Brevet FR2790984A1 — publié le 20000922

La présente invention se rapporte à un dispositif de guidage destiné à recevoir une barre de commande d'une centrale nucléaire comprenant un premier tube et un second tube qui s'étend le long d'un axe longitudinal central du dispositif de guidage, le second tube ayant un diamètre intérieur plus petit que le premier tube, le second tube comprenant à l'état non assemblé une surface de support contre laquelle le premier tube est disposé en butée et le premier tube est à l'état assemblé réuni au second tube. o L'invention vise également un procédé d'assemblage d'un dispositif de guidage qui comprend un premier tube et un second tube qui s'étend le long d'un axe central du dispositif de guidage, le second tube ayant un diamètre intérieur plus petit que le premier tube, le second tube comprenant à l'état non assemblé une surface de support qui comprend une surface qui, vue dans une coupe axiale arbitraire qui comprend l'axe et qui coupe la surface, a une tangente qui fait un angle non droit avec l'axe central ou une droite qui, dans son prolongement, fait un angle non droit avec l'axe central et forme une surface de guidage. Dans une centrale nucléaire, le coeur du réacteur comprend un certain nombre d'assemblages combustibles qui comprennent un embout supérieur et un embout inférieur avec un certain nombre d'éléments tubulaires oblongs disposés en parallèle qui s'étendent entre l'embout supérieur et l'embout inférieur et un certain nombre d'entretoises réparties axialement le long des éléments oblongs de forme tubulaire et fixées à ceux- ci. En outre, I'assemblage combustible comprend un grand nombre de crayons combustibles oblongs qui sont maintenus en position par les entretoises entre l'embout supérieur et l'embout inférieur suivant un certain motif et à une certaine distance les uns des autres et des éléments oblongs en forme de tube. Lorsque la centrale nucléaire fonctionne, le coeur du 2 2790984 réacteur est refroidi au moyen d'un fluide de refroidissement qui est pompé vers le haut dans le coeur du réacteur. Certains des éléments oblongs en forme de tube servent de dispositif de guidage de barres de commande. Ces barres de commande comprennent un absorbant, habituellement du bore, qui absorbe des neutrons. Lorsque les barres de commande sont insérées dans les dispositifs de guidage, des neutrons sont absorbés, de sorte que la réaction nucléaire dans le coeur du réacteur est réduite. Si nécessaire, pour réduire rapidement la fission nucléaire dans le coeur du réacteur, les barres de commande peuvent être détachées de leur mécanisme d'entraînement respectif et tomber par gravité dans le coeur du réacteur lorsque l'on recherche ce que l'on appelle un arrêt rapide. Si ce mouvement n'est pas commandé, le choc des barres de commande peut endommager le coeur du réacteur. Pour ralentir le mouvement de la barre de commande à la fin de son mouvement dans le dispositif de guidage, un passage plus petit est prévu à la partie inférieure du dispositif de guidage. Le fluide de refroidissement qui s'écoule vers le haut dans le dispositif de guidage est ainsi empêché par le mouvement vers le bas de la barre de commande de passer dans ce passage et ralentit la barre de commande avant qu'elle ne s'arrête. En raison de forces axiales qui agissent sur les dispositifs de guidage, on court le danger que les dispositifs de guidage ne soient déformés et/ou courbés, ce qui fait qu'il est porté atteinte à la liberté de passage des barres de commande. On connaît diverses solutions pour résoudre de problème. Dans EP-A0817204, on représente un dispositif de guidage qui comprend deux parties tubulaires dont les diamètres extérieurs se correspondent, alors que la partie tubulaire inférieure a une épaisseur plus grande que la partie tubulaire supérieure. On obtient ainsi un dispositif de guidage qui présente un passage plus petit et une partie inférieure renforcée. Pour assembler ces parties tubulaires l'une à l'autre, le tronçon supérieur de la partie tubulaire inférieure a un diamètre extérieur réduit qui correspond sensiblement au diamètre intérieur de la partie tubulaire supérieure, en sorte que la partie tubulaire supérieure peut être mise sur le tronçon supérieur de la partie tubulaire inférieure. Ce tronçon supérieur de la partie tubulaire inférieure a une étendue 3 2790984 dans une direction axiale de l'ordre de quelques millimètres. Suivant un mode de réalisation de ce document européen, le tronçon supérieur de la partie tubulaire inférieure comprend une surface extérieure sensiblement conique qui s'étend de l'extrémité du tronçon supérieur sur une certaine étendue de la surface extérieure du tronçon supérieur. Bien que la surface conique du tronçon supérieur de la partie tubulaire inférieure facilite au moins en partie la réunion avec la partie tubulaire supérieure avant que les parties tubulaires soient soudées, I'agencement représenté n'est pas entièrement satisfaisant mais pose des problèmes concernant la corrosion par fissure. D'une part, un intervalle conique se forme entre la surface intérieure de la partie tubulaire supérieure et le tronçon supérieur de la partie inférieure en liaison avec la surface conique et d'autre part il se forme un grand intervalle cylindrique entre le tronçon supérieur de la partie inférieure en dessous de la surface conique et la surface intérieure de la partie supérieure, puisque les parties tubulaires i5 ont été assemblées seulement par un joint soudé qui s'étend le long de la surface de contact sensiblement radiale comprise entre la partie tubulaire supérieure et la partie tubulaire inférieure. Il y a donc un danger de corrosion par fissuration. Il est important que les parties tubulaires soient centrées l'une par rapport à l'autre de manière qu'elles soient coaxiales afin de garantir une bonne fiabilité de fonctionnement. Comme le centrage des parties tubulaires exige beaucoup de travail suivant le EP-0817204-A, il devient difficile d'obtenir une grande efficacité dans l'assemblage, ce qui fait qu'il devient coûteux. L'invention donne des possibilités de faciliter la réunion de deux tubes en butée l'un contre l'autre en vue de former un dispositif de guidage. On y parvient par le dispositif de guidage du type défini au début du présent mémoire, qui est caractérisé en ce que la surface de support comprend une surface qui, vue dans une coupe axiale arbitraire qui comprend l'axe central et qui coupe la surface, a une tangente qui fait un angle non droit avec l'axe central ou une droite qui par son prolongement, fait un angle non droit avec l'axe central, la surface formant une surface de guidage destinée à guider le premier tube lorsque les tubes sont amenés ensemble en butée l'un sur l'autre. Suivant un premier mode de réalisation de l'invention, la surface est, vue dans ladite coupe, sensible plane, et suivant un second mode de 4 2790984 réalisation, la surface est, vue dans ladite coupe, au moins partiellement incurvée. Mais cette surface a, dans les deux cas, vue dans ladite coupe, une tangente ou une droite qui, dans son prolongement, fait un angle non droit avec l'axe central du dispositif de guidage et présente ainsi une surface de guidage destinée à guider le premier tube lors de l'assemblage. Suivant un autre mode de réalisation de l'invention, la surface de support comprend également une seconde surface qui, vue dans ladite coupe, fait un angle avec la surface de guidage. Par cet agencement, le premier tube vient en butée sur le second tube le long de deux surfaces lorsque les tubes sont réunis. En outre, au moins l'une de ces surfaces forme une surface de guidage destinée à guider le premier tube lors de l'assemblage. Suivant un autre mode de réalisation de l'invention, le premier tube est réuni au second tube par un joint soudé qui a une étendue qui s'étend sensiblement le long de toute la surface de support. Il ne se forme pas ainsi d'intervalle, de sorte que l'on évite une corrosion par fissuration. L'invention vise également un procédé du type défini au début du présent mémoire, qui consiste: - à mettre ensemble les tubes et à les centrer au moyen de la surface de guidage l'un contre l'autre, le premier tube venant en butée sur la surface de support du second tube, - et à réunir le premier tube et le second tube en appliquant un joint soudé. Aux dessins annexés, donné uniquement à titre d'exemple: la figure 1 est une vue en coupe d'un dispositif de guidage d'une barre de commande d'une centrale nucléaire la figure 2 est une vue en coupe d'un premier mode de réalisation de la surface de support du second tube et illustre la façon dont les tubes sont réunis et la figure 3 est une vue en coupe d'un deuxième mode de réalisation de la surface de support du second tube et illustre la façon dont les tubes sont réunis, la figure 4 est une vue en coupe d'un troisième mode de réalisation de la surface de support du second tube et illustre la façon dont les tubes sont réunis, 2790984 la figure 5 est une vue en coupe d'un quatrième mode de réalisation de la surface de support du second tube et illustre la façon dont les tubes sont réunis, et la figure 6 est une vue en coupe d'un cinquième mode de réalisation de la surface de support du second tube et illustre la façon dont les tubes sont réunis. L'invention sera décrite ci-dessous en se reportant aux dessins annexés. Les modes de réalisation représentés sont seulement des exemples. D'autres modes de réalisation sont également possibles. La figure 1 représente un dispositif 1 de guidage d'une barre 2 de commande d'une centrale nucléaire. Le dispositif 1 de guidage comprend un premier tube 3 oblong et un second tube 4 oblong, le second tube 4 ayant un diamètre intérieur plus petit que le premier tube 3. Le premier tube 3 a une étendue dans une direction axiale qui est sensiblement plus longue que l'étendue du 1is second tube 4 dans une direction axiale. En outre, le second tube 4 a une plus grande épaisseur de paroi que le premier tube 3. Enfin, le second tube 4 comprend une surface 5 de support, voir les figures 2 à 6, contre laquelle le premier tube 3 vient buter et le long de laquelle les tubes sont réunis par un joint soudé. Telle que représentée à la figure 2, la surface 5 de support comporte une surface 6a. Si l'on observe cette surface dans une coupe axiale du second tube 4 et si l'on trace une droite le long de la surface 6a, son prolongement fait un angle a non droit avec l'axe central du dispositif 1 de guidage. Suivant une autre possibilité telle que représentée à la figure 3, la surface 5 de support comporte une surface 6b qui, vue dans une coupe axiale dans le second tube 4, a au moins une tangente qui fait un angle a non droit avec l'axe x central du dispositif 1 de guidage. Cette surface peut, vue dans une coupe axiale du second tube 4, être au moins partiellement incurvée 6b. Telle que représentée à la figure 3, la surface 6b est convexe mais il est également possible que la surface 6b soit concave. La surface 6a, 6b à la figure 2 et à la figure 3 forme une surface de guidage et est destinée à guider le premier tube 3 lorsque les tubes 3 et 4 sont mis en butée l'un contre l'autre jusqu'à une position o les tubes 3 et 4 sont sensiblement coaxiaux. Lorsque cette position est atteinte, I'assemblage des tubes 3 et 4 est effectué. Les tubes 3, 4 sont réunis par un joint soudé qui a une étendue qui s'étend 6 2790984 sensiblement sur toute la surface 5 de support. Telle que représentée aux figures 4 à 6, la surface 5 de support peut comprendre une première surface 6c, 6d, 6e et une seconde surface 7a, 7b, 7c qui, vue dans une coupe axiale, fait un angle avec la première surface. Si l'on observe la première surface 6c, 6d, 6e dans la coupe et si l'on trace une droite le long de la première surface 6c, 6d, 6e, cette droite fera, par son prolongement, un angle ax non droit avec l'axe x central du dispositif 1 de guidage. La première surface 6c, 6d, 6e forme une surface de guidage destinée à guider le premier tube 3 lorsque l'on réunit les tubes 3 et 4. La io seconde surface 7a, 7b, 7c, vue dans une coupe axiale du second tube 4, est soit parallèle, soit perpendiculaire à l'axe x central. Les tubes 3, 4 sont également dans ce cas réunis par un joint soudé. Comme le joint soudé a une étendue qui s'étend sur toute la surface 5 de support, il ne se forme pas d'intervalle, ce qui évite tout danger de corrosion. En outre, les surfaces 6c, 6d, 6e et 7b forment ce que l'on appelle une barre d'appui pour le joint soudé qui est une soudure par fusion. L'assemblage des tubes 3, 4 a lieu de la façon suivante. Dans un premier stade, on réunit les tubes 3, 4 et on les centre l'un par rapport à l'autre au moyen de la surface 6a, 6b, 6c, 6d, 6e de guidage, le premier tube 3 venant en butée sur la surface 5 de support du second tube 4. Dans un second stade, le premier tube 3 et le second tube 4 sont réunis en appliquant un joint soudé. Le joint soudé est une soudure par fusion et elle est obtenue par le fait qu'un faisceau de soudure est appliqué de l'extérieur vers l'un des tubes 3, 4 dans une région de la surface 5 de support du second tube 4. Le joint soudé a une étendue qui s'étend sensiblement sur toute la surface 5 de support. Le dispositif 1 de guidage doit être en un matériau ayant une faible aptitude à absorber des neutrons et de préférence il est en un alliage de métaux comprenant du zirconium. Des procédés de soudure qui conviennent pour obtenir la soudure par fusion sont le soudage par laser ou le soudage par faisceau d'électrons. La présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation représenté. REVENDICATIONS 1. Dispositif (1) de guidage destiné à recevoir une barre (2) de commande d'une centrale nucléaire, comprenant un premier tube (3) et un second tube (4) qui s'étend le long d'un axe (x) longitudinal central du dispositif (1) de guidage, le second tube (4) ayant un diamètre intérieur plus petit que le premier tube (3), le second tube (4) comprenant à l'état non assemblé une surface (5) de support contre laquelle le premier tube (3) est disposé en butée et le premier tube est à l'état assemblé réuni au second io tube (4), caractérisé en ce que la surface (5) de support comprend une surface (6a, 6b, 6c, 6d, 6e) qui, vue dans une coupe axiale arbitraire qui comprend l'axe (x) central et qui coupe la surface (5), a une tangente qui fait un angle (a) non droit avec l'axe (x) central ou une droite qui, par son prolongement, fait un angle ax non droit avec l'axe (x) central, la surface (6a, 6b, 6c, 6d, 6e) formant une surface de guidage destinée à guider le premier tube (3) lorsque les tubes (3, 4) sont amenés ensemble en butée l'un sur l'autre, le premier tube (3) étant à l'état assemblé relié au second tube (4) par un joint soudé. 2. Dispositif (1) de guidage suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la surface (6a, 6c, 6d, 6e) de guidage est, vue dans ladite coupe, sensiblement plane. 3. Dispositif (1) de guidage suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la surface (3) de guidage est, vue dans ladite coupe, sensiblement partiellement incurvée. 4. Dispositif (1) de guidage suivant l'une quelconque des revendications I à 3, caractérisé en ce que la surface (5) de support comprend également une seconde surface (7a, 7b, 7c) qui, vue dans ladite coupe, fait un angle avec la surface de guidage. 5. Dispositif (1) de guidage suivant la revendication 4, 8 2790984 caractérisé en ce que la seconde surface (7a, 7c), vue dans ladite coupe, est sensiblement perpendiculaire à l'axe (x) central ou en ce que la seconde sur- face (7b), vue dans ladite coupe, est sensiblement parallèle à l'axe (x) central. 6. Dispositif (1) de guidage suivant la revendication 5, caractérisé en ce que la surface (6c) de guidage est disposée plus prés de l'axe (x) central que la seconde surface (7a). 7. Dispositif (1) de guidage suivant la revendication 5, caractérisé en ce que la seconde surface (7b, 7c) est plus proche de l'axe (x) central que la surface (6b, 6e) de guidage. o10 8. Dispositif (1) de guidage suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier tube (3) est réuni au second tube (4) par un joint soudé qui a une étendue qui s'étend sensiblement le long de toute la surface (5) de support. 9. Procédé d'assemblage d'un dispositif (1) de guidage qui comprend un premier tube (3) et un second tube (4) qui s'étend le long d'un axe (x) central du dispositif (1) de guidage, le second tube (4) ayant un diamètre intérieur plus petit que le premier tube (3), le second tube (4) comprenant à l'état non assemblé une surface (5) de support qui comprend une surface (6a, 6b, 6c, 6d, 6e) qui, vue dans une coupe axiale arbitraire qui comprend l'axe (x) et qui coupe la surface (5), a une tangente qui fait un angle (a) non droit avec l'axe (x) central ou une droite qui, dans son prolongement, fait un angle (cc) non droit avec l'axe (x) central et forme une surface de guidage, le procédé étant caractérisé en ce qu'il consiste: - à mettre ensemble les tubes (3, 4) et à les centrer au moyen de la surface (6a, 6b, 6c, 6d, 6e) de guidage l'un contre l'autre, le premier tube (3) venant en butée sur la surface (5) de support du second tube (4), - et à réunir le premier tube (3) et le second tube (4) en appliquant un joint soudé. 10. Procédé suivant la revendication 9, caractérisé en ce qu'il consiste à appliquer un cordon de soudure de l'extérieur vers l'un quelconque des tubes (3, 4) dans une région de la surface (5) de support du second tube (4), de manière à obtenir le joint soudé qui a une étendue qui s'étend sensiblement le long de toute la surface (5) de support. 11. Procédé suivant la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce que le joint soudé est obtenu par un faisceau laser. 9 2790984 12. Procédé suivant la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce que le joint soudé est obtenu par un faisceau d'électrons.