Brevet FR2599541A1 — publié le 19871204

Procédé et installation de Prélèvement de troncon de tube dans un assemblage combustible nucléaire L'invention a pour objet un procédé et une 5 installation de prélèvement de tronçon de tube dans un assemblage combustible nucléaire du type comprenant un squelette formé de deux embouts reliés par des tubes entretoises fixés aux embouts et de grilles réparties entre les embouts le long des tubes entretoises et 10 destinées & maintenir un faisceau de crayons de combustible emprisonné entre les embouts. Beaucoup des assemblages combustibles du type ci-dessus utilisés à l'heure actuelle comportent des tubes entretoises, constituant également des guides pour 15 les crayons de grappes de contrôle, fixés à l'embout inférieur par une vis et à l'embout supérieur par un manchon serti dans l'embout et s'étendant à travers la grille supérieure. Il est souvent souhaitable de prélever un tronçon de la structure de liaison entre 20 tube entretoise et embout supérieur pour faire, sur l'échantillon ainsi obtenu, un examen de corrosion fournissant une indication sur l'état des squelettes d'assemblage. A l'heure actuelle, ce genre de prélèvement 25 s'effectue en général à l'occasion d'un démantèlement complet de l'assemblage (FR-A-2 499 296). Pour séparer l'embout supérieur des tubes entretoises, on utilise un outil de coupe qui peut être de l'un quelconque des différents types utilisés depuis très longtemps pour tron30 çonner un tube par l'intérieur, tels que ceux décrits dans les documents US-A-837 426 et FR-A-2 416 760. L'invention vise notamment à fournir un procédé et une installation permettant de prélever un tronçon de tube entretoise dans sa zone de liaison avec l'embout 35 supérieur, tout en conservant l'intégrité de l'assemblage et sans endommager les crayons de combustible adjacents au tronçon prélevé. Dans ce but, l'invention propose notamment un procédé suivant lequel: on découpe à la fraise une ouverture de sortie du tronçon à travers l'embout supérieur; on tronçonne, par l'intérieur et à l'aide d'un outil de coupe, le tube entretoise au-dessous de la jonction avec l'embout supérieur à l'aide d'un outil rotatif introduit à travers l'embout supérieur et on extrait ce dernier à travers l'ouverture. Le procédé est notamment applicable aux assemblages dont les tubes entretoises sont fixés sur un manchon lui-même soudé dans l'embout supérieur. Dans ce cas, on pourra notamment couper l'ensemble constitué par le tube entretoise et son manchon de fixation entre 15 l'embout supérieur et la grille supérieure. Lorsque l'assemblage doit être manipulé après prélèvement d'un tronçon, il est avantageux de renforcer les liaisons entre les tubes entretoises qui subsistent et l'embout supérieur avant prélèvement. Ce renforcement 20 peut être effectué notamment par le procédé décrit dans la demande de brevet FR 86 05796. L'invention propose également une installation permettant de mettre en oeuvre le procédé ci-dessus défini. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit d'un mode particulier d'exécution, donné à titre d'exemple non limitatif. La description se réfère aux dessins qui l'accompagnent, dans lesquels: - la Figure 1 montre schématiquement, en élévation et en coupe partielle, la partie supérieure d'un assemblage auquel. s'applique le procédé suivant l'invention; - la Figure 2 montre schématiquement, en éléva-35 tion et en coupe partielle, la découpe d'une ouverture d'extraction de tronçon dans la plaque adaptatrice de l'embout supérieur montré en Figure 1; - la Figure 3 montre un outil de coupe d'un tronçon de tube entretoise et de manchon en vue d'un prélèvement; - la Figure 4 est une vue en coupe suivant la ligne IV-IV de la Figure 3. L'assemblage combustible montré en Figure 1 comporte un faisceau de crayons de combustible 11, maintenus par des grilles entretoises 12 réparties le 10 long du faisceau. Les grilles 12 ménagent des passages dont la plupart sont traversés par les crayons de combustible 11, tandis que les autres sont traversés par des tubes entretoises 15. Chacun de ces tubes 15 est fixé à l'embout inférieur (non représenté) par des 15 moyens, généralement constitués par une vis de façon à être démontables. Chaque tube 15 est fixé à l'embout supérieur 14 par l'intermédiaire d'un manchon 16. Le manchon 16 montré en Figure 1 est fixé à la pièce adaptatrice de l'embout 14 par soudage (une fixation par 20 expansion radiale dans un chambrage 17 étant cependant possible). Il traverse la grille supérieure 12, à laquelle il peut être fixé, et se termine immédiatement au-dessous. Le tube entretoise 15 est fixé au manchon 16 par des sertissages intermédiaires 19, visibles sur la 25 Figure 2 sous forme d'expansions localisées et éventuellement un sertissage supérieur.! Les tubes entretoises 15 sont généralement en alliage à base de zirconium, alors que les manchons sont en général en acier inoxydable. Le découpage et l'enlèvement d'un tronçon de liaison entre un tube entretoise 15 et l'embout supérieur 14 impliquent, d'une part, de découper une ouverture de passage dans l'embout supérieur 14, d'autre part, de tronçonner l'ensemble constitué par le tube 35 entretoise 15 et le manchon 16. DécouDe de l'ouverture de Dassage La découpe de l'ouverture de passage peut s'effectuer à l'aide d'un outil de fraisage similaire à celui décrit dans le document EP-A-138 711 auquel on 5 pourra se reporter. La Figure 2 montre la partie inférieure de l'outil de fraisage 20, monté sur un masque de guidage 22. Le masque comporte une embase 24 munie de pions 26 s'insérant dans des trous de centrage ménagés dans l'embout 14. L'outil 20 comporte un fourreau 28 10 muni d'ergots 30 d'accrochage dans l'embase 24 du masque 22 et, dans le fourreau 28, un équipage entrainable en rotation par un moteur non représenté. L'élément inférieur de cet équipage rotatif est constitué par une broche tubulaire 32 munie d'un taraudage de réception 15 d'une fraise à lames 34. Des moyens à commande manuelle non représentés, tels qu'un volant, permettent de déplacer l'équipage rotatif vers le bas et vers le haut par rapport au fourreau 28. L'outil de fraisage peut comporter une conduite d'aspiration des copeaux et 20 poussières à partir de l'espace annulaire compris entre le fourreau 28 et la broche 32. L'ouverture de passage du tronçon à extraire est découpée de façon classique: la broche 32 portant la fraise 34 est entraînée en rotation et elle est pro25 gressivement descendue jusqu'à traversée complète de la plaque. La fraise doit avoir un diamètre externe suffisant pour autoriser l'enlèvement du tronçon. Si les liaisons entre tube entretoise et manchon comportent des zones en saillie, comme illustré sur la Figure 2, 30 l'ouverture découpée à l'aide de la fraise doit avoir un diamètre suffisant pour autoriser le passage de ces zones. Découpe du tube et du manchon La découpe du tube entretoise 15 et du tronçon 16 peut être effectuée à l'aide de l'outil de fraisage de la Figure 2, dans lequel la fraise 34 est remplacée par l'assemblage montré en Figures 3 et 4. Cet assemblage comprend une structure fixe comportant une bague de fixation 36 destinée & être 5 solidarisée, par exemple à l'aide de vis non représentées, du nez 38 de l'outil de fraisage. La structure comporte également des entretoises 40, au nombre de quatre par exemple, qui relient la bague 36 à une semelle support 42. La semelle 42 se prolonge vers le 10 bas par un tube guide 44 et porte un roulement à billes 46 de réception de la partie rotative de l'assemblage. L'axe 48 du roulement est décalé par rapport à l'axe 50 de la broche 28, dans un but qui apparaîtra plus loin. La partie rotative de l'assemblage comporte un 15 fourreau 52 tournant librement dans le roulement 46 et ayant un clavetage 54 coulissant avec un tube d'entrainement en rotation 56. Un embout du tube 56 est vissable dans la broche 28, en substitution de la fraise 34. Le fourreau 52 est également claveté coulissant, par 20 une goupille 58 s'engageant dans une rainure axiale, sur le prolongement d'une tige 60 portant un grain de coupe 62 fixé par un écrou 64. Le fourreau 52 porte également un roulement 65 dans lequel tourne la broche 60. L'équipage rotatif de l'outil comporte encore 25 une tige de commande 66. Dans une rampe hélicoïdale de la tige 66 s'engage un tenon (non représenté) solidaire de la tige 50. La profondeur à laquelle seront découpés le tube entretoise 15 et le manchon 16 est fixée par la longueur 30 de la tige 60 à partir de l'appui fourni par la semelle 42. Une fois cette semelle venue en appui sur le masque correspondant, alors que l'équipage mobile est relevé et le grain de coupe 62 dans la position montrée en traits mixtes sur la Figure 4, on enfonce l'équipage mobile de 35 l'outil de fraisage. La descente de la broche 32 et de la tige 66 fait tourner la tige 60 du fait du couplage hélicoïdal des tiges 60 et 66. La rotation de la tige 60 sollicite le grain de coupe 62 vers la position dans laquelle il est montré en traits pleins sur la Figure 4. Si on fait alors tourner l'équipage mobile de la 5 fraiseuse en maintenant une pression vers le bas sur la tige 66, il y a découpe progressive du tube entretoise 15, puis du fourreau 16. La course angulaire a, et donc la saillie du grain 62, peuvent être réglées à l'aide d'une bague 68, ce qui supprime le risque d'endommager 10 un crayon de combustible adjacent. Il faut noter au passage qu'au cours de la coupe le tube entretoise et le manchon sont retenus en rotation par la fixation habituelle du manchon sur la grille supérieure, et éventuellement celle du tube sur les 15 autres grilles et l'embout inférieur. Le tronçon découpé peut ensuite être enlevé, éventuellement en utilisant son appui sur le grain de coupe maintenu en saillie maximale, puis déposé dans un réceptacle obturable de manutention et de protection 20 permettant de l'amener à un laboratoire d'analyse. Une fois le prélèvement effectué, l'assemblage peut de nouveau être manutentionné, par exemple en vue d'un transfert en piscine de désactivation ou de mise en conteneur à l'aide d'un appareillage qui peut être celui 25 décrit dans la demande EP-A-138 711 déjà mentionnée. REVENDICATIONS 1. Procédé de prélèvement de tronçon de tube dans un assemblage combustible nucléaire du type 5 comprenant un squelette formé de deux embouts reliés par des tubes entretoises (15) fixés aux embouts (14) et de grilles (12) réparties entre les embouts le long des tubes entretoises et destinées & maintenir un faisceau de crayons de combustible (11) emprisonné entre les 10 embouts, caractérisé en ce que: on découpe à la fraise (34) une ouverture de sortie du tronçon à travers l'embout supérieur, on tronçonne, par l'intérieur et à l'aide d'un outil de coupe, le tube entretoise (16) au-dessous de la jonction avec l'embout supérieur à 15 l'aide d'un outil rotatif introduit à travers l'embout supérieur et on extrait ce dernier à travers l'ouverture. 2. Procédé selon la revendication 1, de prélèvement sur un assemblage dont les tubes entretoises sont 20 fixés sur un manchon (16) lui-même soudé dans l'embout supérieur, caractérisé en ce qu'on coupe l'ensemble constitué par le tube entretoise et son manchon de fixation entre l'embout supérieur et la grille supérieure. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'on renforce les liaisons entre les tubes entretoises qui subsistent et l'embout supérieur avant prélèvement. 4. Installation de prélèvement de tronçon de 30 tube dans un assemblage combustible nucléaire du type comprenant un squelette formé de deux embouts reliés par des tubes entretoises (15) fixés aux embouts (14) et de grilles (12) réparties entre les embouts le long des tubes entretoises et destinées à maintenir un faisceau 35 de crayons de combustible (11) emprisonné entre les embouts, comprenant un outil ayant un fourreau (28) solidarisable de l'embout supérieur (14) et un équipage rotatif dans le fourreau, caractérisée en ce que l'équipage rotatif comprend une broche prévue pour recevoir & volonté une fraise (34) de découpe d'une 5 ouverture de passage du tronçon dans l'embout supérieur ou la partie rotative d'un ensemble ayant également une structure fixe solidarisable du fourreau et en ce que ladite partie rotative comprend un tube d'entraînement en rotation (56) solidarisable de la broche et une tige 10 (60) montée excentrée dans le tube, portant un grain de coupe (62) et dont l'orientation dans le tube (56) est ajustable par déplacement axial d'une tige de commande (66) coaxiale & la broche. 5. Installation de prélèvement de tronçon de 15 tube dans un assemblage combustible nucléaire du type comprenant un squelette formé de deux embouts reliés par des tubes entretoises (15) fixés aux embouts (14) et de grilles (12) réparties entre les embouts le long des tubes entretoises et destinées à maintenir un faisceau 20 de crayons de combustible (11) emprisonné entre les embouts, comprenant un outil ayant un fourreau (28) solidarisable de l'embout supérieur (14) et un équipage rotatif dans le fourreau, caractérisée en ce que la partie rotative de l'ensemble de coupe comprend un 25 fourreau (52) claveété coulissant sur un tube solidarisable de la broche et sur la tige portant le grain de coupe. 6. Installation selon la revendication 4 ou 5, caractérisée en ce qu'elle comprend de plus des moyens 30 d'enlèvement et de réception du tronçon.