Brevet FR2712723A1 — publié le 19950524

L'invention concerne une plaque supérieure du coeur d'un réacteur nucléaire refroidi à l'eau et en particulier d'un réacteur nucléaire refroidi à l'eau sous pression. Les réacteurs nucléaires à eau sous pression comportent un coeur constitué par des assemblages combustibles de forme prismatique juxtaposés et placés avec leurs axes dans la direction verticale. Le coeur disposé à l'intérieur de la cuve du réacteur est placé en-dessous d'une structure appelée "équipements internes supérieure Les équipements internes supérieurs comportent en particulier, à leur partie inférieure, une plaque plane traversée par des ouvertures venant en appui sur la partie supérieure des assemblages combustibles dont elle assure le maintien dans la direction axiale. Le maintien en position des assemblages combustibles par rapport à la plaque superieure de coeur est assuré en particulier par des pions de centrage ayant une partie saillante en-dessous de la plaque supérieure de coeur et qui viennent s'engager, lors de la mise en place des équipements internes supérieurs, dans des ouvertures correspondantes prévues dans l'embout supérieur des assemblages combustibles. Au cours des phases d'arrêt du réacteur, par exemple pour le rechargement du coeur et pour l'entretien ou la réparation de composants, on est amené à sortir les équipements internes supérieurs de la cuve pour les placer sur un stand de stockage disposé dans la piscine du réacteur. Pendant la manutention des équipements internes supérieurs, les broches de centrage qui sont en saillie à la partie inférieure des équipements internes et qui ne sont pas protégées peuvent venir heurter une partie d'un composant du réacteur nucléaire ou de la piscine du réacteur dans laquelle sont déposés les équipements internes supérieurs. I1 peut en resulter des détériorations qui nécessitent un remplacement de ces pions de centrage qui peuvent être déformées ou qui peuvent même se casser au niveau de leur partie d'engagement dans la plaque supérieure de coeur du réacteur. En particulier, les pions de centrage ou pions d'alignement des assemblages combustibles disposées au voisinage de la périphérie de la plaque supérieure de coeur du réacteur sont susceptibles d'être détériorées par des chocs pendant le transport des équipements internes supérieurs. On ne connaissait pas jusqu'ici de moyens permettant de protéger contre des chocs, les pions d'alignement d'une plaque supérieure de coeur d'un réacteur nucléaire en saillie sous la plaque supérieure de coeur, pendant des opérations de manutention des équipements internes supérieurs. Le but de l'invention est donc de proposer une plaque supérieure de coeur d'un réacteur nucléaire refroidi à l'eau comportant un coeur constitué par des assemblages de forme sensiblement prismatique disposés avec leur axe vertical et juxtaposés, la plaque supérieure de coeur de forme circulaire reposant dans une position sensiblement horizontale sur la partie supérieure des assemblages combustibles et comportant des pions d'alignement en saillie sur sa face inférieure, engagés dans des ouvertures de chacun des assemblages combustibles, cette plaque supérieure de coeur étant réalisée de manière que les pions d'alignement et en particulier les pions d'alignement situés à la périphérie de la plaque supérieure de coeur soient protégés pendant des opérations de manutention des équipements internes supérieurs. Dans ce but, la plaque supérieure de coeur suivant l'invention comporte de plus, au voisinage de son bord périphérique externe, une partie de forme sensible ment annulaire, en saillie par rapport à sa face inférieure, sensiblement sur toute sa périphérie. Afin de bien faire comprendre 1 invention, on va maintenant décrire, à titre d'exemples non limitatifs, en se référant aux figures jointes en annexe, deux modes de réalisation d'une plaque supérieure de coeur suivant l'invention. La figure 1 est une vue en coupe par un plan vertical de la cuve d'un réacteur nucléaire à eau sous pression. La figure 2 est une vue de dessus partielle d'une plaque supérieure de coeur suivant l'invention et suivant un premier mode de réalisation. La figure 2A est une vue en coupe suivant AA de la figure 2. La figure 2B est une vue en coupe suivant BB de la figure 2. La figure 2C est une vue en coupe suivant CC de la figure 2. La figure 3 est une vue en coupe longitudinale d'un élément constitutif de l'anneau de protection de la plaque supérieure de coeur représentée sur la figure 2. La figure 4 est une vue de face de l'élément représente sur la figure 3 montrant les zones de soudure de cet élément sur la plaque supérieure de coeur. La figure 5 est une vue partielle de dessus d'une plaque supérieure de coeur suivant l'invention et suivant une seconde variante de réalisation. La figure 5A est une vue en coupe suivant AA de la figure 5. La figure 5B est une vue en coupe suivant BB de la figure 5. La figure 5C est une vue en coupe suivant CC de la figure 5. La figure 6 est une vue de face développée d'une portion de l'anneau de protection de la plaque supérieure de coeur représentée sur la figure 5. Sur la figure 1, on voit la cuve d'un réacteur nucléaire designée de manière générale par le repère 1. A l'intérieur de la cuve 1 est disposé le coeur 2 du réacteur constitué par des assemblages combustibles de forme prismatique juxtaposés et reposant sur un support 3 constitué par une plaque horizontale de forte épaisseur. Le coeur 2 du réacteur est disposé à l'intérieur des équipements internes inférieurs qui comportent une enveloppe de coeur 4 et un cloisonnement 5 intercalé entre les assemblages périphériques du coeur 2 et la surface intérieure de l'enveloppe de coeur 4. Au-dessus du coeur 2 sont disposés les équipements internes 6 qui comportent une première plaque 7, une seconde plaque 8 parallèle à la plaque 7, des entretoises 9 de jonction entre les plaques 7 et 8 et des tubes de guidage 10 des barres de commande du réacteur. La seconde plaque 8 des équipements internes supérieurs 6 qui est disposée à l'extrémité inférieure des équipements internes 6 repose, en service, sur l'extrémité supérieure des assemblages combustibles du coeur 2 et constitue la plaque supérieure de coeur. Cette plaque assure le positionnement et le maintien des assemblages combustibles, comme il sera décrit plus loin. En se reportant aux figures 2, 2A et 5, SA, on voit que la plaque supérieure de coeur 8 comporte un plateau de forme sensiblement circulaire 8a dont le diamètre est légèrement inférieure au diamètre intérieur de l'enveloppe de coeur 4 du réacteur. Sur son bord externe, le plateau 8a comporte des embrèvements tels que îîa et llb qui permettent d'assurer le positionnement de la plaque supérieure de coeur, après la mise en place des assemblages combustibles. Le plateau 8a de la plaque supérieure de coeur est traversé par un réseau d'ouvertures circulaires 12 et de forme carrée à angles arrondis 13. Les ouvertures 12 et 13 sont disposées chacune en vis-à-vis d'un assemblage du coeur, lorsque la plaque supérieure de coeur 8 est en place au-dessus du coeur 2 du réacteur nucléaire. Les ouvertures 12 et 13 assurent le passage de l'eau de refroidissement du réacteur sortant de chacun des assemblages combustibles, à travers la plaque 8. Les ouvertures 13 qui sont disposées à l'aplomb des tubes de guidage 10 des équipements internes supérieurs 6 permettent de plus d'assurer le passage de barres de commande à l'intérieur de certains assemblages du coeur 2. Les assemblages combustibles qui présentent une section de forme carrée, sont disposés côte à côte, de manière que leur section constitue un réseau à maille carrée suivant lequel sont réparties les ouvertures 12 et 13 traversant le plateau 8a de la plaque supérieure de coeur 8. Lorsque les équipements internes supérieurs sont en place à l'intérieur de la cuve du réacteur nucléaire, la plaque superieure de coeur 8 se trouve au-dessus de l'extrémité supérieure du cloisonnement 5, comme il est visible sur les figures 2 et 5. Le cloisonnement 5 est constitué par des plaques planes, verticales, disposées à angles droits les unes par rapport aux autres et assemblées de manière à constituer une enveloppe de maintien des assemblages combustibles du coeur 2. Entre sa partie située à l'aplomb du cloisonnement 5 et son bord extérieur, la plaque supérieure de coeur ne vient pas en appui sur des assemblages combustibles et le plateau 8a ne comporte pas dans cette zone d'ouvertures de traversée telles que les ouvertures 12 et 13. Le plateau 8a de la plaque supérieure de coeur 8 comporte donc une zone périphérique externe pleine venant se placer à l'extérieur du contour externe du coeur délimité par le cloisonnement 5. De part et d'autre de chacune des ouvertures de traversée telles que 12 et 13 de la plaque supérieure de coeur 8 correspondant chacune à une position d'assemblage, la plaque supérieure de coeur 8 porte deux pions d'alignement 14. Les pions d'alignement 14, comme représenté sur la figure 2A, comportent une partie supérieure permettant leur fixation à l'intérieur d'une ouverture traversant le plateau 8a de la plaque supérieure de coeur 8 et une partie inférieure saillante en-dessous de la face inférieure du plateau 8a constituant la partie fonctionnelle du pion d'alignement qui est destinée à venir s'engager dans une ouverture ménagée dans l'embout supérieur d'un assemblage combustible. Lors de la mise en place des équipements internes supérieurs et de la plaque supérieure de coeur audessus des assemblages, les pions d'alignement 14 viennent s'engager chacun dans une ouverture d'un embout d'assemblage combustible, de manière à assurer un positionnement précis de l'assemblage combustible par rapport aux équipements internes supérieurs comportant les tubes de guidage des barres de commande. Les parties inférieures des pions d'alignement 14 qui sont en saillie sous la plaque inférieure de coeur et qui constituent les éléments d'extrémité inférieurs des équipements internes supérieurs du réacteur peuvent venir heurter des obstacles pendant la manutention des équipements internes supérieurs à l'intérieur de la cuve et à l'intérieur de la piscine du réacteur. Les parties en saillie des pions d'alignement et en particulier des pions d'alignement situes à la périphérie de la plaque supérieure de coeur peuvent ainsi subir certaines détériorations. Selon l'invention, la plaque supérieure de coeur 8 comporte à sa périphérie, un dispositif de protection des pions d'alignement de forme globalement annulaire et en saillie sous la surface inférieure du plateau 8a de la plaque supérieure de coeur sur une hauteur au moins égale à la hauteur des parties en saillie des pions d'alignement 14. Cette hauteur est généralement un peu supérieure à la hauteur des parties en saillie des pions d'alignement par exemple, dans le cas de pions ayant une partie en saillie d'une hauteur de 95 mm, le dispositif de protection annulaire présente une hauteur de 100 mm. Selon une première variante de realisation représentée sur les figures 2, 2A, 2B, 2C, 3 et 4, le dispositif de protection annulaire 15 de la plaque supérieure de coeur 8 est constitué par des blocs parallélépipédiques 16 fixés l'un à la suite de l'autre avec un certain écartement dans la direction circonférentielle, sous le plateau 8a de la plaque superieure de coeur 8, le long de son bord externe. Chacun des blocs présente une hauteur, dans la direction perpendiculaire au plateau 8a de la plaque supérieure de coeur, légèrement supérieure à la hauteur de la partie en saillie d'un pion d'alignement 14 de la plaque supérieure de coeur 8. Comme il est visible sur la figure 2C, certains des blocs 16 comportent un embrèvement 17 de forme parallélépipédique à leur partie inférieure interne, de manière à pouvoir se placer à l'extérieur et au-dessus de certaines parties du cloisonnement 5 du coeur du réacteur. Comme il est visible sur la figure 3, chacun des blocs parallélépipédiques 16 de l'ensemble annulaire de protection 15 comporte trois trous 18a, 18b et 19 débouchant sur sa face superieure destinée à venir en appui contre la surface inférieure de la plaque supérieure de coeur 8. Les trous 18a et 18b sont filetés de manière à recevoir des vis d'assemblage et le trou 19 est un trou lisse destiné à recevoir un pion de positionnement engagé dans la plaque supérieure de coeur. Comme il est visible sur la figure 2A, le plateau 8a de la plaque supérieure de coeur 8 est traversé par des ouvertures 20 dans sa partie périphérique, chacune des ouvertures 20 étant prévue pour venir dans l'alignement d'un trou taraudé 18a et 18b d'un bloc 16, lors du montage de la plaque supérieure de coeur. Chacune des ouvertures 20 comporte une partie supérieure 20a à grand diamètre séparée d'une partie inférieure 20b à plus faible diamètre par un épaulement 20c. Lors du montage de la plaque supérieure de coeur 8, les blocs 16 sont rapportés sous la face inférieure du plateau 8a de la plaque 8 et assemblés par des vis telles que 21 dont la tête est engagée dans la partie 20a de l'ouverture 20 et vient en appui contre l'épaulement 20c, à l'issue du vissage de la partie filetée de la vis 21 dans le trou taraudé 18a ou 18b. La fixation de la vis 21 est complétée par une rondelle 22 et par trois points de soudure 22'. Comme il est visible sur la figure 2B, le plateau 8a de la plaque superieure de coeur 8 est également traversé par des ouvertures 23 destinées à venir se placer chacune dans l'alignement d'une ouverture lisse 19 d'un bloc 16. Le positionnement du bloc 16 est assuré par mise en coincidence de son ouverture 19 avec une ouverture lisse 23 du plateau 8a de la plaque supérieure de coeur 8, puis introduction d'un pion de positionnement 25 dans les ouvertures alignées 23 et 19. On peut ensuite réaliser la fixation du bloc par deux vis 21 introduites et vissées dans les ouvertures 20 et 18a ou 18b correspondantes. La fixation du pion de positionnement 25 est assurée par trois points de soudure 26. La fixation du bloc 16 est ensuite complétée par deux cordons de soudure 27 réalisés le long du bord externe du bloc (figure 4), pour assurer la jonction entre le bloc 16 et la face inférieure du plateau 8a de la plaque supérieure de coeur 8. Le dispositif annulaire de protection 15 qui entoure la surface inférieure de la plaque supérieure de coeur sur laquelle les pions d'alignement sont en saillie et qui ne comporte que des intervalles de faible amplitude dans la direction circonférentielle entre les blocs 16 permet de protéger efficacement contre des chocs, les pions d'alignement 14 et en particulier les pions d'alignement situés dans la partie périphérique externe de la plaque supérieure de coeur, lors des manutentions des équipements internes supérieurs, à l'intérieur de la cuve du réacteur et à l'intérieur de la piscine. Sur les figures 5, 5A, 5B, 5C et 6, on a représenté une seconde variante de réalisation d'une plaque supérieure de coeur 8 d'un réacteur nucléaire à eau sous pression. Les éléments correspondants représentés sur les figures 5, 5A, 5B, 5C et 6 d'une part et 2, 2A, 2B, 2C, 3 et 4 d'autre part portent les memes repères. La plaque supérieure de coeur suivant la seconde variante de réalisation ne diffère de la plaque selon la première variante que par la réalisation de l'élément annulaire de protection dispose sous la face inférieure du plateau circulaire 8a de la plaque supérieure de coeur 8. Cet élément de protection annulaire d'une réalisation différente du dispositif de protection annulaire 15 de la plaque supérieure de coeur suivant la première variante sera désigné par le repère 15'. Le dispositif de protection annulaire 15' est constitué de quatre segments d'anneau 28 s'étendant circonférentiellement sur un arc d'une valeur voisine de 90". Comme il est visible sur les figures 5A à 5C, les segments annulaires 28 présentent une section rectangulaire et une hauteur légèrement supérieure à la longueur des parties en saillie des pions d'alignement 14. Les segments 28 présentent un rayon sensiblement égal au rayon du plateau 8a de la plaque supérieure de coeur et sont fixés par des vis 29 et des pions de positionnement 30, sensiblement suivant le bord extérieur du plateau 8a de la plaque supérieure de coeur 8. Des trous taraudés d'engagement des vis 29 et des trous lisses d'engagement des pions de positionnement 30 sont prévus à des distances régulières, suivant la longueur circonférentielle des segments d'anneau 28. Comme il est visible sur la figure 6, des cordons de soudure 31 espacés régulièrement suivant la direction circonférentielle des segments annulaires 28 permettent de compléter la fixation des segments annulaires 28 du dispositif de protection 15'. Les cordons de soudure 31 assurent la liaison par soudage entre les segments 28 et une partie de la surface inférieure du plateau 8a de la plaque supérieure de coeur 8. Dans le cas des deux variantes de réalisation, au niveau des embrèvements tels que îla et llb de la plaque supérieure de coeur 8, il existe des équerres de guidage 32 qui sont visses et fixées sous la plaque supérieure de coeur. Ces dispositifs 32 permettent d'assurer la continuité de la protection annulaire au niveau des échancrures lla et llb de la plaque supérieure de coeur. Dans certaines zones, les segments 28 du dispositif de protection annulaire 15' comportent des embrèvement de forme annulaire 33 dans leur partie inférieure interne et sur une certaine longueur circonférentielle, comme il est visible en particulier sur les figures 5 et 5C. Les embrèvements 33 permettent de mettre en place le dispositif annulaire de protection 15 au-dessus et à l'extérieur de certaines parties du cloisonnement 5. Aussi bien dans le cas de la première variante où le dispositif de protection annulaire est discontinu que dans le cas de la seconde variante où ce dispositif de protection annulaire est continu, on assure une protection efficace de l'ensemble de la périphérie de la plaque supérieure de coeur 8, pendant les manutentions des équipements internes supérieurs du réacteur nucléaire. L'invention ne se limite pas au mode de réalisation qui ont été décrits. C'est ainsi que l'élément annulaire en saillie de la plaque supérieure de coeur assurant la protection des pions d'alignement peut être réalisé sous une forme différente des deux formes qui ont été décrites, pour constituer un rebord annulaire continu ou discontinu. On pourrait egalement envisager d'utiliser un rebord annulaire de protection venu de matière avec la plaque supérieure de coeur, réalisé par formage et par usinage. L'invention s'applique au cas de toute plaque supérieure de coeur d'un réacteur nucléaire refroidi à l'eau comportant des pions d'alignement d'assemblages combustibles en saillie sur une des faces de la plaque supérieure de coeur. REVENDICATIONS 1.- Plaque supérieure de coeur d'un réacteur nucléaire refroidi à l'eau comprenant un coeur (2) constitué par des assemblages combustibles de forme sensiblement prismatique disposés avec leur axe vertical et juxtaposés, une plaque supérieure de coeur (8) de forme sensiblement circulaire reposant dans une position horizontale sur la partie supérieure des assemblages combustibles du coeur (2) et comportant des pions d'alignement (14) en saillie sur sa face inférieure, engagés dans des ouvertures de chacun des assemblages combustibles, caractérisée par le fait qu'elle comporte de plus, au voisinage de son bord périphérique, une partie annulaire (15, 15'), en saillie par rapport à sa face inférieure, sensiblement sur toute sa périphérie. 2.- Plaque suivant la revendication 1, caractérisee par le fait que la plaque supérieure de coeur (8) comporte un plateau circulaire (8a) et un élément annulaire (15, 15') rapporté et fixé sur la surface inférieure du plateau (8a) de la plaque supérieure de coeur (8). 3.- Plaque suivant la revendication 2, caractérisée par le fait que l'élément annulaire (15) est réalisé sous forme discontinue et constitué par des blocs (16) de forme sensiblement parallélépipédique rapportés et fixés l'un à la suite de l'autre dans la direction circonférentielle du plateau (8a) de la plaque supérieure de coeur (8) avec un espace entre deux blocs (16) successifs, dans une zone voisine du bord externe de la face inférieure du plateau (8a) de la plaque supérieure de coeur (8). 4.- Plaque suivant la revendication 3, caractérisée par le fait que chacun des blocs (16) de l'élément annulaire (15) est fixé sur le plateau (8a) de la plaque supérieure de coeur (8) par deux vis (21) et un pion de positionnement (25) engagés dans des ouvertures en coïnci dence du plateau (8a) de la plaque supérieure de coeur (8) et dans le bloc (16). 5.- Plaque suivant la revendication 4, caractérisée par le fait que chacun des blocs (16) est en outre fixé sur le plateau (8a) de la plaque supérieure de coeur (8) par au moins un cordon de soudure (27). 6.- Plaque suivant la revendication 2, caractérisée par le fait que l'élément annulaire (15') est réalisé sous la forme d'un anneau continu rapporté et fixé contre la face inférieure du plateau (8a) de la plaque supérieure de coeur (8) sensiblement suivant son bord périphérique externe. 7.- Plaque suivant la revendiation 6, caractérisée par le fait que l'élément annulaire (15') est constitué par des segments annulaires (28) disposés l'un à la suite de l'autre et fixés par des vis (29) et des pions de positionnement (30) engagés dans des ouvertures en coïncidence du plateau (8a) de la plaque supérieure de coeur (8) et des segments annulaires (28). 8.- Plaque suivant la revendication 7, caractérisée par le fait que les segments annulaires (28) sont fixés en outre sur le plateau (8a) de la plaque superieure de coeur (8) par des cordons de soudure (31). 9.- Plaque suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée par le fait qu'elle comporte au moins une zone échancrée (pila, llb) constituant un embrèvement dans sa partie périphérique et au niveau de l'embrèvement (lIa, lob), une équerre de guidage (32) rapportée et fixée sous la face inférieure du plateau (8a) de la plaque supérieure de coeur (8) en saillie par rapport à la face inférieure du plateau (8a) de la plaque supérieure de coeur (8) suivant le bord interne de l'embrèvement (lia, lob).