Brevet FR3042901A1 (20170428)
REVENDICATIONS1. Dispositif de déclenchement et d'insertion d'un ensemble à insérer dans une zone fissile d'un réacteur nucléaire dans lequel circule un caloporteur, présentant un axe longitudinal (X) destiné à être sensiblement vertical, comportant une partie (F) destinée à être fixe longitudinalement et une partie (M) destinée à être mobile longitudinalement, la partie destinée à être fixe (F) comportant des moyens de maintien (11) de l'ensemble à insérer (2) en position suspendue au-dessus de la zone fissile, ledit ensemble à insérer étant libérable au moins en partie sous l'action de la partie destinée à être mobile (M), la partie destinée à être mobile (M) comportant au moins des moyens de verrouillage (13) des moyens de maintien (11) en position suspendue de l'ensemble à insérer (2), lesdits moyens de verrouillage (13) étant formés par au moins une première surface (31), dite surface de verrouillage, et des moyens de déplacement le long de l'axe longitudinal (X) de ladite surface de verrouillage (31), lesdits moyens de déplacement étant formés par une virole (19) apte à se dilater longitudinalement de manière différentielle par rapport à la partie destinée à être fixe (F) sous l'effet de l'élévation de la température du caloporteur, ladite surface de verrouillage (31) étant disposée de sorte que, lors de l'augmentation de la température du caloporteur, la surface de verrouillage (31) s'éloigne axialement des moyens de maintien (11), la surface de verrouillage (31) étant écartée des moyens de maintien (11) au moins lorsque le caloporteur est à la température de déclenchement, dans lequel les moyens de maintien comportent au moins trois éléments flexibles (20) répartis autour de l'axe longitudinal, lesdits éléments flexibles étant conformés de sorte à former un siège pour une extrémité de l'ensemble à insérer, ledit ensemble étant destiné à être disposé entre les éléments flexibles, et dans lequel la surface de verrouillage (31) est disposée par rapport aux éléments flexibles (20) de sorte à empêcher l'élément d'extrémité de se dégager du siège de maintien au moins tant que la température du caloporteur est inférieure à une température donnée inférieure ou égale à la température de déclenchement, la libération de l'élément d'extrémité étant obtenue par déformation des éléments 3042901 30 flexibles, ladite déformation résultant soit de la dilatation de la virole, soit d'un effort exercé par la masse de l'ensemble à insérer.\n<CLM>\1\tDispositif de déclenchement et d'insertion selon la 5 revendication 1, dans lequel les éléments flexibles délimitent un siège de maintien en forme de tulipe déformable radialement.\n<CLM>\1\tDispositif de déclenchement et d'insertion selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la surface de verrouillage (24) est une surface 10 disposée radialement à l'extérieur des éléments flexibles (20).\n<CLM>\1\tDispositif de déclenchement et d'insertion selon la revendication 1, 2 ou 3, dans lequel les éléments flexibles présentent une rigidité telle qu'ils s'écartent radialement les uns des autres sous l'effort exercé par la masse de 15 l'ensemble à insérer en l'absence de la surface de verrouillage et dans lequel la température donnée est égale à la température de déclenchement\n<CLM>\1\tDispositif de déclenchement et d'insertion selon la revendication 4, dans lequel les éléments flexibles ont une épaisseur comprise entre 20 0,5 et 1,5 mm.\n<CLM>\1\tDispositif de déclenchement et d'insertion selon la revendication 1, 2 ou 3, dans lequel les éléments flexibles (20) présentent une rigidité telle qu'ils supportent l'ensemble insérer en l'absence de la surface de verrouillage (31), 25 dans lequel la température donnée est strictement inférieure à la température de déclenchement et dans lequel la partie destinée à être mobile (M) comporte une surface d'activation (38) déplacée par la virole et destinée à coopérer avec les éléments flexibles (20) de sorte à les déformer en éloignement de l'axe longitudinal au moins à la température de déclenchement. 30 3042901 31\n<CLM>\1\tDispositif de déclenchement et d'insertion selon la revendication 6, dans lequel les éléments flexibles ont une épaisseur comprise entre 2 et 4 mm. 5\n<CLM>\1\tDispositif de déclenchement et d'insertion selon la revendication 6 ou 7, dans lequel la surface d'activation (38) est une surface annulaire formée par une extrémité longitudinale d'un manchon fixée à une extrémité aval de la virole (19) et à l'intérieur de celle-ci, et dans lequel chaque élément flexible (20) comporte une zone inclinée vers l'axe longitudinal et destinée à être écartée en 10 éloignement de l'axe longitudinale par coopération avec la surface d'activation.\n<CLM>\1\tDispositif de déclenchement et d'insertion selon l'une des revendications 1 à 7, dans lequel la partie destinée à être fixe (F) comporte au moins une portion sensiblement tubulaire coaxiale à l'axe longitudinal (X) à l'intérieur de 15 laquelle est disposée la virole (19) et dans lequel le dispositif comporte des moyens pour immobiliser axialement une extrémité amont de la virole et la partie destinée à être fixe (F), lesdits moyens étant activés par la température du caloporteur.\n<CLM>\1\tDispositif de déclenchement et d'insertion selon la 20 revendication 9, dans lequel des moyens pour immobiliser axialement une extrémité amont de la virole (19) et la partie destinée à être fixe (F) comportent un manchon (21) interposé entre la virole (19) et la partie destinée à être fixe (F) et coopérant avec la virole et la partie destinée à être fixe (F) par des ensembles de nervures et rainures. 25\n<CLM>\1\tDispositif de déclenchement et d'insertion selon l'une des revendications 1 à 10, comportant un manchon support (26) sur lequel sont fixées les lames (20), ledit manchon support (26) étant inséré dans la partie destinée à être fixe (F). 3042901 32\n<CLM>\1\tDispositif de déclenchement et d'insertion selon la revendication 4 ou 5, dans lequel la partie destinée à être mobile (M) comporte une tête de commande (18) portant la surface de verrouillage (31), ladite tête de commande (18) se prolongeant par la virole (19).\n<CLM>\1\tDispositif de déclenchement et d'insertion selon la revendication 6 à 8, dans lequel la partie destinée à être mobile (M) comporte une tête de commande (18) portant la surface de verrouillage (31) et la surface d'activation (38), ladite tête de commande (18) se prolongeant par la virole (19).\n<CLM>\1\tDispositif de déclenchement et d'insertion selon l'une des revendications 1 à 13, dans lequel la virole (19) est en acier austénitique et la partie destinée à être fixe (10) est en alliage à base de tungstène. 15\n<CLM>\1\tDispositif de déclenchement et d'insertion selon l'une des revendications 1 à 13, dans lequel la virole (19) est en acier austénitique et la partie destinée à être fixe est en acier ferritique ou ferrito-martensitique.\n<CLM>\1\tSystème de déclenchement et d'insertion comportant un 20 dispositif de déclenchement et d'insertion selon l'une des revendications 1 à 15, une capsule (10) d'axe longitudinal formant la partie destinée à être fixe (F), et l'ensemble à insérer (2), ladite capsule (10) comportant un corps tubulaire d'axe longitudinal dans lequel est logé l'ensemble à insérer (2) et une tête de préhension (9) par laquelle le système peut être saisi, le dispositif de déclenchement et d'insertion étant disposé en 25 amont de la tête de préhension dans le sens d'écoulement du caloporteur.\n<CLM>\1\tSystème de déclenchement et d'insertion selon la revendication 16, dans lequel la capsule (10) est ouverte au niveau de son extrémité inférieure pour permettre au caloporteur d'entrer en contact avec la virole (19). 5 10 30 3042901 33\n<CLM>\1\tSystème de déclenchement et d'insertion selon la revendication 16 ou 17, dans lequel l'ensemble à insérer (2) comporte un élément d'extrémité (2.1) reçu dans le siège défini par les éléments flexibles (20), la forme de l'élément d'extrémité et la conformation des éléments flexibles sont telles qu'une liaison rotule 5 existe entre l'élément d'extrémité et le siège.\n<CLM>\1\tSystème de déclenchement et d'insertion selon la revendication 18 en combinaison avec les revendications 6 à 8 ou 13, dans lequel l'élément d'extrémité (2.1) comporte au moins une partie hémisphérique présentant un rayon 10 extérieur et dans lequel la différence entre le rayon intérieur du siège dans un état non déformé et le rayon extérieur de la partie hémisphérique de l'élément d'extrémité (2.1) est supérieure à la distance entre la surface de verrouillage (31) et la partie des éléments flexibles (20) en regard. 15\n<CLM>\1\tAssemblage de combustible nucléaire comportant un boîtier d'axe longitudinal, une zone fissile, un espace central libre dans la zone fissile s'étendant sur une partie au moins de la hauteur de la zone fissile à partir de son extrémité supérieure, un système de déclenchement et d'insertion (SI) selon l'une des revendications 16 à 19, une extrémité inférieure de la capsule étant insérée dans 20 l'espace central libre et un ensemble à insérer (2) suspendu dans le système de déclenchement et d'insertion (SI).\n<CLM>\1\tAssemblage de combustible nucléaire selon la revendication 20, comportant un fourreau (54) bordant l'espace central libre (52) et recevant une 25 extrémité inférieure de la capsule (10).\n<CLM>\1\tAssemblage de combustible nucléaire selon la revendication 20 ou 21, dans lequel l'ensemble à insérer (2) comporte au moins un élément absorbant neutronique et/ou mitigateur. 30 3042901 34 23 Assemblage porteur selon la revendication 22, dans lequel l'ensemble à insérer (2) comporte une pluralité d'éléments (4) montés articulés les uns aux autres, un des éléments d'extrémité formant une tête d'accrochage (2.1) coopérant avec des moyens de maintien (11) du dispositif de déclenchement et d'insertion (Dl), 5 au moins une partie des éléments (4) étant avantageusement de forme sphérique.\n<CLM>\1\tAssemblage porteur selon la revendication 23, dans lequel les éléments (4) sont enfilés sur un câble (6). 10\n<CLM>\1\tAssemblage porteur selon la revendication 23 ou 24, dans lequel les éléments absorbants (4) comportent au moins des éléments dans un premier matériau absorbant et des deuxièmes éléments dans un deuxième matériau absorbant.\n<CLM>\1\tRéacteur nucléaire comportant des assemblages contenant 15 uniquement des aiguilles de combustible nucléaire et au moins un assemblage de combustible selon l'une des revendications 20 à 25, le réacteur étant avantageusement à neutrons rapides refroidi au sodium.