappes de variation de spectre ainsi qu'au montage et au démontage des tiges de commande de ces grappes sans nécessiter de dis- positifs de motorisation supplémentaires par rapport à ceux qui sont utili- sés dans les réacteurs nucléaires à eau sous pression de type classique. En particulier, on évite l'utilisation d'une bobine électromagné- tique de maintien supplémentaire pour l'accrochage en position haute de la tige de commande de la grappe de variation de spectre, pendant la dernière partie du cycle de fonctionnement du réacteur On évite également l'utilisa- tion de tout type de motorisation additionnelle pour l'extraction des grap- pes de variation de spectre. L'invention ne se limite pas au mode de réalisation qui vient d'être décrit; elle en comporte au contraire toutes les variantes. C'est ainsi qu'au lieu d'un mécanisme de déplacement à cliquets et à bobines électromagnétiques on peut utiliser, pour le déplacement de la tige de commande de la grappe de-pilotage, tôut autre type de mécanisme tel qu'un mécanisme à vis et écrou ou un mécanisme à couplage magnétique. On peut également imaginer d'autres types de fixation des extrémi- tés inférieures des tiges de commande sur le pommeau des grappes ou d'au- tres principes de commande des doigts 41 montés en partie supérieure de la tige de commande 2. Enfin, le dispositif de commande suivant l'invention s'applique non seulement aux réacteurs nucléaires à eau sous pression à rendement amé- lioré utilisant, une grappe de variation de spectre en plus des grappes de commande mais encore à tout réacteur utilisant des grappes totalement insé- rées pendant une partie du cycle de fonctionnement du réacteur en plus des grappes de commande à déplacement contrôlé. REVENDICATIONS 1. Dispositif de commande de deux grappes de crayons de réglage déplaçables verticalement dans un même assemblage combustible du coeur d'un réacteur nucléaire comportant une cuve renfermant un fluide sous pression dans lequel baigne le coeur du réacteur constitué par des assemblages for- més de faisceaux de crayons combustibles disposés verticalement, dans les- quels on insère les grappes pendant le fonctionnement du réacteur, l'une de ces grappes comportant des crayons absorbants les neutrons assurant le pilo- tage du réacteur par des déplacements verticaux modifiant l'insertion des crayons absorbants et la seconde grappe restant complètement insérée dans l'assemblage pendant une partie seulement du cycle de fonctionnement du réacteur, indépendamment des déplacements *de la première grappe, chacune des grappes étant constituée par un ensemble de crayons disposés parallèle- ment les uns aux autres et solidaires d'une pièce de fixation, le mécanisme comportant, deux tiges de commande ( 2, 3) verticales-de grande longueur as- sociées l'une à la première et l'autre à la seconde des deux grappes, mobi- les à l'intérieur d'une enceinte étanche ( 1) en communication avec le volu- me interne de la cuve, un mécanisme ( 27, 28, 29, 30, 34) de maintien et de déplacement vertical contrôlé dans l'enceinte étanche de la tige decomman- de ( 2) de la première grappe et un dispositif de liaison déconnectable entre chacune des deux grappes et la tige de commande ( 2, 3) correspondan- te, caractérisé par le fait que la tige de commande ( 2) de la première grappe ou, première tige de comman- de, est constituée par une chemise cylindrique portant dans sa partie supé- rieure des doigts d'accrochage ( 41) mobiles transversalement pour venir en saillie dans l'espace interne de la tige de commande ( 2) ou au contraire en position rétractée et un dispositif de commande ( 45) de ces doigts monté- coulissant dans la direction axiale sur l'extrémité supérieure de la tige de commande ( 2), entre une position de fermeture des doigts ( 41) o le dis- positif de commande ( 45) est maintenu en position haute par rapport à la tige de commande ( 2) par un ressort ( 46) et une position d'ouverture des doigts ( 41) o il est déplacé en position basse, grâce à une surface d'ap- pui ( 60) venant en butée sur une partie ( 61) de la surface interne de l'en- ceinte étanche ( 1), en fin de mouvement vers le haut de la première tige de commande ( 2), la tige de commande ( 3) de la seconde grappe, ou seconde tige de comman- de, disposée coaxialement et à l'intérieur de la première tige de commande ( 2), sur toute sa longueur comporte une partie élargie ( 3 b) munie de seg- ments d'étanchéité ( 50) limitant le passage du fluide sous pression dans l'espace annulaire ménagé entre les deux tiges de commande ( 2, 3) et assu- rant le guidage de la seconde tige de commande ( 3) constituant un piston dans la première tige de commande ( 2), une rainure ( 53) d'accrochage des doigts ( 41) portés par la première tige de commande ( 2) et une partie en saillie ( 55) servant de butée pour l'arrêt de la seconde tige de commande en position d'accostage des doigts en fin de mouvement vers le haut de la seconde tige ( 3) dans la première ( 2), enfin, l'enceinte étanche ( 1) comporte, à sa partie supérieure, une vanne de décompression ( 65) de son volume interne. 2. Dispositif de commande suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que la première tige de commande ( 2) porte à son ex- trémité inférieure un manchon expansible latéralement ( 5) présentant sur sa surface interne des saillies d'accrochage ( 6) destinées à coopérer avec des rainures ( 7) usinées sur la surface externe de la pièce de fixation de la première grappe et une chemise de verrouillage ( 12) du manchon ( 5) en posi- tion d'accrochage de la grappe montée sur l'extrémité de la tige de comman- de ( 2), autour du manchon ( 5) et mobile en rotation et en translation axia- le, la tige de commande ( 3) de la seconde grappe étant munie d'un disposi- tif d'accrochage de grappe connu en soi comportant un manchon expansible ( 20) muni de saillies externes ( 21) destiné à être introduit dans une ouver- ture correspondante de la pièce de fixation de la grappe et une tige centra- le ( 3) munie d'une olive ( 19) à son extrémité pour le verrouillage du man- chon ( 20). 3. Dispositif de commande suivant la revendication 2, caractérisé par le fait que la chemise de verrouillage ( 12) du manchon ex- pansible ( 5) solidaire de la première tige de commande ( 2)comporte deux lu- mières ( 13) pour le passage de lames flexibles ( 5 a, 5 b) constituant le man- chon expansible ( 5), dans leur position d'ouverture et deux lumières en U ( 14) pour l'engagement de doigts de verrouillage ( 10) solidaires de la pre- mière tige de commande ( 2), la chemise de verrouillage ( 12) étant repoussée vers le bas par un ressort ( 15) -intercalé entre la tige de commande ( 2) et la chemise de verrouillage ( 12). 4 Application d'un dispositif de commande suivant l'une quelcon- que des revendications 1, 2 et 3 dans le cas d'un réacteur nucléaire à ren- dement amélioré dont une partie des assemblages est équipée à la fois d'une grappe de commande et d'une grappe de variation de spectre.