Brevet FR2578086A1 — publié le 19860829

Assemblage combustible polygonal pour un réacteur nucléaire. L'invention se rapporte à un assemblage combustible polygonal pour un réacteur nucléaire, en-particulier un surrégénérateur, comprenant un certain nombre de crayons combustibles qui sont maintenus assemblés en un réseau régulier par une gaine extérieure, des nervures disposées dans le sens longitudinal sur la surface externe des crayons déterminant la distance entre des crayons voisins. Dans les réseaux de crayons étroits, ces "pièces de maintien nervurées" précitées sont préférables aux pièces de maintien qui pénètrent par des traverses entre les crayons combustibles. Avec les pièces de maintien nervurées, il faut, il est vrai, que la section transversale de l'assemblage combustible soit extérieurement géométriquement exactement définie. A cet effet, il est avantageux que les crayons marginaux soient entièrement ou partiellement guidés sur leur longueur, des canaux entre la surface externe des crayons combustibles et les pièces de maintien devant être adaptés aux conditions de refroidissement pour éviter un refroidissement localement trop faible ou trop fort. Des pièces de maintien nervurées sont connues sous différentes formes. Ainsi, par exemple, la demande de brevet allemand 3 008 456 présente des frettes avec assemblages d'angle du type charnières. Par contre, l'invention cherche à résoudre le problème consistant par des tolérances plus serrées à créer des conditions plus favorables à la physique des neutrons et à la thermohydraulique de ces assemblages combustibles. Selon l'invention, il est prévu que la gaine est constituée par plusieurs éléments de caisson rigides qui comportent une surface externe plane et, sur leur surface interne, des bossages d'appui symétriques s'insérant entre des crayons combustibles voisins, que dans les coins des éléments de caisson sont aménagées des portées ayant un contour extérieur adapté aux crayons et munies d'un évidement et que les éléments de caisson sont maintenus assemblés avec interpositions de pièces d'espacement par des tirants d'ancrage passant à travers les évidements desdites portées. Selon l'invention, la gaine extérieure se présente sous la forme de tronçons axialement plus courts que dans le cas d'un caisson fermé. I1 est donc très possible de fabriquer avec une grande précision les éléments de caisson par fraisage électrochimique ou par electro- érosion. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description d'un mode de réalisation pris comme exemple, mais non limitatif, et illustré par le dessin annexé. La figure 1 représente en coupe transversale décalée en hauteur selon la figure 2 la configuration de l'assemblage combustible selon l'invention. La figure 2 représente l'assemblage de plusieurs éléments de caisson en coupe dans le sens longitudinal de l'assemblage combustible. La figure 3 représente la configuration à échelle agrandie d'un élément de caisson. L'assemblage combustible représenté est prévu pour un réacteur surconvertisseur à refroidissement par eau pressurisée tel qu'il est, par exemple, décrit dans la demande de brevet allemand 3 009 937. L'assemblage combustible a une section transversale hexagonale. Ses crayons combustibles 1 se trouvent aux points d'intersection de la grille hexagonale schématisée par les droites 2 et 3. Les crayons combustibles cylindriques 1 ont un diamètre de 9,5 mm. Sur leur surface externe sont disposées six nervures 4 réparties sur la- périphérie en formant une faible hélice d'un pas de 30. Par ces nervures, les crayons combustibles 1 s'appuient les uns contre les autres et sur une gaine extérieure 6. La gaine extérieure 6 est globalement réalisée sous la forme d'un caisson 7qui s'étend sur la longueur, de par exemple 2,5 m, de l'assemblage combustible. Il comprend sept éléments 8 qui, dans le sens de la longueur de l'assemblage combustible, sont répartis sur une hauteur d'environ 2,1 m. Les éléments de caisson 8 sont réalisés en acier inoxydable, par exemple St 1.4550 suivant DIN. Ils sont fabriqués par fraisage électrochimique avec une précision de - 0,1 mm. Ils comprennent une surface externe lisse 10 conformément à la section transversale hexagonale de l'assemblage combustible. Sur la surface interne sont aménagés des bossages d'appui 11 placés à des intervalles réguliers de 10,5 mm. Ils forment, comme on peut le voir notamment à la figure 3, des creux 14 pour les crayons combustibles 1 (crayons marginaux)venant s'appliquer sur le bord par leurs nervures 4. Les bossages d'appui 11 ont une section transversale trapézoldale. L'angle des surfaces du trapèze l'une par rapport a l'autre est de 600. La hauteur de 3 mm des bossages représente environ un tiers du diamètre des crayons combustibles 1. Les éléments de caisson 8 forment dans la zone de leurs coins arrondis 16 une portée 17 qui fait saillie suffisamment loin à l'intérieur de la section transversale de l'assemblage combustible pour occuper à peu près l'emplacement d'un crayon combustible. Dans les portées sont pratiqués des évidements 18 en forme de perçages cylindriques. A travers ceux-ci passent, en tant que tirants d'ancrage 19, des vis de serrage assujettissant successivement les uns contre les autres les éléments de caisson 8 répartis sur la longueur de l'assemblage combustible comme on peut le voir en particulier à la figure 2. Les éléments de caisson 8 placés les uns audessus des autres sont maintenus à distance par des manchons 20 qui entourent les tirants~d'ancrage 19. Les manchons peuvent faire partie des tôles 2lqui sont raccordées, de préférence soudées, aux éléments de caisson 8 afin de conférer un contour extérieur lisse au caisson 7. Les tôles 21 sont, de préférence, disposées à distance des crayons combustibles. REVENDICATIONS 1. Assemblage combustible polygonal pour un réacteur nucléaire, en particulier un surrégénérateur, comprenant un certain nombre de crayons combustibles qui sont maintenus assemblés en un réseau régulier par une gaine extérieure, des nervures disposees dans le sens longitudinal sur la face externe des crayons combustibles déterminant la distance entre des crayons combustibles voisins, caractérisé par le fait que la gaine (6) est constituée par plusieurs éléments de caisson rigides (8) qui comportent une surface externe plane (10) et, sur leur surface interne, des bossages d'appui symétriques (11) s'insérant entre des crayons combustibles voisins, que dans les coins (16) des éléments de caisson (8) sont aménagées des portées (17) ayant un contour extérieur adapté aux crayons (1) et munies d'un évidement (18)et que les éléments de caisson (8) sont maintenus assemblés avec interposition de pièces d'espacement (20) par des tirants d'ancrage (19) passant à travers les évidements (18) des portées (17). 2. Assemblage combustible selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les bossages d'appui (11) ont une section transversale trapézoidale. 3. Assemblage combustible selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que les évidements (18) sont des perçages et que les tirants d'ancrage 119) sont des vis de serrage traversantes. 4. Assemblage combustible selon l'une quelconque des revendications 1, 2 ou 3, caractérisé par le fait que les pièces-d'espacement sont des manchons (20) qui entourent les tirants d'ancrage (19) et qu'entre les manchons (20) sont installés, en tant que prolongement des éléments de caisson (8), des tôles (21) soudées auxdits éléments de caisson (8). 5. Assemblage combustible selon la revendication 4, caractérisé par le fait que les tôles (21) sont disposées à distance des crayons combustibles.