Brevet FR2633436A1 — publié le 19891229

"Procédé et élément de maintien pour la réparation d'un assemblage combustible nucléaire, endommagé en périphérie d'un support entretoise" L'invention concerne un procédé de réparation d'un assemblage combustible d'un réacteur nucléaire, endommagé en périphérie d'un support entretoise, o l'assemblage consiste en un faisceau de crayons combustibles s'étendant longitudinalement et qui sont maintenus en position par plusieurs supports entretoises intermédiaires en forme de grilles, séparé axialement les uns des autres, de telle sorte que chaque crayon combustible passe à travers une cellule du support entretoise formé par des traverses métalliques en intersection disposés à la périphérie et y est supporté élastiquement. Pendant le chargement et le déchargement d'un coeur d'un réacteur avec des assemblages combustibles, il arrive que des cellules supports entretoises périphériques soient endommagées par accrochages avec des assemblages de combustible voisins. Dans l'art antérieur, afin d'éliminer de tels dommages dans l'art antérieur on réinsère un crayon combustible ou un faux crayon combustible en position après l'enlèvement ou le redressement des traverses métalliques endommagées du support entretoise. En particulier si deux ou plus des supports entretoises disposés l'un au-dessus de -l'autre sont endommagés et que les traverses métalliques doivent être complètement enlevés, le support insuffisant conduit à un balancement du crayon combustible entraînant pour ce crayon et pour les crayons combustibles voisins un endommagement facile. si l'on souhaite éviter un tel balancement connu de l'art antérieur, tous les crayons de l'assemblage combustible doivent être retirés ce qui entraîne une perte de temps, et ils doivent ensuite être insérés dans un nouveau cadre d'assemblage combustible consistant en le support entretoise, un guide et des pièces d'extrémité. En plus de la perte de temps le danger existe également que les crayons combustibles se fissurent pendant l'enlèvement et la réinsertion, et de plus le support entretoise peut être endommagé. Ainsi le but de la présente invention est de créer un procédé du type cidessus, mais dans lequel le balancement peut être évité. Ce but est atteint par le fait qu'après l'enlèvement des traverses métalliques endommagées, un élément de maintien au contact du crayon combustible est fixé au support entretoise. Par ce moyen il est possible d'attacher le crayon combustible par rapport au support entretoise de telle façon que les mouvements de balancements indésirables soient évités. Si un faux crayon combustible est inséré dans la cellule à la place d'un crayon combustible, alors dans un mode de réalisation préféré du procédé l'élément de maintien est inséré dans une rainure pour anneau de retenu. De cette façon, tout déplacement de l'élément de maintien, par rapport au crayon, qui dépasse le jeu requis pour un équilibrage de la dilatation causée par la chaleur est évité. L'élément de maintien pour la réalisation du procédé est une bande de métal entourant partiellement la circonférence du crayon combustible ou du faux crayon combustible, cette bande ayant une saillie qui peut être réunie au support entretoise à chacune de ses extrémités libres. Ainsi le crayon est tenu par un moyen simple, ne créant pas de balancement, et d'une façon aussi précise que dans le support entretoise intact. Les saillies sur les extrémités libres de l'élément de maintien ont la propriété d'être élastiques, de telle façon que le crayon peut être assurément déplacé axialement dans le cadre d'un équilibrage de dilatation par la chaleur en plus d'offrir une installation fiable du crayon sur les traverses métalliques restantes du support entretoise. Une pièce saillante élastique tournée vers le crayon supporte ce moyen et assure également un meilleur contact du 263343e crayon combustible avec le liquide de refroidissement. Si une cellule de coin est endommagée, les saillies s'engagent de préférence dans des fentes des deux pièces restantes, tandis que si une cellule qui n'est pas d'angle est endommagée, il reste trois traverses en sorte que dans ce cas une suspension directe de l'élément de maintien sur les traverses est produite de préférence. Pour l'insertion d'un faux crayon combustible, on peut utiliser une configuration de l'élément de maintien qui se caractérise par le fait que l'élément de maintien est réalisé sous la forme d'une goupille fendue dont les bras sont élastiques et sur les extrémités libres desquels on trouve des saillies de façon qu'après être passé par un alésage ou une fente du faux crayon combustible, les saillies peuvent s'attacher au support entretoise. Cette configuration crée un élément de maintien qui ne peut pas s'échapper car passant par une ouverture qui peut être un alésage ou une fente il produit un maintien ferme avec les bras faisant ressort et prennant un plus grand diamètre que l'alésage derrière cet alésage, et de cette façon il ne peut pas s'extraire de l'alésage suite à un désaccrochage involontaire du dispositif de verrouillage avec le support entretoise. Une circulation indésirable de l'élément de maintien dans le circuit de refroidissement de l'installation du réacteur nucléaire est ainsi rendue impossible. Afin de s'implifier le montage d'un élément de maintien en combinaison avec un faux crayon combustible, une rainure longitudinale est prévue dans la rainure pour anneau de retenue du faux crayon combustible de façon à créer un emplacement pour un outil de montage. Il va être procédé maintenant à la description d'exemples de réalisation du procédé de l'invention et de l'élément de maintien sur la base des exemples de réalisation et en référence aux dessins schématiques des figures 1 à 13. La figure 1 montre une vue générale d'un assemblage combustible; la figure 2 montre une section selon la ligne 2-2 de la figure; la figure 3 montre une vue partielle d'un support entretoise dans une représentation en perspective avec un crayon combustible et un élément de maintien; les figures 4 à 8 montrent différentes formes de réalisation d'un élément de maintien; la figure 9 montre une partie d'un faux crayon combustible; la figure 10 montre une autre configuration du faux crayon combustible; la figure 11 montre un élément de maintien pour un crayon qui n'est pas de coin; la figure 12 montre un élément de maintien pour un crayon qui n'est pas de coin, dans sa position d'insertion, et la figure 13 montre un élément de maintien pour un faux crayon combustible. La figure I montre un assemblage combustible 1 de réacteur nucléaire selon une vue générale. Il consiste en une 16 pluralité de crayons combustibles 2 qui sont tenus en position par plusieurs supports entretoises 3 intermédiaires, lesquels sont séparés selon une direction axiale. Des plaques de liaison supérieure et inférieure 4 et 5 d'assemblage combustible sont maintenues ensemble par des tubes guides qui ne sont pas représentés. Les tubes guides ou le tube d'instrumentation qui ne sont également pas représentés portent les supports entretoises et les attachent avec leur intervalle axial. Comme on peut le voir de la figure 2 qui montre une partie d'un support entretoise à une plus grande échelle, chaque crayon combustible 2 passe au travers d'une cellule 6, de telle façon qu'il est entouré par quatre traverses 7 qui forment la cellule et dont les pièces saillantes 8 en partie élastiques entrent en contact avec le crayon combustible 2. Si les traverses disposées à la périphérie du support entretoise sont endommagés alors elles sont enlevées et leur fonction est remplacée par un élément de maintien 9 qui sera décrit plus en détail Ci-après. Le procédé de réparation et l'élément de maintien 9 correspondant peuvent être reconnues sur la figure 3. Une cellule 6 se présente seulement sous la forme d'une carcasse de cellule d'un crayon combustible2 (crayon de coin) disposée à un coin du support entretoise 3, après enlèvement de la pièce endommagée 7 indiquée par la ligne en pointillés. Un élément de maintien 9 possède, comme cela peut être vu aux figures 4 à 8, sur chacune de ses extrémités libres, une saillie 10 de propriété élastique qui peut s'attacher dans une fente 11 d'un croisillon 7. L'élément de maintien 9 entre en contact avec un crayon combustible 2 sur une partie de sa circonference et fixe-- ainsi le crayon combustible et empêche ainsi tout balancement indésirable de celui-ci. La saillie élastique assure d'une part un positionnement précis du crayon, et d'autre part permet un déplacement vertical du crayon combustible pour l'équilibrage des dilatations sous l'effet de la chaleur et des changements longitudinaux causés par les radiations. On peut voir plusieurs exemples de réalisation de l'élément de maintien 9 sur les figures 4 à 8. -* Toutes les formes de réalisation consistent en une - bande métallique qui montre à ses extrémités libres les conformations en saillie 10 qui s'enclenchent dans une fente 11 de la traverse, formations adaptées aux dimensions particulières du crayon combustible correspondant. Tandis que la figure 4 montre un élément de maintien consistant en une bande métallique, on peut voir aux figures et 8 un élément de maintien pourvu d'un évidement 12 pour adaptation à la force élastique. Une pièce saillante 13, selon la figure 7, élastique si nécessaire, réduit les surfaces de contact entre le crayon combustible 2 et l'élément de maintien 9 et simplifie également le passage du liquide de refroidissement entre le crayon combustible et l'élément de maintien. Un élément de maintien 9 dont les saillies 10 selon la figure 6 ont des côtés légèrement en angulation et ayant des propriétés élastiques simplifie l'introduction de l'élément de maintien dans les rainures 11 de la carcasse de la cellule dans ce cas ces dernières sont disposées aux points d'intersection de deux traverses 7. La bande métallique pour produire un élément de maintien consiste en un matériau (par exemple Inconel 718 ou 750), qui retient ses propriétés de ressort même pendant l'irradiation. Un exemple de réalisation qui montre un élément de - maintien pour un crayon "non de coin "est décrite en référence aux figures 11 et 12. Après élimination de la traverse 7 périphérique il reste une carcasse de cellule avec trois traverses. L'élément de maintien 9, selon la figure 11, consiste en une feuille de métal adaptée aux contours du crayon combustible et dont les bords 14 supérieur et inférieur se prolongent par des saillies 10a en crochets. Elles sont également de propriété élastique et sont mises dans les traverses 7. L'enlèvement d'une traverse endommagée 7 d'une cellule 6 peut être réalisée avec un crayon combustible installé: Cependant il peut être également nécessaire de démanteler le crayon combustible et de le remplacer par un nouveau crayon combustible ou un faux crayon combustible 15. Les éléments de maintien décrits précédemment peuvent être insérés pour le faux crayon combustible. Afin d'assurer l'élément de maintien contre tout déplacement axial, un faux crayon combustible 15 peut avoir une rainure pour anneau de retenue 16 (figure 9) et/ou également une rainure longitudinale 17 (figure 10). La rainure pour anneau de maintien 16 est alors adaptée à la hauteur de l'élément de maintien de telle façon qu'il y a un jeu suffisant pour assurer un mouvement du crayon pour l'équilibrage des dilatations sous l'effet de la chaleur. Cette forme de réalisation à l'avantage qu'il n'a aucune partie dépassant du faux crayon combustible qui pourrait présenter une surface d'attaque par exemple pour un accrochage avec un assemblage combustible adjacent. La rainure longitudinale 17 d'orientation axiale est alors nécessaire si un montoir a des parties qui avancent à l'intérieur au-dessus de l'élément de maintien. Une autre forme de réalisation en particulier pour l'utilisation avec un faux crayon combustible 15 est montrée à la figure 13. Selon celle-ci le moyen de maintien s'étend transversalement à l'axe du faux crayon combustible 15 en passant par un alésage 18 qui est ménagé avec un évidement 19. L'élément de maintien 9a a une forme analogue à celle d'une goupille fendue. Il a une tête 20 à partir de laquelle s'étend deux bras 21 élastiques, les bras ayant des saillies du type indiqué aux figures 4 à 8 à leurs extrémités libres, chacune d'elles s'étendant à partir de l'élément de maintien 9. Après passage par l'alésage 18 o les saillies 10 reposent contre les parois de l'alésage de manière élastique, les bras 21 s'écartent de nouveau et s'enclenchent avec leur saillie 10 dans une fente 11 des traverses 7 du support entretoise 3. La tête 20 de l'élément de maintien 9a arrive à reposer sur l'épaulement de l'évidement 19, de telle façon que on obtient la position fixée du faux crayon combustible 15. REVEND1CATIONS 1. Procédé de réparation d'un assemblage combustible de réacteur nucléaire endommagé à la périphérie d'un support entretoise (3) intermédiaire, l'assemblage consistant en un faisceau de crayons combustibles (2) s'étendant longitudinalement et maintenus en position au moyen de plusieurs supports entretoises (3) sous la forme de grilles espacées les unes des autres axialement, de façon à ce que chaque crayon combustible (2) passe au travers d'une cellule (6) du support entretoise formé par des traverses métalliques (7) définissant les bords de cellule (6).et dans laquelle il est supporté élastiquement, caractérisé en ce que après avoir enlevé la pièce endommagée on attache au support entretoise (3) un élément de maintien (9) en contact avec le crayon combustible (2). 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'en outre on remplace le crayon combustible (2) par un faux crayon combustible (15) et en ce que on insère l'élément de maintien (9) dans une rainure (16) pour anneau de retenue du faux crayon combustible (15). 3. Elément de maintien (9) pour la réparation d'un assemblage combustible de réacteur nucléaire qui a été endommagé en périphérie d'un support entretoise (3), assemblage consistant en un faisceau de crayons combustibles (2) s'étendant longitudinalement et maintenus par plusieurs supports entretoises (3) sous la forme de grilles espacées l'une de l'autre axialement, de façon à ce que chaque crayon combustible (2) passe à travers une cellule (6) du support entretoise formé par des traverses (7) et y soit supporté de manière élastique, pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de maintien (9) est une bande de métal entourant partiellement la circonférence du crayon combustible (2) ou du faux crayon combustible (15) , munie à chacune de ses extrémités libres d'une saillie (10) qui peut être fixée à un support entretoise (3). 4. Elément de maintien (9) pour la réparation d'un assemblage combustible de réacteur nucléaire endommagé en périphérie d'un support entretoise, assemblage consistant en un faisceau de crayons combustibles (2) s'étendant longitudinalement et maintenus en position par plusieurs supports entretoises (3) sous la forme de grilles espacées axialement l'une de l'autre, de façon & ce que chaque crayon combustible (2) passe à travers une cellule (6) du support entretoise (3) formé par des traverses (7) et y soit supporté de façon élastique pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'en outre l'élément de maintien (9) a la forme d'une goupille fendue dont les bras (21) forment un ressort sous charge, et sur les extrémités libres desquelles sont ménagées des saillies (10), de façon à ce qu'après son passage par un alésage (8) ou une fente du faux crayon combustible (15) les saillies (10) peuvent se fixer dans un support entretoise (3). 5. Elément de maintien (9) selon la revendication 3, caractérisé à ce qu'en outre il a au moins une pièce saillante (13) orientée vers le crayon combustible (2) ou vers le faux crayon combustible (15). 6. Elément de maintien (9) selon la revendication 5, caractérisé en ce que la pièce saillante (13) est élastique. 7. Elément de maintien (9) selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'en outre l'élément de maintien (9) est fixé dans une fente (11) du support entretoise. 8. Elément de maintien selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'en outre l'élément de maintien (9) a au moins une saillie (10) élastique qui se fixe par-dessus la traverse (7). 9. Faux crayon combustible (15) pour la réparation d'un assemblage combustible de réacteur nucléaire endommagé à la périphérie d'un support entretoise (3), assemblage consistant en un faisceau de crayons combustibles (2) s'étendant longitudinalement et maintenus en position au moyen de plusieurs supports entretoises (3) sous la de forme grilles espacées axialement les unes des autres de façon à ce que chaque crayon combustible (2) passe au travers d'une cellule (6) du support entretoise (3) formée par des traverses (7) et y soit supporté de manière élastique pour la mise en oeuvre du procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu'en outre dans la zone de la rainure (16) pour anneau soit coordonnée une rainure longitudinale (17) s'étendant dans la direction axiale du faux crayon combustible (15).