Brevet FR3007187A1 — publié le 20141219

Dispositif de maintien élastique de tubes de guidage d'un réacteur nu- cléaire de recherche DOMAINE TECHNIQUE La présente invention concerne un dispositif de maintien élastique de tubes de guidage composant les équipements internes d'un réacteur nucléaire de recherche. ETAT DE LA TECHNIQUE Les réacteurs de recherche sont des réacteurs nucléaires qui servent principalement de source de neutrons utilisés pour la recherche et le déve- loppement de la filière électronucléaire par l'étude du comportement des matériaux et des combustibles nucléaires face à des sollicitations neutroniques, thermohydrauliques ou chimiques représentatives du fonctionnement en vraie grandeur d'un réacteur industriel. Les réacteurs de recherche peuvent également servir à la médecine nucléaire pour la production de radio-isotopes médicaux. Compte tenu des faibles dimensions de ce type de réacteur et de la puissance thermique relativement importante à évacuer, les équipements internes sont soumis à des écoulements de fluide primaire élevés générant des turbulences hydrauliques importantes susceptibles de mettre en vibra- tions certains internes. Dans ce type de réacteur, les équipements internes sont des struc- tures très élancés traversant l'ensemble du réacteur et qui sont sensibles aux turbulences hydrauliques transverses. Ces équipements internes sont typiquement constitués par : - des tubes guides, également appelés tubes de guidage, présentant une partie inférieure, dite tronçon inférieur tube guide et une partie supérieure, dite tronçon supérieur tube guide ; - des équipages mobiles agencés à l'intérieur des tubes guides formés également en deux parties, une premier partie inférieure et une deuxième partie supérieure ; - des actionneurs. Pour éviter ce phénomène de vibrations des tubes de guidage, on cherche à les bloquer par rapport à la structure interne du réacteur. Les dispositifs de maintien utilisés sont classiquement formés par des ressorts à lames ou des bossettes positionnés au niveau des interfaces avec la structure interne du réacteur. Toutefois, les dispositifs de maintien existants ne permettent pas de réaliser un positionnement précis des tubes guides, leur mise en place est délicate, la raideur des dispositifs est trop faible ce qui ne permet pas de maintenir convenablement les tubes de guidage engendrant une mise en vibration des tubes de guidage, les tolérances de fabrication sont trop élevées par rapport aux variations des conditions d'utilisation. EXPOSE DE L'INVENTION Dans ce contexte, l'invention vise à proposer un dispositif de maintien élastique de tubes de guidage destiné à maintenir transversalement les tubes de guidage par rapport à la structure interne d'un réacteur nucléaire de recherche permettant de réaliser un montage simple et rapide avec la structure du réacteur et présentant des caractéristiques de raideur suffisante pour maintenir les tubes de guidage lorsqu'ils sont soumis à des turbulences hydrauliques transverses. A cette fin, l'invention a pour objet un dispositif de maintien élastique d'un tube de guidage d'un équipement interne d'un réacteur nucléaire de recherche caractérisé en ce qu'il est formé par : - une base ; - un premier bras élastique et un deuxième bras élastique présentant une forme curviligne, solidaires de ladite base et s'étendant dans des directions opposées à partir de ladite base de sorte que les extrémités libres desdits bras se retrouvent en vis-à-vis au- dessus de ladite base lorsque ledit dispositif est libre de contrainte ; - une butée solidaire de ladite base et agencée pour limiter l'écrasement des bras élastiques lorsque ledit dispositif est sous contrainte. Ainsi, le dispositif de maintien élastique d'un tube de guidage selon l'invention forme un ressort de compression réalisé à partir d'une pièce monobloc massive constituée de deux bras formant les moyens élastiques aptes à se déformer sous contrainte. La butée du dispositif permet de s'assurer que les déformations des bras élastiques ne dépasseront pas les limites élastiques de la matière et permet de calibrer avantageusement les déformations admises ainsi que l'écrasement maximal du dispositif. Le dispositif selon l'invention est compact et suffisamment raide pour reprendre des efforts importants dans un encombrement réduit. Outre les caractéristiques principales qui viennent d'être mentionnées dans le paragraphe précédent, le dispositif selon l'invention peut présenter une ou plusieurs caractéristiques complémentaires parmi les suivantes, considérées individuellement ou selon les combinaisons techniquement pos- sibles : - ledit dispositif est une pièce monobloc ; - chacun desdits bras élastiques comporte respectivement un bossage destiné à venir au contact d'une structure interne d'un réacteur nucléaire de recherche ; - le bossage du deuxième bras est positionné au niveau de l'extrémité libre du deuxième bras et forme saillie de manière à recouvrir au moins une partie de l'extrémité libre dudit premier bras de manière à former un moyen de guidage de l'extrémité du premier bras lors de la mise en position dudit dispositif. L'invention a également pour objet un tube de guidage d'un équipe- ment interne d'un réacteur nucléaire de recherche traversant au moins une grille de maintien présentant au moins une alvéole pour le passage dudit tube de guidage caractérisé en ce que le tube de guidage présente : - une première butée adaptée pour venir en appui dans ladite alvéole ; - une deuxième butée adaptée pour venir en appui dans ladite alvéole ; - un dispositif de maintien selon l'une des revendications précédentes adapté pour venir en appui dans ladite alvéole et pour amortir les vibrations dudit tube de guidage ; lesdites butées et ledit dispositif étant répartis de façon circonférentielle à la périphérie dudit tronçon inférieur du tube de guidage. L'invention a également pour objet un réacteur nucléaire de recherche caractérisé en ce qu'il comporte : - une structure interne présentant une pluralité de grilles de maintien disposées à différentes hauteurs ; - des équipements internes de grande longueur traversant au moins une grille de maintien de la structure interne du réacteur nucléaire, les équipements internes comportant sur leur pourtour périphérique au moins un dispositif de maintien élastique selon l'invention et deux butées radiales pour maintenir transversalement les équipements internes dans ladite grille de maintien. Avantageusement, les équipements internes du réacteur nucléaire sont des tubes de guidage. BREVES DESCRIPTION DES FIGURES D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clai- rement de la description qui en est donnée ci-dessous, à titre indicatif et nul- lement limitatif, en référence aux figures suivante : La figure 1 illustre une vue schématique de coté d'un dispositif de maintien des tubes de guidage composant les équipements internes d'un réacteur de recherche selon l'invention. La figure 2 illustre une vue schématisée en coupe d'un tube de gui- dage comportant un dispositif de maintien selon l'invention au niveau d'une alvéole d'une grille de verrouillage constituant la structure interne d'un réacteur de recherche. DESCRIPTION DETAILLEE D'AU MOINS UN MODE DE REALISATION En référence à la figure 1, le dispositif 100 de maintien élastique d'un équipement interne d'un réacteur nucléaire de recherche et plus particuliè- rement d'un tube de guidage 300 (figure 2 et 3) de grande longueur. Le dispositif 100 de maintien élastique selon l'invention comporte : - une base 10, de forme sensiblement parallélépipédique, présentant au niveau de sa surface extérieure 14 un moyen d'accrochage 15 apte à coopérer avec des moyens d'accrochage du tube de guidage, et présentant au niveau de sa surface intérieure une excroissance formant une butée de déformation 13 ; - un premier bras 11 et un deuxième bras 12 présentant une forme sensiblement incurvée, telle que par exemple une forme de demi- ellipse, chacun des bras s'étendant dans une direction opposée de part et d'autre de la base 10. Le dispositif 100 forme une pièce élastique monobloc ouverte, c'est à dire que chacun des deux bras 11, 12 présente une extrémité libre, respectivement référencée 17, 18 sur la figure 1, de manière à permettre une dé- formation élastique du dispositif 100. La déformation des bras autorise alors la mise en position du dispositif et permet également d'amortir des sollicitations extérieures. Le dispositif de maintien élastique 100 selon l'invention présente éga- lement un premier bossage 21 et un deuxième bossage 22 solidaires res- pectivement du premier bras 11 et du deuxième bras 12. Les bossages 21, 22 forment des surfaces d'appui pour venir au contact de la structure interne du réacteur nucléaire, et plus précisément dans les alvéoles 200 des grilles de maintien transverse des tubes de guidage 300, telles qu'illustré aux figures 2 et 3, sur lesquelles de tels dispositifs peuvent être montés. Selon un premier exemple de réalisation illustré à la figure 1, le bossage 21 est positionné sur la surface extérieure du premier bras 11 sensiblement en retrait par rapport à l'extrémité libre 17, et le deuxième bossage 22 est positionné sur la surface extérieure du deuxième bras 12 au niveau de son l'extrémité libre 18. Dans ce mode de réalisation, le deuxième bos- sage 22 situé au niveau de l'extrémité libre présente une forme différente du premier bossage 21. Le deuxième bossage 22 forme une saillie par rapport au bras 12 de sorte qu'une partie du bossage 22 recouvre l'extrémité libre 17 du premier bras 11. De cette manière, les deux bossages 21, 22 ainsi que les extrémités 17, 18 des bras, sont séparés d'une certaine distance permettant au dispositif de se déformer. La déformation des bras autorise alors la mise en position du dispositif et permet également d'amortir des sollicitations extérieures. La forme et la position avantageuse du deuxième bossage 22 forment un moyen de guidage permettant de s'assurer d'une bonne mise en position du dispositif 100 lors du montage. Selon un deuxième exemple de réalisation simplifié (non illustré) les deux bossages sont identiques et sont positionnés sensiblement au niveau des extrémités libres 17, 18 des bras 11, 12. La butée de déformation 13 permet de limiter les déplacements des extrémi- tés des bras, et donc la déformation des bras, de manière à rester dans les limites de déformation élastique de la matière. Ainsi, la hauteur de la butée de déformation 13 sera adaptée en fonction de la résistance élastique de la matière ainsi que des efforts exercés sur le dispositif de maintien élastique 100. La figure 2 illustre une vue schématisée en coupe d'un tube de guidage 300 comportant un dispositif de maintien élastique 100 selon l'invention au niveau de l'interface d'une alvéole 200 d'une grille de verrouillage constituant la structure interne d'un réacteur de recherche. La figure 3 illustre une vue en perspective d'un tronçon d'un tube de guidage 300 comportant un dispo- sitif de maintien élastique 100. Le tube de guidage 300 présente au niveau de l'interface avec l'alvéole 200 une première butée radiale 310, une deuxième butée radiale 320 ainsi qu'un dispositif de maintien élastique 100, répartis sur la circonférence du tube de guidage 300. De cette manière la position du tube de guidage 300 dans l'alvéole 200 est précise et les mouvements transverses sont amortis par le dispositif de maintien élastique 100 selon l'invention. Les deux butées solides 310, 320 ont également pour avantage d'équilibrer les efforts du dispositif de maintien élastique 100. Le dispositif de maintien élastique 100 est verrouillé sur le tube de guidage 300 par les moyens d'accrochage 15 coopérant avec une rainure 340 agen- cée dans le tube de guidage 300 ainsi qu'avec des moyens de verrouillage 350, par exemple de type domino bloquant les déplacements du dispositif de maintien élastique 100 rendu solidaire du tube de guidage 300 par exemple vissage. Le tube de guidage 300 est verrouillé dans l'alvéole 200 au moyen d'un ver- rou anti-extraction 330 ainsi que par un verrou basculant anti-rotation se verrouillant au niveau de l'alvéole 200 par rotation du tube de guidage 300. Le dispositif de maintien élastique 100 selon l'invention permet une mise en position simple et rapide dans l'alvéole 200 d'une grille de maintien lors de la rotation du tube de guidage. Selon une variante de réalisation, l'alvéole 200 de la grille peut comporter une rainure permettant de réaliser un enclenchement du dispositif de maintien élastique 100 lors de la rotation du tube de guide par l'emboitement des bossages 21, 22 dans la rainure prévue à cet effet.25 REVENDICATIONS1. Dispositif (100) de maintien élastique d'un tube de guidage d'un équipement interne d'un réacteur nucléaire de recherche caractérisé en ce qu'il est formé par : - une base (10) ; - un premier bras élastique (11) et un deuxième bras élastique (12) présentant une forme curviligne, solidaires de ladite base (10) et s'étendant dans des directions opposées à partir de ladite base de sorte que les extrémités libres (17, 18) desdits bras (11, 12) se retrouvent en vis-à-vis au-dessus de ladite base (10) lorsque ledit dispositif (100) est libre de contrainte ; - une butée (13) solidaire de ladite base (10 et agencée pour limiter l'écrasement des bras élastiques (11, 12) lorsque ledit dispositif (100) est sous contrainte. 2. Dispositif (100) de maintien élastique d'un tube de guidage d'un équipement interne d'un réacteur nucléaire de recherche selon la revendication précédente caractérisé en ce que ledit dispositif est une pièce monobloc. 3. Dispositif (100) de maintien élastique d'un tube de guidage d'un équipement interne d'un réacteur nucléaire de recherche selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que chacun desdits bras élastiques (11, 12) comporte respectivement un bossage (21, 22) des- tiné à venir au contact d'une structure interne d'un réacteur nucléaire de recherche. 4. Dispositif (100) de maintien élastique d'un tube de guidage d'un équi- pement interne d'un réacteur nucléaire de recherche selon la revendi- cation précédente caractérisé en ce que le bossage (22) du deuxième bras (12) est positionné au niveau de l'extrémité libre (18) du deuxièmebras (12) et forme saillie de manière à recouvrir au moins une partie de l'extrémité libre (17) dudit premier bras (11) de manière à former un moyen de guidage de l'extrémité (17) du premier bras (11) lors de la mise en position dudit dispositif. 5. Tube de guidage d'un équipement interne d'un réacteur nucléaire de recherche traversant au moins une grille de maintien présentant au moins une alvéole pour le passage dudit tube de guidage caractérisé en ce que le tube de guidage présente : - une première butée adaptée pour venir en appui dans ladite al- véole ; - une deuxième butée adaptée pour venir en appui dans ladite alvéole ; - un dispositif de maintien selon l'une des revendications précé- dentes adapté pour venir en appui dans ladite alvéole et pour amortir les vibrations dudit tube de guidage ; lesdites butées et ledit dispositif étant répartis de façon circonférentielle à la périphérie dudit tronçon inférieur du tube de guidage. 6. Réacteur nucléaire de recherche caractérisé en ce qu'il comporte : - une structure interne présentant une pluralité de grilles de maintien disposées à différentes hauteurs dans le réacteur ; - des équipements internes de grande longueur traversant au moins une grille de maintien de la structure interne du réacteur nucléaire, les équipements internes comportant sur leur pourtour périphérique au moins un dispositif de maintien élastique selon l'une des revendications 1 à 4 et deux butées radiales pour maintenir transversalement les équipements internes. 7. Réacteur nucléaire de recherche selon la revendication précédente ca- ractérisé en ce les équipements internes sont des tubes de guidage.