Brevet FR2646548A1 — publié le 19901102

Grille à ressorts de maintien pour assemblage combus- tible nucléaire L'invention concerne les grilles d'entretoise- ment et de maintien de crayons pour assemblage combusti- ble nucléaire, du type comprenant plusieurs jeux de pla- quettes entrecroisées pour définir des cellules de ré- ception de crayons de combustible. De telles grilles sont utilisées pour retenir les crayons aux noeuds d'un réseau à mailles régulières, carrées ou triangulaires. Pour retenir les grilles sur les crayons en permettant à ces derniers de glisser en cas de dilatation différen- tielle des crayons entre eux par rapport aux tirants sur lesquels sont fixées les grilles, les plaquettes portent des ressorts qui appliquent les crayons contre une bos- sette fixe de la plaquette opposée à celle qui porte le ressort ou contre un autre ressort. De telles grilles sont notamment utilisées dans les assemblages de réac- teurs modérés et refroidis par de l'eau légère. On connaît déjà de telles grilles utilisant des ressorts doubles rapportés, constitués par une bande re- pliée en U, ayant deux branches actives situées de part et d'autre d'une plaquette, destinées à s'appuyer sur les crayons occupant deux cellules mutuellement adjacen- tes et séparées par la plaquette, raccordées par une boucle surmontant la plaquette et solidarisées l'une de l'autre par soudage à la base de la boucle. En particu- lier, on utilise largement à l'heure actuelle des gril- les comportant des ressorts doubles dont les branches sont solidarisées l'une de l'autre par soudage à travers deux fenêtres ménagées dans la plaquette correspondante et situées de part et d'autre d'une partie médiane élas- tique des branches. On peut notamment trouver une des- cription de tels ressorts et d'une machine permettant de les mettre en place dans le document EP-A- 0 163 568. Ce type de grille donne en général de bons résultats. Cependant, on peut craindre les conséquences d'une rupture de la soudure reliant les extrémités des branches éloignées de la boucle de résistance limitée du fait de la faible surface disponible pour le soudage. Une telle rupture peut permettre à l'extrémité libre des branches, ainsi désolidarisées, de venir en contact avec la gaine des crayons et de les détériorer. L'invention vise notamment à fournir une grille pour assemblage de combustible nucléaire répondant mieux que celles antérieurement connues aux exigences de la pratique, notamment en ce qu'elle écarte les risques liés à la rupture d'une soudure. Dans ce but, l'invention propose notamment une grille du type ci-dessus défini, dans laquelle les bran- ches de chaque ressort sont reliées entre elles d'une part par une soudure à la base de la boucle, d'autre part par des moyens de verrouillage mécanique des bran- ches l'une par rapport à l'autre et par rapport à la plaquette correspondante, ces moyens étant situés à l'opposé de la soudure par rapport à la partie élastique des branches et maintenant une partie terminale de cha- cune des deux branches à plat contre la plaquette. Les moyens de verrouillage peuvent avoir des na- tures très diverses. Dans un premier mode de réalisa- tion, les extrémités de chaque branche ont une largeur réduite à la moitié de la largeur de la partie courante et les languettes ainsi constituées traversent une fenê- tre pratiquée dans la plaquette correspondante en s'en- trecroisant. Dans un autre mode de réalisation, l'une des branches est plus longue que l'autre et est rabattue à sur l'extrémité de cette dernière, en saillie au- delà de la plaquette. Dans un autre mode de réalisation encore, les extrémités de chaque branche s'engagent sous des pontets respectifs constitués par découpe et enfoncement local de la plaquette, de part et d'autre du plan médian de celle-ci. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit de modes particuliers de réali- sation, donnés à titre d'exemples non limitatifs. La description se réfère aux dessins qui l'accompagnent, dans lesquels: - la Figure 1 est une vue en perspective d'un fragment d'une grille d'assemblage combustible, munie de ressorts pouvant être conformes à l'invention; - la Figure 2 est une vue en coupe suivant un plan vertical montrant un ressort double (à deux bran- ches actives) conforme à un premier mode de réalisation de l'invention; la Figure 3 est une vue partielle depuis la droite de la Figure 2, montrant les languettes termina- les du ressort; - les Figures 4 et 5, similaires aux Figures 2 et 3, montrent un autre mode de réalisation; - la Figure 6, similaire à la Figure 4, montre une variante; - les Figures 7 et 8, similaires aux Figures 2 et 3, montrent encore un autre mode de réalisation; - la Figure 9 est une vue en perspective d'une fraction de plaquette comportant des pontets utilisables pour recevoir un ressort du genre montré en Figures 7 et 8. La grille 10 dont une fraction est montrée en Figure 1 a une constitution générale classique, qui peut par exemple être celle dont on trouvera une description dans le document FR-A-2 474 229. Elle ne sera en consé- quence pas décrite en détail. La grille 10 est constituée par des plaquettes 11, généralement en alliage à base de zirconium dénommé "ZIRCALOY", assemblées à mi-fer et soudées en leurs points de raccordement 12. Certaines des plaquettes 11 représentées compor- tent des bossages 13 d'appui de crayons de combustible (non représentés) et chaque plaquette est percée de fe- nêtres coopérant avec les ressorts destinés à appliqués les crayons sur les bossages 13. Sur la Figure 1 appa- raissent uniquement des ressorts doubles 15 qui s'insè- rent dans des échancrures 14 ménagées dans les plaquet- tes et débouchant sur une des tranches de la plaquette. Les ressorts 15 sont constitués par une bande d'alliage ayant des caractéristiques mécaniques supé- rieures à celles du matériau constitutif des plaquettes. Le ressort 15 montré en Figure 2, du type à épingle en U double, a deux branches reliées par une boucle enfilée dans l'échancrure 14. Les deux branches ont la même for- me. Chacune présente une partie plate destinée à s'ap- pliquer contre la partie plate de l'autre branche à tra- vers une fenêtre 18 et à y être fixée par une soudure 20. Au-delà de la partie plate soudée, chaque branche comporte encore une partie qui s'appuie à plat contre la plaquette, une partie cintrée 22 présentant l'élasticité nécessaire pour appuyer le crayon contre un bossage si- tué en face et une partie terminale 24. Dans le mode de réalisation montré en Figures 2 et 3, la partie terminale présente une zone destinée à s'appuyer à plat contre la plaquette et une extrémité de largeur réduite à la moitié de la largeur de la partie courante de la branche, de façon à constituer une lan- guette 26. Les languettes présentent deux plis et sont placées de façon à pouvoir se croiser en traversant une fenêtre 28 pratiquée dans la plaquette correspondante. La mise en place d'un ressort peut s'effectuer de la façon suivante: le ressort mis en forme est insé- ré transversalement à la plaquette vers le bas sur la figure 2, en faisant glisser ses branches de part et d'autre de la plaquette 11. Pour forcer les extrémités des branches à s'engager dans la fenêtre 28, le ressort est retenu en compression élastique pendant que la bou- cle est repoussée vers le bas, de façon à bomber les branches et à mettre les languettes en oblique. Une fois l'insertion amorcée, le ressort peut être déplacé sans mise en compression jusqu'à ce que la boucle vienne au contact de l'arête de la plaquette, au fond de l'échan- crure 14. Les deux branches sont alors fixées l'une à l'autre par soudage en 20. Le ressort montré en Figures 4 et 5 (o les élé- ments correspondant à ceux déjà montrés en Figures 2 et 3 portent le même numéro de référence) se différencie du précédent par la constitution des parties terminales des branches. Les deux branches ont une longueur telle qu'elles débordent de la plaquette 11 vers le bas. Elles présentent un double pli 30 à l'emplacement o les bran- ches débordent de la plaquette. L'une des branches pré- sente une longueur nettement supérieure à l'autre. Dans un mode de montage, une fois le ressort 15 inséré, l'ex- trémité de cette branche est rabattue à 1800 pour s'ap- pliquer sur l'extrémité de la branche la plus courte. Une solution qui semble plus avantageuse consiste à af- faiblir le sommet de la boucle, par exemple en y formant deux encoches pour que la partie de largeur réduite constitue une articulation permettant d'écarter les deux branches dans leur plan d'un angle suffisant pour glis- ser la branche courte entre la plaquette et l'extrémité rabattue de la branche longue. Dans ce cas aucun pliage n'est nécessaire après mise en place du ressort. Dans les deux cas, chaque partie terminale des branches est retenue, dans la portion comprise entre la partie élas- tique 22 et le double pli 30, contre la plaquette. - La variante de réalisation montrée en Figure 6 ne se différencie de celle des Figures 4 et 5 que par la longueur des parties des branches en saillie au-dessous de la plaquette 11. Les extrémités sont plus courtes et la partie rabattue à 180 de la branche longue constitue un simple crochet 34 de retenue, constituant un encli- quetage. Enfin, le ressort montré en Figures 7 et 8 se différencie de celui de la Figure 2 en ce que les extré- mités des branches sont plates et appliquées l'une con- tre l'autre. Elles s'engagent entre deux pontets 36 (Fi- gures 7 à 9) constitués par découpe et enfoncement lo- cal, en sens inverse, de deux bandes dans la tôle constituant la plaquette. Les pontets présentent avanta- geusement une forme trapézoïdale facilitant l'entrée des extrémités des branches, le fond des pontets ayant une largeur sensiblement égale à celle des branches pour as- surer un maintien en place précis de ces dernières. L'une des branches peut être plus longue que l'autre pour faciliter l'entrée des extrémités entre les pon- tets, lorsqu'on glisse les branches le long des faces opposées de la plaquette. L'invention est susceptible d'autres variantes encore de réalisation et elle peut s'appliquer aux res- sorts de constitution dissymétrique, à une seule branche active,(c'est-à-dire constituant ressort), l'autre bran- che constituant une rotule d'appui. REVENDICATIONS 1. Grille d'entretoisement et de maintien de crayons pour assemblage combustible nucléaire, compre- nant plusieurs jeux de plaquettes (11) entrecroisées pour défini des cellules de réception de crayons de com- bustible et des ressorts rapportés, constitués par une bande repliée en U ayant deux branches actives situées de part et d'autre d'une plaquette (11), destinées à s'appuyer sur les crayons occupant deux cellules mutuel- lement adjacentes et séparées par la plaquette, raccor- dées par une boucle surmontant la plaquette et solidari- sées l'une de l'autre par soudage' (20) à la base de la boucle, à travers une fenêtre (18) ménagée dans la pla- quette, caractérisée en ce que les branches de chaque ressort sont reliées entre elles, d'une part, par la soudure située à la base de la boucle, d'autre part, par des moyens de verrouillage purement mécanique des bran- ches l'une par rapport à l'autre et par rapport à la plaquette correspondante, ces moyens étant situés à l'opposé de la soudure par rapport à la partie élastique de la branche correspondante. 2. Grille selon la revendication 1, caractérisée en ce que les extrémités de chaque branche ont une lar- geur réduite à la moitié de la largeur de la partie cou- rante de la branche et en ce que les languettes (26) ainsi constituées traversent une fenêtre (28) pratiquée dans la plaquette correspondante en s'entrecroisant. 3. Grille selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'une des branches est plus longue que l'autre et est rabattue à 1800 sur l'extrémité de cette derniè- re, en saillie au-delà de la plaquette. 4. Grille selon la revendication 3, caractérisée en ce que la boucle présente un affaiblissement local constituant articulation permettant de faire tourner les branches l'une par rapport à l'autre dans leur plan.- 5. Grille selon la revendication 1, caractérisée en ce que les extrémités des deux branches s'engagent sous des pontets respectifs (36) constitués par découpe et enfoncement local de la plaquette, de part et d'autre du plan médian de celle-ci.