Brevet FR3063380A1 — publié le 20180831

Aimants imprimés tridimensionnels de précision pour assemblage combustible La présente invention concerne des systèmes de maintien pour crayons de combustible nucléaire et, plus particulièrement, des systèmes magnétiques de maintien. Dans les systèmes de réacteurs nucléaires classiques, les crayons de combustible sont maintenus en place axialement et latéralement à l'aide de pièces mécaniques telles que des ressorts, des entretoises, des bouchons et autres dispositifs disposés le long et à chaque extrémité d'un crayon de combustible. Ces moyens classiques de maintien et d'alignement sont installés au détriment de la pression dans le système sans apporter un avantage correspondant quant au rendement thermique. La circulation de fluide caloporteur autour des crayons de combustible et sur les pièces mécaniques de maintien et d'alignement réduit la pression du caloporteur, ce qui provoque une chute de pression dans le flux de caloporteur. En outre, les pièces de maintien et d'alignement sont susceptibles de provoquer une usure des crayons de combustible en raison du contact entre les dispositifs mécaniques de maintien et le combustible, ce qui risque d'occasionner un endommagement des crayons de combustible. La suppression de ces dispositifs de maintien et d'alignement qui créent des contacts supprimerait ou réduirait la chute de pression dans le caloporteur. Le fait d'éviter une perte de pression améliorerait le rendement du combustible. Les problèmes associés aux di spositifs de maintien et d'alignement opérant par contact physique sont résolus par le système de maintien et d'alignement de crayons de combustible nucléaire décrit ici, le maintien étant obtenu en magnétisant certains contacts entre pièces adjacentes. La magnétisation peut être obtenue à l'aide d'aimants de précision concordant avec la polarité d'aimants de précision situés en regard. 3063380 2 Un système perfectionné de maintien et d'alignement pour crayons de combustible nucléaire peut, selon divers aspects, comporter un cadre d'embout supérieur et un cadre d'embout inférieur, au moins un crayon de combustible nucléaire ayant une extrémité supérieure et 5 une extrémité inférieure et s'étendant axialement entre les embouts supérieur et inférieur, un premier aimant de précision intégré à l'extrémité inférieure du au moins un crayon de combustible, et un second aimant de précision intégré sur le cadre d'embout inférieur à un emplacement en regard d'au moins un premier aimant de précision. Le 10 premier aimant de précision a au moins une polarité magnétique nord ou sud et le deuxième aimant de précision a au moins une polarité magnétique sud ou nord opposée à la polarité du premier aimant de précision en regard pour induire une attraction magnétique entre les premier et deuxième aimants de précision en regard l'un de l'autre. 15 Selon divers aspects, un premier aimant de précision est intégré à l'extrémité inférieure du au moins un crayon de combustible et un deuxième aimant de précision est intégré sur l'embout inférieur afin de retenir axialement le crayon de combustible, par attraction magnétique, entre les embouts supérieur et inférieur. 20 Selon divers aspects du système, chacun des au moins premier et second aimants de précision a au moins une, et selon certains aspects au moins deux, sections appariées. Chaque section appariée a une polarité opposée à celle de l'autre section de la paire. Les sections appariées peuvent se présenter dans une configuration verrouillée dans 25 laquelle les sections d'aimants de précision en regard s'attirent l'une l'autre jusqu'à une configuration déverrouillée dans laquelle les sections d'aimants de précision en regard se repoussent l'une l'autre. Selon divers aspects, la polarité de chaque membre de la paire peut être amenée sélectivement, par exemple par rotation, à passer à la 30 polarité opposée pour faire passer sélectivement un des premier et deuxième aimants de précision de la configuration verrouillée à la configuration déverrouillée. Selon divers aspects du système, les sections appariées des au moins premier et deuxième aimants de précision peuvent être rotatives pour faire tourner les sections 3063380 3 appariées d'un des premier et deuxième aimants de précision afin de les mettre dans la configuration verrouillée ou déverrouillée. Le système perfectionné de maintien et d'alignement peut résoudre des problèmes de maintien d'alignement de crayons de 5 combustible pendant des phénomènes sismiques. Le système peut comporter au moins une grille sensiblement parallèle aux embouts supérieur et inférieur et placée entre ces derniers. La au moins une grille définit un périmètre et a, à l'intérieur du périmètre, un premier ensemble de plaques s'étendant latéralement et longitudinalement d'un 10 côté à l'autre de la grille pour définir au moins une alvéole et, selon certains aspects, de multiples alvéoles. Chaque alvéole a un intérieur et un extérieur, l'un au moins crayon de combustible passant axialement à travers l'intérieur d'une alvéole. Les parois des plaques de la grille peuvent comprendre au moins un troisième aimant de 15 précision intégré à l'intérieur de l'alvéole. Au moins un quatrième aimant de précision peut être intégré sur un côté du crayon de combustible, sur la gaine du crayon de combustible ou sur un manchon enveloppant le crayon de combustible, à un emplacement en regard du au moins troisième aimant de précision. Le troisième aimant de 20 précision a au moins une polarité magnétique nord ou une polarité magnétique sud et le quatrième aimant de précision a au moins une polarité magnétique nord ou une polarité magnétique sud identique à la polarité du troisième aimant de précision situé en regard afin de créer une répulsion magnétique entre les troisième et quatrième 25 aimants de précision en regard l'un de l'autre pour maintenir un intervalle entre le crayon de combustible et la plaque sur laquelle est intégré le troisième aimant de précision en regard. Selon certains aspects, le système peut avoir une pluralité d'alvéoles et une pluralité de crayons de combustible, chaque alvéole 30 ayant des dimensions permettant de recevoir un crayon parmi la pluralité de crayons de combustible, s'étendant à travers celui-ci. Selon divers aspects, chaque logement à travers lequel passe un crayon de combustible a au moins deux troisièmes aimants de précision intégrés sur différentes parois de plaques de la grille et le 3063380 4 crayon de combustible (ou sa gaine ou son manchon) a au moins deux quatrièmes aimants de précision. Chaque quatrième aimant de précision est placé sur le crayon de combustible pour se trouver en regard d'un, différent, des au moins deux troisièmes aimants de 5 précision intégrés sur les parois des plaques de la grille. L'invention sera mieux comprise à l'étude détaillée de quelques modes de réalisation pris à titre d'exemples non limitatifs et illustrés par les dessins annexés sur lesquels : -la Figure 1 est une vue schématique en perspective écorchée 10 de certaines des pièces d'un assemblage combustible classique, représentant un assemblage de crayons de combustible, un embout supérieur, plusieurs couches de grilles, un embout inférieur, des crayons de combustible et des manchons de grille ; -la Figure 2 illustre la différence entre les lignes de champ 15 magnétique dans un aimant classique A et un aimant de précision B, représentant la perte subie avec des aimants classiques ; -la Figure 3 est une vue d'aimants de précision selon la technique antérieure, avec un combinaison imprimée de "verrouillage/résistance", représentant des pôles positifs et négatifs 20 répartis à la surface des aimants ; -la Figure 4 est une vue des champs magnétiques visibles sous un film magnétique, représentant des combinaisons de pôles positifs et négatifs à la surface de disques selon la technique antérieure ; -la Figure 5 représente (A) une extrémité de crayon de 25 combustible sur laquelle sont imprimées des sections appariées d'aimants de précision, et (B) un cadre inférieur muni d'un élément de maintien comprenant des sections appariées d'aimants de précision à polarité opposée à celle des sections de crayon de combustible en regard imprimées sur celui-ci pour retenir magnétiquement le crayon 30 de combustible de la Figure 5A ; -la Figure 6 est une vue de l'extrémité du crayon de combustible de la Figure 5A assemblée avec l'élément de maintien d'aimant de précision de la Figure 5B dans une position de verrouillage où les sections en regards ont la polarité opposée ; 3063380 5 -la Figure 7 est une vue de l'élément de maintien de crayon de combustible et d'aimant de précision de la Figure 6 dans une position de déverrouillage où les sections en regard ont la même polarité ; -la Figure 8 est une vue en perspective d'une autre forme de 5 réalisation possible d'une partie d'un cadre inférieur représentant des contacts d'aimant de précision imprimé de bouchon pour une coopération avec un aimant de précision à l'extrémité d'un crayon de combustible de la Figure SA ; -la Figure 9 est une vue partielle d'une forme de réalisation 10 d'une paroi de plaque de grille pour crayon de combustible, représentant des aimants de précision imprimés à l'extérieur d'une paroi de plaque de grille pour créer une résistance aux chocs entre des surfaces adjacentes de plaques de grille au niveau d'un intervalle voulu ; 15 -la Figure 10 est une vue partielle en perspective de parois adjacentes de plaques de grille de la figure 9, représentant des aimants de précision sur la surface externe de chaque paroi de plaque de grille ; -la Figure 11 est une vue de dessus en plan de crayons de 20 combustible dans une forme de réalisation d'assemblage combustible, représentant des aimants de précision ainsi que des bossettes. De stabilisation pour la mise en place latérale des crayons de combustible ; -la Figure 12 est une vue en perspectives de l'assemblage de 25 crayons de combustible de la Figure 11; -la Figure 13 est une vue de dessus en plan de crayons de combustible dans une autre forme de réalisation possible d'un ensemble de grille représentant uniquement des aimants de précision à l'intérieur du logement et du crayon de combustible pour la mise en 30 place latérale des crayons de combustible ; et -la Figure 14 est une vue en perspective de l'assemblage de crayons de combustible de la Figure 13. Le vocabulaire directionnel utilisé ici, notamment, à titre d'exemples nullement limitatifs, haut, bas, gauche, droit, inférieur, 3063380 6 supérieur, avant, arrière et les variantes de ceux-ci, se rapporteront à l'orientation des éléments représentés sur les dessins annexés et, sauf mention contraire expresse, n'est nullement limitatif quant aux revendications. 5 Un exemple de système 10 de crayons de combustible et de caloporteur de réacteur nucléaire est partiellement représenté sur la Figure 1. Le système 10 comporte un assemblage 12 de barres de commande disposé à l'extrémité supérieure du système 10, un embout supérieur 14 avec des ressorts à lames 16, un cadre 28 d'embout 10 supérieur, un embout inférieur 22, un cadre 30 d'embout inférieur et plusieurs grilles 68, 88 et 18 placées entre les cadres 28, 30 d'embouts supérieur et inférieur pour supporter des rangées de crayons de combustible 20 s'étendant entre les cadres 28, 30 d'embouts supérieur et inférieur. La pluralité de grilles 68, 88 et 18 sont sensiblement 15 parallèles les unes aux autres mais séparées les unes des autres et sont supportées par des barres de support 24, parfois appelées tubes-guides, disposées à l'intérieur du périmètre des grilles et à l'intérieur de plusieurs rangées de crayons de combustible 20. Les vues en coupe écorchées de la Figure 1 représentent une combinaison de trous 26 20 traversant trois grilles, à savoir une grille supérieure 68, une grille intermédiaire 88 et une grille inférieure 18, à travers lesquelles les crayons de combustible 20 passent depuis le cadre 30 d'embout inférieur jusqu'au cadre 28 d'embout supérieur. Les trous 26 ont des dimensions établies pour permettre à un fluide caloporteur de circuler 25 autour des crayons de combustible 20. Des ouvertures supplémentaires, par exemple des ouvertures à effet venturi, peuvent être formées dans les cadres 28, 30 d'embouts supérieur et inférieur. Le système 10 est logé dans une enceinte de réacteur (non représentée). 30 Comme indiqué plus haut, dans les systèmes de réacteurs nucléaires classiques, les crayons de combustible 20 sont maintenus en place latéralement par des ressorts 48 et/ou des bossettes 58 sur les faces internes des grilles 68, 88 et 18. Dans un système typique selon la technique antérieure, chaque alvéole possède deux ressorts et deux 3063380 7 bossettes. Les bossettes et les ressorts sont incurvés les uns et les autres vers l'intérieur de l'alvéole depuis la paroi des plaques de grilles en formant des parties saillantes 56 destinées à venir au contact du crayon de combustible 20. Le ressort le plus flexible 48 pousse le crayon de combustible contre la partie saillante 56 de la bossette 58 afin d'immobiliser latéralement le crayon dans l'alvéole. La circulation de fluide caloporteur autour des crayons de combustible 20 en passant par les ressorts 48 et autres dispositifs de maintien pour maintenir en place les crayons de combustible 20 et les supports 24 réduit la 10 pression du caloporteur, ce qui provoque une chute de pression dans le flux de caloporteur. Dans le système de maintien décrit ici, les crayons de combustible 20 sont maintenus en place à l'aide de combinaisons concordantes d'aimants de précision, en regard les uns des autres. Les 15 procédés de maintien axial et latéral de crayons de combustible décrits ici offrent la possibilité de supprimer des pièces, de réduire la chute de pression évoquée plus haut et de limiter les problèmes dus aux frottements (p.ex. de réduire ou de supprimer l'usure des crayons de combustible due au contact avec des dispositifs mécaniques de 20 maintien de la grille). En intégrant un moyen pour amortir ou empêcher les chocs des assemblages combustibles adjacents contre des dispositifs des grilles 68, 88 et 18, le système de maintien et d'alignement perfectionné réduira les forces sismiques agissant sur les assemblages combustibles et réduira, et de préférence supprimera le 25 risque d'accidents par perte de caloporteur associés. Le système de maintien et d'alignement perfectionné empêchera également le décollage d'assemblages combustibles au niveau des dispositifs de maintien axial et permettra une dépose simplifiée de pièces pour une reconstitution, une réparation ou un remplacement. 30 Les aimants de précision sont fondamentalement différents d'aimants classiques. La plupart des aimants classiques du commerce ont une configuration simple : un pôle nord d'un côté et un pôle sud de l'autre. Des aimanteurs commandés par un logiciel, tels que ceux commercialisés sous la marque POLYMAGNETS ® par Correlated 3063380 8 Magnetics Research LLC de Californie, USA, qui ont été développés à l'échelle commerciale, permettent la réalisation de combinaisons de magnétisme adaptables conçues par un logiciel et programmées dans un aimant. On consultera, par exemple, les brevets US 8,179,219, US 5 9,219,403, US 9,245,677 et US 9,404,776. Ces aimants de précision peuvent être jusqu'à cinq fois plus puissants que des aimants classiques, car leur énergie magnétique peut être concentrée près de la surface, comme représenté sur la Figure 2. La technologie des aimants de précision imprimés en 3D est un domaine émergent qui imprime des 10 pôles magnétiques individuels (numériques/pixélisés) en leur conférant une orientation et une géométrie 3D adaptables. Cette aptitude à l'impression de circuits magnétiques à petit champ permet des forces magnétiques accrues sur une plus petite distance en raison de la moindre perte d'énergie du champ. Les aimants classiques 206, 15 208 représentés sur la Figure 2A ne s'alignent pas forcément lorsqu'on les attache l'un à l'autre. Les lignes de champ magnétique 210 des aimants classiques 206, 208 montrent qu'une grande partie de l'énergie magnétique est perdue, détournée des aimants 206, 208. Les aimants de précision, comme représenté sur la Figure 2B, concentrent le champ 20 magnétique. Dans les aimants de précision 202, 204, les lignes de champ magnétique 210 forment un champ plus petit, plus étroit, si bien que la force magnétique ne s'échappe pas des aimants. Des aimants de précision tels que ceux commercialisés sous la marque POLYMAGNETS ® peuvent être conçus pour s'aligner avec 25 toutes sortes de fonctions d'alignement. Des aimants de précision à verrouillage, par exemple, sont conçus pour se repousser jusqu'à ce que la paire d'aimants passe par un point de transition défini. Après le point de transition, ils sont conçus pour inverser leur polarité et s'attirer. Les aimants de précision à ressorts sont conçus pour s'attirer 30 jusqu'à un point de transition au-delà duquel ils se repoussent. Ces aimants de précision s'immobilisent à une distance d'équilibre. A l'équilibre, les aimants de précision opposés restent à une distance prédéterminée l'un de l'autre, si bien que les pièces dans lesquelles 3063380 9 sont placés les aimants de précision peuvent être maintenues séparées, espacées l'une de l'autre de la distance prédéterminée ou à peu près. Considérant les figures 3 et 4, des variantes de configuration d'aimants de précision sont représentées à titre d'illustration. Sur la 5 Figure 3 sont représentés deux disques opposés 200 ayant, sur chaque disque, une pluralité d'aimants de précision concordant avec les aimants de précision du disque en regard. Les aimants de précision ayant, par exemple, un pôle magnétique nord 202 sont indiqués par un signe plus et les aimants de précision à pôle magnétique sud 204 sont 10 indiqués par un signe négatif. Quand les disques A et B sont rapprochés l'un de l'autre, ils peuvent être alignés de telle sorte que les pôles nord (+) du disque A s'alignent directement avec les pôles sud (-) du disque B et que les pôles sud (-) du disque A s'alignent avec les pôles nord (+) du disque B, forçant les disques A et B à s'attirer et 15 à se réunir. En raison du champ magnétique étroit, comme représenté sur la Figure 2B, la force d'attraction entre les disques A et B est très puissante. S'il est nécessaire ou souhaitable d'amener les deux disques 200 à se repousser, les aimants de précision 202, 204, sur les disques 200 peuvent être alignés de telle sorte que les pôles nord (+) et sud (-) 20 du disque A s'alignent respectivement avec les pôles nord (+) et sud (- ) du disque B. Les pôles magnétiques identiques sur des disques opposés se repoussent, écartant l'un de l'autre les disques A et B. Sur la Figure 3, une image de deux disques 200 placés côte à côte montre les champs magnétiques des disques à travers une enveloppe 300. Le 25 disque à droite sur l'image a des aimants de précision ayant des pôles (+) 202 sur la couronne extérieure et des aimants de précision à pôles (-) 204 en couronne centrale. Le disque 200 à gauche sur l'image a des aimants de précision 202, 204 respectivement à alternance de pôles nord (+) et sud (-). Les figures 3 et 4 illustrent les géométries et 30 combinaisons possibles utilisables pour configurer des ensembles de maintien à aimants de précision. Des aimants de précision concordants opposés destinés à servir dans l'environnement d'un système 10 pour combustible nucléaire et caloporteur peuvent être en n'importe quelles matières adéquates dont 3063380 10 on estime qu'elles conservent leurs propriétés magnétiques dans les conditions régnant dans un réacteur. Des recherches ont démontré que certaines matières, telles que Sm2Co17, ont une résistance à la température et à l'irradiation intéressante pour ce qui concerne la 5 dégradation des propriétés magnétiques. La possibilité d'immobiliser axialement et maintenir alignés les crayons de combustible 20 à l'aide d'un procédé sans contacts latéraux, notamment à l'aide d'aimants de précision, peut permettre de supprimer la grille inférieure 88 et devrait réduire notablement les 10 problèmes dus aux chutes de pression dans les assemblages combustibles actuels. Les géométries de maintien peuvent être verrouillées magnétiquement pour permettre une reconstitution facile des crayons de combustible 20. Considérant la Figure 5A, il y est représenté une variante du 15 type classique de bouchon 32 d'un crayon de combustible 20. Le bouchon 32 comprend une protubérance 38 soudée à une des extrémités ou aux deux extrémités d'un crayon de combustible (non représenté sur cette vue). Une surface d'extrémité 34, par exemple sur le bouchon inférieur 32 peut, selon divers aspects, avoir des premiers 20 aimants de précision 36 intégrés dans la surface 34. Les premiers aimants peuvent être un aimant unique à une seule polarité. Selon certains aspects, le premier aimant peut comprendre des sections appariées à polarité positive et/ou négative, comme dans la combinaison alternée de pôles positif (+) 202 et négative (-) 204 25 représentée sur la surface 34. La Figure 5B représente le cadre inférieur 30 comprenant une pluralité de trous 42 pour le passage d'un caloporteur de réacteur tel que de l'eau autour des crayons de combustible 20, et des pieds 44 pour supporter le cadre inférieur 30. Le cadre inférieur 30 comprend 30 en outre un second aimant de précision 40 intégré dans celui-ci pour chaque crayon de combustible 20 pour son alignement avec le premier aimant de précision 36 sur la surface d'extrémité 34-du bouchon 32 du crayon de combustible 20. Le second aimant de précision 40 peut être un aimant unique à une seule polarité opposée à la polarité-du premier 3063380 11 aimant unique 36 ou peut comprendre des sections appariées à une seule polarité ou à deux polarités, positive et négative, comme représenté sur la Figure 5B, pouvant être disposées ou programmées de telle sorte que la polarité des sections appariées sur la surface 34 soit opposée à la polarité des sections présentes sur le cadre 30. Le second aimant de précision 40 comprend une alternance de pôles positifs (+) 202 et négatifs (-) 204 qui, lorsqu'ils sont alignés suivant une orientation opposée à celle des pôles du premier aimant de précision 36 sur la surface d'extrémité 34, présentent une forte 10 attraction magnétique, immobilisant le crayon de combustible 20 dans le cadre inférieur 30 quand les deux sont mis au contact l'un de l'autre, comme représenté sur la Figure 6. Selon divers aspects, une surface d'extrémité similaire avec un aimant de précision 36 peut être intégrée à l'extrémité supérieure du crayon de combustible 20 pour sa fixation 15 magnétique à un aimant de précision correspondant 40 intégré dans le cadre supérieur 28. Les aimants de précision à l'extrémité inférieure des crayons de combustible 20 étant en regard du cadre inférieur 30, les crayons de combustible 20 peuvent être verrouillés avec un alignement axial dans le système de réacteur 10. Quand il est 20 nécessaire de déplacer un crayon de combustible 20, par exemple pour une reconstitution, un remplacement ou une remise en état de celui-ci, on fait tourner l'un des premier et second aimants de précision 36, 40 à l'extrémité du crayon de combustible 20 pour placer les pôles positif (+) et négatif (-) 202, 204 d'un aimant de précision 36 ou 40 dans 25 l'alignement des mêmes pôles de l'élément de précision opposé 40 ou 36 de telle sorte que les surfaces d'extrémités inférieures du crayon de combustible (ou du bouchon de crayon de combustible) et du cadre associé 30 se repoussent l'une l'autre en se mettant en position de déverrouillage, comme représenté sur la Figure 7. 30 Selon certains aspects, chacun des premier et second aimants de précision 36, 40 peut être fait d'une pluralité de sections appariées, chaque section d'une paire pouvant avoir la même polarité que l'autre-section de la paire ou chaque section d'une paire pouvant avoir la polarité opposée de l'autre section de la paire. La polarité de chaque 3063380 12 section peut être amenée sélectivement à passer à la polarité opposée pour faire passer sélectivement l'un des premier et second aimants de précision 36, 40 de la configuration de verrouillage, dans laquelle au moins une majorité des sections d'aimant de précision en regard 5 s'attirent les unes les autres, à une position de déverrouillage dans laquelle au moins une majorité des sections d'aimant de précision en regard se repoussent les unes les autres. Dans cette forme de réalisation, la puissance de la force d'attraction ou de répulsion peut être commandée par la polarité de sections des aimants de précision en 10 regard les unes des autres. Selon un autre aspect, comme représenté SUT la Figure 8, un second aimant de précision 40 peut être placé par des moyens appropriés, par exemple par impression en 3D, dans chacune des différentes dépressions espacées 46 présentes dans un cadre inférieur 15 30', des trous 42 étant également ménagés dans le cadre inférieur 30' pour la circulation du caloporteur autour de chaque crayon de combustible 20. Selon certains aspects, le cadre 30' peut avoir une structure de type alvéolaire constituée par la pluralité de dépressions 46 et de trous 42 de circulation de caloporteur. Chacune desdites 20 dépressions 46 est conçue pour recevoir le bouchon 32 d'un crayon parmi la pluralité de crayons de combustible 20. La pluralité de dépressions 46 peut comprendre un fond, sur lequel est intégré un second aimant de précision 40 et, autour du fond, des ouvertures qui débouchent dans des ouvertures du type à effet venturi juste sous la 25 dépression 46 pour la circulation du caloporteur. Les trous de circulation 42 peuvent aussi former des ouvertures du type à effet venturi. En service, le premier aimant de précision 36 sur la surface d'extrémité 34 de chaque bouchon 32 est disposé pour s'aligner avec l'aimant de précision 40 au fond de la dépression 46 afin qu'ils 30 s'attirent ou se repoussent l'un l'autre respectivement pour verrouiller ou déverrouiller le crayon de combustible 20 par rapport au cadre 30'. Comme décrit plus haut, les aimants de précision 36, 40 peuvent avoir des sections appariées de combinaisons alternées de pôles positifs (±) 202 et négatifs (-) 204 sur chacun des aimants de précision, qui 3063380 13 peuvent être amenées à tourner pour prendre un alignement provoquant une attraction ou une répulsion, ou chacune peut avoir un seul pôle positif (+) 202 ou négatif (-) 204 sur un aimant et un seul pôle négatif (-) 204 ou positif (+) 202 sur l'autre aimant, à polarité opposée à celle 5 de l'aimant de précision en regard, pour qu'ils s'attirent l'un l'autre afin de verrouiller axialement le crayon de combustible 20 dans la dépression 46. Le déverrouillage peut s'effectuer en inversant la polarité d'un des deux aimants de précision en regard, par exemple en faisant tourner le crayon de combustible. 10 Une grille selon la technique antérieure comprend des plaques 50 de grille disposées latéralement, qui s'entrecroisent à l'intérieur du périmètre de la grille pour définir des alvéoles 60 à travers lesquels passent les crayons 20 de combustible. Les plaques 50 de grille servent à aligner latéralement les crayons 20 de combustible et à 15 empêcher que des crayons de combustible adjacents 20 ne viennent au contact les uns des autres. La plaques 50 de grille peuvent comprendre des ressorts 48 Une forme de réalisation d'exemples de ressorts 48 est représenté sur les figures 9 et 10. Chaque alvéole 60 peut comprendre un ou deux ressorts 48, sur différents côtés des sections de plaques de 20 grille qui définissent l'alvéole 60. Dans diverses formes de réalisation, chaque alvéole peut comprendre deux ressorts 48 ou deux bossettes 58. Les ressorts 48 ou les bossettes 58 s'étendent ou s'incurvent depuis la paroi de plaque de grille jusque dans l'alvéole 60 en formant un plateau saillant 56 qui s'incline vers le crayon de combustible 20 25 quand le crayon est disposé dans l'alvéole 60 de telle sorte que le plateau saillant 56 du ressort 48 soit appuyé ou calé latéralement contre le crayon de combustible adjacent 20. Les ressorts 48 peuvent être agencés de façon qu'au moins deux plateaux 56 s'étendent jusque dans chaque alvéole 60 pour immobiliser latéralement le crayon 20 30 dans l'alvéole 60. Selon certains aspects, lorsqu'il y a des assemblages combustibles adjacents 10, la conception des grilles peut comprendre un premier ensemble de plaques 50 de grilles sur le pourtour d'un premier assemblage combustible 10 et un second ensemble de plaques 3063380 14 52 de grilles sur le pourtour de l'assemblage combustible adjacent 10 sur chaque grille 68, 88 et 18. Le second ensemble de plaques 52 de grilles est disposé au voisinage immédiat du premier ensemble de plaques 50 de grille de façon à définir un espace entre les parois de 5 plaques de grilles adjacentes 50, 52. Les parois de plaques de grilles adjacentes sont situées dans des plans sensiblement parallèles et espacés les uns des autres. Selon certains aspects, illustrés sur les figures 9 et 10, des aimants de précision 361 et 401, concordant avec des aimants de 10 précision 362 et 402, peuvent être intégrés dans les surfaces externes de plaques de grilles adjacentes 50, 52 des premier et second ensembles pour amortir les chocs latéraux afin de maintenir une distance entre les assemblages combustibles adjacents 10. Une conception novatrice des grilles pour des configurations de 15 combustible tolérant des accidents peut ajouter un seul ou les deux ensembles d'aimants de précision 361, 362 et 401, 402, en les intégrant dans la surface externe des plaques 50, 52 de grilles pendant le processus de fabrication. La fabrication des plaques 50, 52 de grilles peut s'effectuer, par exemple, suivant n'importe quel procédé 20 d'impression en 3D approprié connu ou suivant n'importe quel autre processus pour former un article ou une surface moulé en trois dimensions. Des combinaisons d'aimants de précision peuvent être imprimées, par exemple, dans les zones adjacentes des plaques 50, 52 de grilles pour créer une résistance, à une distance ou un intervalle 25 prédéterminé 54 entre les faces externes des plaques de grilles adjacentes 50, 52. Les intervalles 54 réduisent la force des accidents sismiques et de perte de caloporteur sans nécessiter, sur les plaques de grilles, des dispositifs extérieurs qui risquent de provoquer un endommagement des crayons de combustible 20 tenus dans les 30 alvéoles 60 en cas de mouvement imprévu de n'importe quelle force significative. Lorsque chaque pôle aligné 202 ou 204 des aimants de précision opposés, respectivement 361, 362 et 401, 402, est de la même polarité, les plaques 50, 52 de grilles se repoussent et résistent au choc. La maîtrise de la puissance du champ magnétique généré par 3063380 15 les aimants de précision 361, 362, 401 et/ou 402 permet de maîtriser et de maintenir, dans des circonstances difficiles, la distance 54 entre les extérieurs des plaques de grilles adjacentes 50, 52. Considérant les figures 11 et 12, il y est représenté une autre 5 configuration possible de disposition latérale de crayons de combustible qui intègre des aimants de précision 72 à l'intérieur des alvéoles 60 et des aimants de précision en regard 70 sur les crayons de combustible 20. Des combinaisons d'aimants de précision peuvent être intégrées dans la face interne des parois 50 de plaques de grilles à la 10 place ou en plus des bossettes 58, qui alignent les crayons de combustible 20 dans les alvéoles 60 des grilles. Un manchon-mince 62 peut être fixé au crayon de combustible 20. Sur le manchon 62 peut, selon divers aspects, être imprimé le pôle magnétique opposé au pôle intégré dans la plaque 50 de grille au niveau de certaines ou de la 15 totalité des grilles 68, 18, 88 dans le système 10. La force de répulsion des aimants de précision à polarité identique en regard (c'est-à-dire de chacun des aimants de précision en regard ayant des pôles positifs (+) 202 ou de chacun des aimants de précision en regard ayant des pôles négatifs (-) 204) maintient un intervalle voulu 74 entre le crayon de 20 combustible 20 et un manchon couvrant les crayons 20. Cet agencement assure une grande marge contre les frottements entre les grilles et les crayons, car il ne faudra que beaucoup moins (voire pas du tout) de supports 24 pour éviter les contacts entre crayons 20. Considérant la figure 11, il y est représenté des alvéoles 60 25 définis par des plaques 50 de grilles agencées différemment des plaques de grilles décrites ci-dessus et représentées sur la Figure 10. Chaque alvéole 60 comprend également des ailettes de mélange 78 pour commander la circulation du caloporteur autour des crayons de combustible 20. Le flux de caloporteur circule parallèlement aux 30 crayons 20. Selon certains aspects, illustrés sur les figures 13 et 14, les bossettes 58 peuvent être supprimées en tant que moyens de maintien dans les alvéoles 60, si bien que les aimants de précision 72 à l'intérieur des plaques 50 de grille et les aimants de précision 70 sur le 3063380 16 crayon 20 ou un manchon 62 de crayon constituent l'unique moyen de maintien de la séparation, l'intervalle 74, entre les crayons 20 et les plaques 50 de grilles dans chaque alvéole 60. On peut réduire notablement les coûts en combinant et en 5 supprimant des pièces. Les pièces peuvent être commandées plus facilement et permettent des économies de coûts par la suppression de dispositifs à tolérances étroites tels que les ressorts et les bossettes dans les pièces en tôle. Il y aura une moindre chute de pression dans le flux de caloporteur, ce qui se traduira par une amélioration, du 10 rendement du combustible et une combustion plus poussée. Les mouvements entre assemblages combustibles et crayons de combustible susceptibles de survenir en cas d'accident peuvent être mieux maîtrisés, ce qui évite des dégâts dus à de brusques chocs entre pièces adjacentes. L'utilisation d'aimants de précision pour conserver 15 la position latérale des crayons assure un maintien sans contacts. Cela assure un plus grand espacement entre les crayons de combustible et d'autres pièces, ce qui limite l'usure puisque des débris ne seront pas piégés contre les crayons de combustible. Les dispositifs de maintien perfectionnés décrits ici créent des 20 possibilités de simplifier des organes et, ce qui est important, créent des conceptions de combustible plus sûres pour une utilisation dans les lieux à sismicité la plus forte. La présente invention a été décrite en référence à plusieurs exemples, destinés sous tous leurs aspects à servir d'illustrations 25 nullement restrictives. Ainsi, la mise en oeuvre détaillée de présente invention se prête à de nombreuses variantes susceptibles d'être dérivées de la présente description par un spécialiste ordinaire de la technique. 3063380 18 Liste des repères 10 Système de crayons de combustible et de caloporteur 12 Ensemble de crayons de combustible 5 14 Embout supérieur 16 Ressorts à lames 18 Grille inférieure 20 Crayons de combustible 22 Embout inférieur 10 24 Barres de support / Tubes-guides 26 Trous dans les grilles 28 Cadre d'embout supérieur 30/30' Cadre d'embout inférieur 30/Figures 6-7 et autre plaque d'embout inférieur possible 30'/Figure 8 153 32 Bouchon 34 Surface d'extrémité sur bouchon 36 Premiers aimants de précision 38 Protubérance sur bouchon 40 Second aimant de précision 20 42 Trous dans le cadre 30 d'embout inférieur 44 Pieds sur le cadre d'embout inférieur 46 Dépressions sur le cadre d'embout inférieur 48 Ressorts 50 Premier ensemble de plaques de grilles 25 52 Second ensemble de plaques de grilles 54 Intervalle entre faces externes de plaques de grilles adjacentes 50, 52 56 Surfaces de plateaux saillants sur ressorts 48 et bossettes 58 s'étendant jusque dans des alvéoles 30 58 Bossettes 60 Alvéoles 62 Manchon sur crayon de combustible 68 Grille supérieure 70 Aimants de précision sur crayon 20 de combustible 3063380 19 72 Aimants de précision à l'intérieur de plaques 50 de grilles 74 Intervalle entre crayons 20 et plaques 50 de grilles dans les alvéoles 60 78 Ailettes de mélange dans les alvéoles 60 5 88 Grille intermédiaire 200 Disques opposés 202 Aimant de précision à pôle magnétique nord 204 Aimant de précision à pôle magnétique sud 206 Aimant classique sur la Figure 2A 10 208 Aimant classique sur la Figure 2A 210 Lignes de champ magnétique 300 Enveloppe sur la Figure 3 361 Aimants de précision concordant avec des aimants 362/ Figures 9 & 10 15 362 Aimants de précision concordant avec des aimants 361/Figure 10 401 Aimants de précision concordant avec des aimants 402/ Figures 9 & 10 402 Aimants de précision concordant avec des aimants 401/Figure 20 10 REVENDICATIONS1. Système de maintien et d'alignement (10) pour crayons de combustible nucléaire (20), comportant : un cadre (28) d'embout supérieur et un cadre (30) d'embout inférieur ; au moins un crayon de combustible nucléaire (20) ayant une extrémité supérieure et une extrémité inférieure et s'étendant axialement entre les cadres (28, 30) d'embouts supérieur et inférieur (14, 22), au moins un premier aimant de précision (36) intégré à l'extrémité inférieure du au moins un crayon de combustible (20) ; et au moins un second aimant de précision (40) intégré sur le cadre (30) d'embout inférieur à un emplacement en regard du au moins un premier aimant de précision (36), le premier aimant de précision (36) ayant au moins une polarité magnétique nord ou sud et le deuxième aimant de précision (40) ayant au moins une polarité magnétique sud ou nord opposée à la polarité du premier aimant de précision (36) en regard pour induire une attraction magnétique entre les premier et deuxième aimants de précision (36, 40) en regard l'un de l'autre. 2. Système (10) selon la revendication 1, dans lequel chacun des au moins premier et second aimants de précision (36, 40) a au moins une section appariée, chaque section de la paire ayant une polarité opposée à la polarité de l'autre section de la paire, la polarité de chaque section de la paire pouvant être sélectivement amenée à passer à la polarité opposée pour faire sélectivement passer l'un des premier et second aimants de précision (36, 40) d'une configuration verrouillée dans laquelle les sections d'aimant de précision en regard s'attirent l'une l'autre à une configuration déverrouillée dans laquelle les sections d'aimants de précision en regard se repoussent l'une l'autre. 3. Système (10) selon la revendication 2, dans lequel chacun des au moins premier et second aimants de précision (36, 40) a au 3063380 20 moins une seconde section appariée, chaque seconde section appariée ayant une polarité opposée à la polarité de l'autre seconde section appariée, et la polarité des sections appariées étant amenée à changer par une rotation d'un des premier et second aimants de précision (36, 5 40) pour placer la seconde section appariée d'une section d'un des premier et second aimants de précision en regard de la première section appariée de l'autre des premier et second aimants de précision de telle sorte que les sections opposées aient la même polarité. 4. Système (10) selon la revendication 1, dans lequel chacun 10 des au moins premier et second aimants de précision (36, 40) a au moins une section appariée, chaque section de la paire ayant une polarité identique à la polarité de l'autre section de la paire, la polarité de chaque section de la paire pouvant être sélectivement amenée à passer à la polarité opposée pour faire sélectivement passer 15 l'un des premier et second aimants de précision (36, 40) d'une configuration verrouillée dans laquelle les sections d'aimant de précision en regard s'attirent l'une l'autre à une configuration déverrouillée dans laquelle les sections d'aimants de précision en regard se repoussent l'une l'autre. 20 5. Système (10) selon la revendication 4, dans lequel chacun des au moins premier et second aimants de précision (36, 40) a au moins une seconde section appariée, chaque seconde section appariée ayant une polarité identique à la polarité de l'autre seconde section appariée, et la polarité des sections appariées étant amenée à changer 25 par une rotation d'un des premier et second aimants de précision (36, 40) pour placer la seconde section appariée d'une section d'un des premier et second aimants de précision en regard de la première section appariée de l'autre des premier et second aimants de précision de telle sorte que les sections opposées aient une polarité opposée. 30 6. Système (10) selon la revendication 1, dans lequel chacun des au moins premier et second aimants de précision (36, 40) a chacun au moins une section appariée, chaque section d'une paire parmi la pluralité de sections appariées ayant soit la même polarité que l'autre section de la paire soit une polarité opposée à celle de l'autre section 3063380 21 de la paire, la polarité de chaque section pouvant être sélectivement amenée à passer à la polarité opposée pour faire sélectivement passer l'un des premier et second aimants de précision (36, 40) d'une configuration verrouillée dans laquelle au moins une majorité des 5 sections d'aimant de précision en regard s'attirent l'une l'autre à une configuration déverrouillée dans laquelle au moins la majorité des sections d'aimants de précision en regard se repoussent l'une l'autre. 7. Système (10) selon la revendication 6, dans lequel la polarité de chaque section peut être sélectivement amenée à passer à la 10 polarité opposée par rotation d'au moins un premier et second aimants de précision (36, 40). 8. Système (10) selon la revendication 1, dans lequel un premier aimant de précision (36) est intégré à l'extrémité inférieure de au moins un crayon de combustible (20) et un second aimant de 15 précision (40) est intégré au cadre (30) d'embout inférieur pour retenir axialement le crayon de combustible (20) entre les embouts supérieur et inférieur (14, 22). 9. Système (10) selon la revendication 1, comportant en outre au moins une grille (68, 88, 18) sensiblement parallèle aux embouts 20 supérieur et inférieur (14, 22) et placée entre ces derniers, la au moins une grille définissant un périmètre et ayant, à l'intérieur du périmètre, un ensemble de plaques (50, 52) s'étendant latéralement et longitudinalement d'un côté à l'autre de la grille (68, 88, 18) pour définir au moins un alvéole (60) ayant un intérieur et un extérieur, la 25 au moins une alvéole étant conçue pour recevoir un crayon de combustible (20) passant axialement à travers l'intérieur de l'alvéole (60) ; au moins un troisième aimant de précision intégré à l'intérieur de l'alvéole (60) ; 30 au moins un quatrième aimant de précision intégré sur un côté du crayon de combustible 20) passant à travers l'alvéole (60) à un emplacement en regard du au moins un troisième aimant de précision, le troisième aimant de précision ayant une polarité magnétique nord et/ou une polarité magnétique sud et le quatrième aimant de précision 3063380 22 ayant une polarité magnétique nord et/ou une polarité magnétique sud identique à la polarité du troisième aimant de précision situé en regard afin de créer une répulsion magnétique entre les troisième et quatrième aimants de précision en regard l'un de l'autre pour maintenir 5 un intervalle entre le crayon de combustible (20) et la plaque (50, 52) de grille sur laquelle est intégré le troisième aimant de précision en regard. 10. Système (10) selon la revendication 9, dans lequel il y a une pluralité d'alvéoles (60) et une pluralité de crayons de 10 combustible (20), un seul crayon de combustible (20) s'étendant axialement à travers l'un quelconque des alvéoles (60). 11. Système (10) selon la revendication 10 dans lequel chaque alvéole (60) à travers lequel passe un crayon de combustible (20) a au moins deux troisièmes aimants de précision intégrés sur 15 différentes plaques de grilles de l'alvéole (60) et le crayon de combustible (20) a au moins deux quatrièmes aimants de précision, chaque quatrième aimant de précision étant disposé sur le crayon de combustible (20) de façon à être en regard d'un, différent, des au moins deux troisièmes aimants de précision intégrés sur les plaques 20 (50, 52) de grilles. 12. Système (10) selon 1 revendication 9, comportant en outre au moins un élément de maintien disposé dans chaque alvéole (60) afin de maintenir un intervalle entre le crayon de combustible (20) et au moins une plaque (50, 52) de grille de l'alvéole. 25 13. Système (10) selon la revendication 1, dans lequel l'embout inférieur (22) comprend une pluralité de parties en cuvettes pour loger l'extrémité inférieur d'un crayon de combustible (20), et chaque partie en cuvette ayant un premier aimant de précision (36) intégré dans celles-ci. 30 14. Système (10) selon la revendication 1 comportant en outre un trajet pour la circulation d'un caloporteur le long du crayon/de chacun des crayons de combustible (20). 3063380 23 15. Système (10) selon la revendication 14, comportant en outre le fait que le trajet définit une ouverture à travers la/les grilles (68, 88, 18).