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DISPOSITIF DE CONTROLE DE LA FORCE DE MAINTIEN AXIALE D'UN CRAYON PERIPHERIQUE D'UN ASSEMBLAGE COMBUSTIBLE D'UN REACTEUR NUCLEAIRE.
1 L'invention concerne un dispositif et un procédé de contrôle de la force de maintien axiale d'un crayon périphérique d'un assemblage combustible d'un réacteur nucléaire.
Les assemblages combustibles des réacteurs nucléaires refroidis par de l'eau, tels que les réacteurs nucléaires à eau sous pression comportent une ossature dans laquelle des crayons combustibles de grande longueur sont disposés pour constituer un faisceau. L'ossature comporte des grilles-entretoises espacées les unes des autres suivant la longueur de l'assemblage et reliées entre elles par des tubesguides.
Chacune des grilles-entretoises comporte un ensemble de cellules destinées à recevoir chacune un crayon combustible et disposées suivant un réseau régulier, généralement à mailles carrées.
Les grilles-entretoises comportent, au niveau de chacune des cellules destinées à recevoir un crayon combustible, des moyens de serrage du crayon assurant aussi bien le maintien transversal que le maintien longitudinal de ce crayon. Ces moyens de serrage sont généralement constitués par des bossettes en saillie vers l'intérieur par rapport aux parois de la cellule de la grille et par des ressorts constitués par des éléments élastiques formés dans le métal de certaines des parois des cellules de la grille ou encore rapportés sur ces parois.
Lorsqu'un assemblage combustible neuf est chargé dans le réacteur nucléaire, il présente des caractéristiques mécaniques et physiques conformes aux normes de fabrication et de conception définies ou calculées de manière que l'assemblage puisse remplir son rôle dans les conditions de fonctionnement du ré-
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acteur, sans subir de détériorations excessives pendant un nombre de cycles de fonctionnement déterminé.
Compte tenu de l'irradiation des matériaux, les caractéristiques mécaniques des constituants du réacteur évoluent mais demeurent à l'intérieur d'intervalles déterminés assurant la sécurité du fonctionnement.
En particulier, en ce qui concerne les assemblages combustibles, les ensembles de ressorts et de bossettes répartis de manière régulière dans les cellules des grilles doivent garder des caractéristiques mécaniques et en particulier des caractéristiques de résistance et d'élasticité suffisantes pour assurer un maintien efficace des crayons combustibles, pendant une longue durée de fonctionnement du réacteur.
Cependant, dans le but d'améliorer la sécurité et les performances des réacteurs nucléaires, on a considéré qu'il était souhaitable de contrôler, de manière périodique, l'efficacité des moyens de serrage des crayons combustibles dans les assemblages du coeur du réacteur.
Ce contrôle doit être effectué pendant une opération de déchargement et de rechargement du réacteur nucléaire, les assemblages étant placés dans une piscine de stockage sous une certaine hauteur d'eau permettant d'assurer la protection biologique des opérateurs chargés du contrôle.
Un examen effectué uniquement de manière visuelle, par exemple en utilisant des moyens vidéo, ne permet pas de détecter les crayons combustibles dont le serrage est devenu insuffisant et en particulier les crayons sur lesquels s'exerce une force de retenue axiale qui ne permet plus d'assurer un maintien efficace du crayon pendant le fonctionnement du réacteur.
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Dans ce cas en effet, le crayon peut être mis en vibration par le passage du fluide de refroidissement du réacteur, de telle sorte que le crayon mis en vibration soit susceptible de subir une rupture. Dans ce cas, les pastilles d'uranium disposées dans la gaine du crayon se dispersent dans l'enceinte primaire du réacteur nucléaire et contaminent fortement cette enceinte primaire.
On connait un dispositif décrit dans le brevet US-A-4.265. 010 permettant de replacer dans une position correcte les crayons combustibles ayant subi un certain glissement axial. Ce dispositif comporte deux plaques parallèles dont on peut faire varier l'écartement grâce à un dispositif de commande de déplacement.
L'une des plaques vient en appui sur un embout d'extrémité de l'assemblage et l'autre plaque comportant une cuvette de centrage, sous l'extrémité du crayon dont on veut assurer le déplacement vers le haut à l'intérieur de l'assemblage, pour le remettre dans une position correcte. Un tel dispositif ne permet cependant pas de mesurer la force de serrage et de retenue longitudinale du crayon pour déterminer s'il existe un risque de déplacement et de détérioration du crayon, lors du rechargement de l'assemblage dans le réacteur nucléaire.
Le brevet EP-A-0. 146. 804 décrit un dispositif de relevage des crayons combustibles commandé à distance. Les crayons combustibles sont déplacés de manière à faire passer les points d'appui de la gaine sur les moyens de serrage au-dessus de la grille de l'assemblage, pour inspecter les défauts éventuels de la gaine grâce à des moyens vidéo. Ce dispositif ne permet pas de mesurer directement la force de retenue axiale du crayon combustible.
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De plus, le dispositif, d'une mise en oeuvre délicate, ne peut être utilisé qu'au niveau de l'embout inférieur de l'assemblage et ne permet pas de redescendre les crayons dans leur position initiale.
En outre, il est souhaitable de pouvoir effectuer les contrôles sur les assemblages sans avoir à démonter leurs embouts d'extrémité ; cette opération n'est possible que pour des assemblages conçus spécialement et requiert, de toutes façons, un outillage et une procédure d'intervention compliqués. Il est donc nécessaire de limiter le contrôle aux crayons périphériques de l'assemblage qui sont les plus sollicités et les plus susceptibles de présenter des défauts de serrage, après un certain temps de présence dans le réacteur en fonctionnement.
On connaît en particulier des dispositifs comportant un moyen de poussée axiale sur une extrémité d'un crayon et des moyens de mesure de la force de poussée sur le crayon qui peuvent être manoeuvrés et actionnés à distance. De tels dispositifs ne sont cependant pas conçus pour effectuer des mesures précises.
Le but de l'invention est donc de proposer un dispositif de contrôle de la force de maintien axiale d'un crayon périphérique d'un assemblage combustible d'un réacteur nucléaire, à l'intérieur de l'ossature de l'assemblage comportant une pluralité de grilles-entretoises assurant le maintien des crayons combustibles suivant un réseau régulier dans des directions transversales et dans la direction axiale du crayon grâce à des moyens de serrage associés aux cellules de la grille dans lesquelles sont introduits les crayons, le contrôle étant effectué à distance et sous une certaine hauteur d'eau, dans une piscine de sto-
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ckage d'assemblages combustibles, grâce au dispositif qui comporte :
- une perche de grande longueur sur laquelle est monté un moyen de support et de déplacement mobile dans une direction axiale de la perche et dans deux directions perpendiculaires à cette direction axiale, un dispositif de poussée axiale sur une extrémité longitudinale du crayon porté par le moyen de support et de déplacement, constitué par une fourchette comportant une échancrure d'extrémité pour son engagement sur un épaulement d'un bouchon d'extrémité du crayon, fixée sur un élément mobile dans la direction verticale dans un moyen de guidage fixé sur le moyen de support et de déplacement et par au moins une fourchette d'appui sur une face d'un embout d'extrémité correspondant de l'assemblage combustible, fixée sur le moyen de support et de déplacement, le déplacement vertical de l'élément mobile étant assuré par un moyen de commande à distance,
des moyens de mesure de la force de poussée axiale sur le crayon et de l'amplitude du déplacement axial du crayon sous l'effet de la poussée, disposés au niveau supérieur de la piscine de stockage, et au moins une caméra vidéo portée par le moyen de support et de déplacement pour fournir une image d'une zone voisine de l'extrémité du crayon sur laquelle on exerce une poussée, ce dispositif étant d'une mise en oeuvre relativement simple et permettant d'obtenir à distance une mesure précise de la force de retenue axiale du crayon combustible.
Dans ce but, l'élément mobile est constitué par un arbre glissant sur lequel est usinée une crémaillère de direction verticale, le moyen de commande à distance étant constitué par une télécommande à bil-
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les dont l'élément mobile flexible est relié à l'extrémité d'une crémaillère engrènant avec un pignon d'entrainement entrainant le déplacement de la crémaillère et de l'élément mobile, par l'intermédiaire d'au moins un pignon.
L'invention est également relative à un procédé de contrôle mettant en oeuvre le dispositif suivant l'invention.
Afin de bien faire comprendre l'invention, on va maintenant décrire, à titre d'exemple non limitatif, en se référant aux figures jointes en annexe, un mode de réalisation d'un dispositif suivant l'invention et son application pour le contrôle de la force de maintien axiale des crayons périphériques d'un assemblage combustible d'un réacteur nucléaire à eau sous pression.
La figure 1 est une vue en élévation d'un assemblage combustible d'un réacteur nucléaire à eau sous pression.
La figure 2 est une vue en élévation de l'ossature de l'assemblage représenté sur la figure 1.
La figure 3 est une vue de dessus d'une partie d'une grille-entretoise de l'ossature de l'assemblage représenté sur la figure 2.
La figure 4 est une vue en coupe suivant 4 de la figure 3.
La figure 5 est une vue d'ensemble en élévation du dispositif de contrôle suivant l'invention en position de service au niveau d'un assemblage combustible situé dans une piscine de stockage.
Les figures 6,7 et 8 sont des vues montrant le dispositif de poussée axiale et les moyens d'examen portés par le moyen de support et de déplacement du dispositif.
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La figure 6 est une vue de face avec coupe partielle.
La figure 6A est une vue montrant la disposition du moyen de poussée d'un crayon combustible au niveau de l'embout inférieur d'un assemblage.
La figure 7 est une vue de dessus avec coupe partielle.
La figure 7A est une vue en coupe suivant AA de la figure 7.
La figure 8 est une vue de côté avec coupe partielle.
La figure 9 est une vue de dessus d'un ensemble comportant le moyen de commande du dispositif de poussée et les moyens de mesure disposés au niveau supérieur de la piscine de stockage.
La figure 9A est une vue agrandie du détail A de la figure 9.
La figure 10 est une vue en coupe suivant 10-10 de la figure 9.
La figure 10A est une vue en coupe suivant A-A de la figure 10.
La figure 11 est une vue en coupe suivant 11-11 de la figure 12 avec représentation de la commande de déplacement du dispositif de poussée.
La figure 12 est une vue en coupe suivant 12-12 de la figure 11.
Les figures 13 et 14 sont des abaques donnant la position réelle de l'extrémité d'un crayon combustible en fonction du déplacement du curseur du dispositif de mesure de déplacement et en fonction de l'effort de poussée exercé sur le crayon.
La figure 13 est relative à l'extrémité supérieure d'un crayon et la figure 14 à l'extrémité inférieure.
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Sur la figure 1, on voit un assemblage combustible désigné de manière générale par le repère 1.
Cet assemblage combustible comporte une ossature représentée sur la figure 2 et constituée par des grilles-entretoises 2 espacées suivant la direction longitudinale de l'assemblage, des tubes-guides 3 auxquels les grilles 2 sont fixées rigidement, un embout supérieur 4 et un embout inférieur 5 fixés à l'extrémité des tubes-guides 3.
Les crayons combustibles 6 de l'assemblage qui présentent une longueur inférieure à la longueur des tubes-guides 3 sont disposés dans l'ossature de manière à constituer un faisceau dans lequel les crayons sont disposés parallèlement les uns aux autres.
Les crayons sont maintenus latéralement par les grilles-entretoises 2 de manière à constituer un réseau régulier à mailles carrées, suivant les sections transversales de l'assemblage.
Les grilles-entretoises 2 assurent également la retenue des crayons combustibles 6, dans leur direction longitudinale, grâce aux moyens de serrage qui seront décrits en se référant aux figures 3 et 4.
Sur la figure 3, on voit une grille-entretoise 2 constituée par un ensemble de plaquettes métalliques 8 disposées et assemblées à angle droit, de manière à constituer un réseau à mailles carrées dont chacune des cellules 9 peut recevoir un crayon combustible 6 pour assurer son positionnement dans le réseau, son maintien latéral et sa retenue longitudinale. Certaines cellules 7 sont destinées à recevoir un tube-guide 3 qui est fixé de manière rigide sur les parois de la cellule 7.
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Les grilles-entretoises 2 et les tubes-guides 3 constituent ainsi une ossature rigide susceptible de recevoir les crayons combustibles 6 qui peuvent être glissés par une extrémité de l'assemblage, dans un ensemble de cellules 9 alignées suivant la direction longitudinale de l'ossature telle que représentée sur la figure 2.
Chacune des cellules 9 destinées à recevoir un crayon combustible comporte des bossettes 15 en saillie vers l'intérieur de la cellule 9 et des ressorts 16 comportant généralement deux parties actives dans deux cellules 9 voisines de la grille-entretoise.
Dans chacune des cellules 9 deux parois à 90 comportent chacune deux bossettes 15 en saillie vers l'intérieur de la cellule 9 et les deux autres parois à 90* comportent chacune une partie convexe en saillie vers l'intérieur de la cellule 9 et dans une position intermédiaire entre les bossettes 15, suivant la hauteur de la grille-entretoise 2.
Chacun des crayons 6 de l'assemblage est donc en contact avec quatre bossettes et deux ressorts, à l'intérieur de chacune des cellules 9. La retenue du crayon combustible 6 est donc assurée par un contact de la gaine de ce crayon en six points avec les moyens de serrage de la cellule.
Dans le mode de réalisation d'une grilleentretoise représentée aux figures 3 et 4, les ressorts 16 sont en un alliage de nickel et sont rapportés sur les plaquettes 8 en alliage de zirconium. Les bossettes 15 sont obtenues par déformation du métal des plaquettes 8.
La grille-entretoise 2 est délimitée, suivant son contour extérieur dont la forme carrée correspond à la section de l'assemblage combustible, par
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un cadre constitué par des plaquettes 10 assemblées à angle droit suivant les angles de la grille-entretoise 2.
Comme il est visible sur les figures 3 et 4, le bord supérieur de chacune des plaquettes 10 est dé- coupé pour constituer des ailettes successives 12 qui sont repliées vers l'intérieur de la grille-entretoise pour former, avec le plan de la plaquette 10, un angle d'une valeur bien définie.
Le bord inférieur de chacune des plaquettes 10 du cadre d'une entretoise 2 de l'assemblage compor- te également des ailettes de guidage 13 repliées vers l'intérieur de l'entretoise.
Les grilles-entretoises comportent de plus, dans le prolongement du bord supérieur de chacune des cellules 9 recevant un crayon combustible, des ailet- tes 14 appelées ailettes de mélange et servant au mé- lange de l'eau de refroidissement circulant en contact avec le crayon, à sa sortie de la grille-entretoise.
On obtient ainsi une homogénéisation de température de l'eau prélevant la chaleur fournie par les crayons combustibles des assemblages.
Les plaquettes 10 du cadre de la grille- entretoise 2 comportent également deux bossettes 17 au niveau de chacune des cellules 9, en saillie vers l'intérieur de la cellule correspondante.
Les crayons combustibles disposés suivant les rangées adjacentes aux plaquettes 10 du cadre de la grille-entretoise, tels que le crayon 6a, et dési- gnés comme crayons périphériques sont maintenus par deux ressorts 16, deux bossettes 15 et deux bossettes 17, ces crayons étant maintenus dans chacune des cel- lules 9 par un contact en six points, comme les autres crayons de l'assemblage combustible.
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Dans chacune des cellules 7 destinées à recevoir un tube-guide 3, est fixé un fourreau 18 par l'intermédiaire duquel est assurée la fixation du tube-guide 3.
Le métal constituant les bossettes d'appui 15 et 17 et les ressorts de maintien 16 subit, dans l'ambiance du réacteur, sous irradiation, des transformations qui peuvent se traduire par une perte de dureté ou d'élasticité.
Dans certains cas, la force axiale de maintien du crayon n'est plus suffisante pour assurer son supportage et le crayon se déplace vers le bas à l'intérieur de l'ossature.
Les crayons périphériques 6a disposés dans les cellules 9 adjacentes aux6IeS 10 du cadre de la grille-entretoise sont particulièrement sollicités et peuvent être déplacés longitudinalement ou soumis à des vibrations entrainant leur rupture.
Il est donc souhaitable de pouvoir vérifier que les forces de maintien des crayons périphériques 6a de l'assemblage ont gardé des valeurs suffisantes, avant d'effectuer le rechargement dans le coeur du réacteur d'un assemblage usagé.
Le dispositif suivant l'invention représenté sur la figure 5 et désigné de manière générale par le repère 20 permet de réaliser le contrôle des forces de maintien axiales des crayons périphériques d'un assemblage 1 disposé à l'intérieur d'une piscine de stockage d'assemblages combustibles.
L'assemblage combustible 1 repose, par l'intermédiaire de son embout inférieur 5, sur un support 21, la mise en place de l'assemblage en position verticale de contrôle étant facilitée par un dispositif d'introduction évasé vers le haut 22 fixé sur le socle
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21 et recevant la partie inférieure de l'assemblage.
La partie supérieure de l'assemblage se trouve à une profondeur, en-dessous du niveau supérieur 27 de la piscine, sensiblement égale à trois mètres, cette hauteur d'eau assurant une protection biologique efficace d'un opérateur 23 assurant la conduite des opérations de contrôle depuis la passerelle 26 d'un poste de commande 25 fixé sur la partie supérieure 24 d'une paroi latérale de la piscine.
Le dispositif suivant l'invention comporte une perche de grande longueur 28 disposée verticalement au voisinage de la paroi 24 de la piscine et reliée à sa partie supérieure 29 à un support vertical solidaire de la plateforme 26.
Un chariot 30 est monté mobile suivant la direction longitudinale de la perche 28 et peut être déplacé dans cette direction longitudinale grâce à un treuil 31 qui peut être actionné grâce à une manivelle par l'opérateur 23.
Le chariot 30 porte, par l'intermédiaire d'un dispositif de déplacement 32, un support 33 sur lequel est fixé le dispositif de poussée de l'ensemble de contrôle 20 et au moins une caméra vidéo 34.
Le dispositif d'introduction 22 n'est pas susceptible de gêner la mise en place et la mise en oeuvre du dispositif de poussée sur le crayon 6a.
La commande à distance du dispositif de poussée est assurée par des moyens de télécommande 35 de type connu tels que des télécommandes à billes comportant une gaine à l'intérieur de laquelle un élément flexible est monté mobile et permet d'assurer une traction ou une poussée commandée à distance, par exemple de manière manuelle.
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Les extrémités des télécommandes à billes 35 opposées au support 33 du dispositif de poussée sont reliées, de la manière qui sera décrite plus loin, à des dispositifs de commande et de mesure fixés sur la rambarde 37 de la plateforme 26 du poste de commande 25.
Des télécommandes à billes 36 permettent également d'orienter les caméras vidéo telles que 34 de manière à fournir à l'opérateur 23, au poste de commande 25, une image vidéo de la zone dans laquelle on effectue le contrôle de la force de maintien d'un crayon périphérique de l'assemblage 1.
Sur la figure 5, le chariot 30 et le dispositif de déplacement 32 sont dans une position permettant de réaliser une poussée sur l'extrémité supérieure d'un crayon périphérique 6a de l'assemblage, au voisinage de son embout supérieur 4.
Le dispositif de support et de positionnement du dispositif de poussée fait l'objet d'une demande de brevet déposée conjointement par la Société FRAMATOME et la Société COGEMA, le même jour que la présente demande de brevet.
Sur les figures 6 à 8, on voit le dispositif de déplacement 32 du support 33 qui est constitué par un ensemble de déplacement à chariots croisés. Cet ensemble de déplacement est fixé sur le chariot 30 mobile dans la direction verticale et comporte un premier chariot ou chariot inférieur mobile dans une première direction horizontale sensiblement perpendiculaire à la paroi 24 de la piscine, sur lequel est monté mobile dans une seconde direction horizontale sensiblement parallèle à la paroi de la piscine 24, un second chariot ou chariot supérieur portant le dispositif de support 33.
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Le chariot 30 à déplacement vertical et l'ensemble à chariots croisés 32 permettent de placer le support 33 et le dispositif de poussée porté par ce support au-dessus de l'extrémité supérieure d'un crayon périphérique quelconque de l'assemblage ou endessous de l'extrémité inférieure de chacun des crayons périphériques.
Les déplacements de l'ensemble à chariots croisés 32 peuvent être assurés par des télécommandes à billes telles que les télécommandes 35 et 36 dont la partie supérieure est accessible depuis le poste de commande 25. Une image vidéo de la zone d'intervention fournie par la caméra 34 permet à l'opérateur de placer le support 33 et le dispositif de poussée dans la position voulue.
On va maintenant décrire, en se référant aux figures 6,7 et 8, le dispositif de poussée porté par le support 33.
Le support 33 est constitué par deux socles de support 38 sur lesquels sont fixées, par l'intermédiaire de réglettes de positionnement précis 39, des équerres de fixation des différents éléments du dispositif de poussée et des caméras vidéo 34 et 37.
Deux équerres 40 et 41 reliées entre elles par des vis et écrous de fixation assurent le supportage de l'extrémité de la gaine 42 d'une télécommande à billes comportant une partie filetée 44 engagée dans une ouverture prévue à l'extrémité de l'équerre 41. La fixation de l'extrémité de la gaine est assurée par des écrous 43 engagés sur la partie filetée 44, de part et d'autre de l'équerre 41.
La télécommande à billes comporte, à l'inté- rieur de la gaine 42, un élément flexible 45 monté mobile dans la direction axiale grâce à des billes assurant un guidage à frottement réduit.
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L'élément flexible 45 est relié, par l'intermédiaire d'une pièce de liaison 46 à l'extrémité d'une crémaillère 47 assurant la commande du dispositif de poussée des crayons combustibles qui sera décrit plus loin. L'extrémité du flexible 45 est fixée rigidement sur la pièce de liaison 46 par un écrou 48.
La pièce de liaison 46 comporte une rainure 49 dans laquelle peut être engagée une partie profilée de forme correspondante usinée à l'extrémité de la crémaillère 47. On assure ainsi une liaison entre l'élément flexible 45 et la crémaillère 47 permettant de transmettre la poussée ou la traction de l'élément flexible 45 à la crémaillère 47.
Comme il est visible sur la figure 7A, des vis 50 permettent d'assurer la fixation de la crémaillère 47 sur la pièce de fixation 46.
On voit également sur cette figure que l'équerre 41 comporte une lumière oblongue 51 dans laquelle est engagée l'extrémité de la gaine 42 fixée par les écrous 43. Cette ouverture oblongue 51 permet de régler l'alignement de la télécommande par rapport à la crémaillère 47 de commande du dispositif de poussée.
Une équerre 53 fixée sur un des plots 38 et constituant une partie du support 33 porte un corps de fixation 54 d'un carter 55 dans lequel sont disposés les pignons de commande du dispositif de poussée des crayons. La crémaillère 47 engrène, à l'intérieur du carter 55. avec un premier pignon 52 monté dans le carter par l'intermédiaire d'un axe sur lequel est placé un second pignon 56 engrènant avec un troisième pignon 57 également monté dans le carter 55, par l'intermédiaire de roulements à billes 59. Un support tubulaire 60 dans lequel sont fixés deux douilles à bil-
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les est monté solidaire de l'équerre 53 du support 33 dans une direction verticale.
Un arbre 61 est monté coulissant dans la direction verticale à l'intérieur de la douille à bille 60 et comporte une partie centrale 61'constituant une crémaillère sur laquelle engrène le pignon 57.
L'élément de poussée proprement dit du dispositif de poussée des crayons est constitué par deux fourchettes d'appui 62,62'rendues solidaires par l'intermédiaire de vis 63 du corps 54 fixé sur l'équerre 53 ainsi qu'une fourchette de poussée 64 disposée entre les fourchettes d'appui 62 et 62'et rendue solidaire par des vis 65 de l'arbre coulissant 61.
Les fourchettes d'appui 62 et 62'comportent chacune une partie d'extrémité comportant deux embrèvements 67, 67'permettant de venir engager les fourchettes d'appui 62, 62'autour de tubes-guides 3, dans leur partie d'extrémité située en-dessous de l'embout supérieur 4.
Dans sa position de service telle que représentée sur la figure 6, les fourchettes 62 et 62'de l'élément de poussée sont en appui sur la surface inférieure de l'embout supérieur 4 de l'assemblage.
La fourchette de poussée 64 comporte à son extrémité un embrèvement 66 qui peut être engagé sur la partie à faible diamètre d'un bouchon constituant la partie d'extrémité d'un crayon périphérique 6a sur lequel on effectue la poussée, par l'intermédiaire du dispositif représenté sur les figures 6, 7 et 8.
Par poussée sur l'élément flexible 45 de la télécommande, on réalise un déplacement de la crémaillère 47 entraînant en rotation le pignon 52 et par son intermédiaire les pignons 56 et 57. Le pignon 57 en-
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traine l'arbre 61 dans un déplacement vertical dirigé vers le bas qui est transmis à la fourchette de poussée 64. L'extrémité de la fourchette de poussée 64 en prise avec l'épaulement du bouchon du crayon périphérique 6a transmet à ce crayon une poussée dirigée vers le bas.
La mise en place du dispositif, dans sa position de service représentée sur la figure 6, est assurée par l'ensemble à chariots croisés 32, sous le contrôle des caméras vidéo telles que 34 fournissant à l'opérateur placé au poste de contrôle 25, une image de la zone voisine de l'extrémité supérieure du crayon
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6a.
Sur la figure 6A, on a représenté la position d'une fourchette de poussée 64'permettant d'exercer une poussée dirigée vers le haut sur l'extrémité inférieure d'un crayon périphérique 6a, au voisinage de l'embout inférieur 5 de l'assemblage. La fourchette 64'présente une forme identique à la fourchette 64. Cette fourchette est montée, dans une position retournée par rapport à la position de la fourchette 64, sur le corps du dispositif de poussée. Les fourchettes d'appui 62,62'sont mises en appui sur la surface supérieure de l'embout inférieur 5 de l'assemblage.
Sur la figure 9, on a représenté un ensemble de commande et de mesure de déplacement et de force de poussée désigné de manière générale par le repère 70, cet ensemble de commande et de mesure étant fixé sur la rambarde 37 de la plateforme 26 du poste de commande 25.
Cet ensemble 70 comporte un boitier de forme tubulaire 71 fermé à ses extrémités par des flasques 72 et 73.
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Le carter cylindrique 71 comporte dans sa partie supérieure représentée à plus grande échelle sur la figure 9A, des ouvertures oblongues 74 et 75 permettant le déplacement longitudinal de curseurs correspondants 76 et 77 ainsi que deux échelles de mesure 78 et 79 comportant des graduations permettant un repérage direct des déplacements des curseurs 76 et 77 respectivement.
La règle graduée 78 permet d'évaluer, de la manière qui sera décrite plus loin, le déplacement du crayon en fonction de l'effort de poussée exercé sur son extrémité.
La règle graduée 78 est fixée sur le corps cylindrique 71, par l'intermédiaire de vis 80 engagées dans des ouvertures oblongues de la règle graduée 78.
Dans sa position représentée sur la figure 9A, la règle graduée 78 permet d'effectuer des mesures de déplacement d'un crayon sous l'effet d'une poussée sur sa partie inférieure, avec appui sur l'embout inférieur 5. L'extrémité de gauche de la règle 78 coincide avec un repère I tracé sur la partie supérieure du corps cylindrique 71. La règle 78 est graduée en millimètres, de 0 à 50 mm.
Pour effectuer une mesure de déplacement d'un crayon par poussée au niveau de l'embout supérieur, il suffit de retourner la règle graduée 78 face pour face en démontant les vis 80, l'extrémité de droite de la règle graduée 78 coïncidant avec le repère S tracé sur le corps 71.
Les ouvertures oblongues permettent de réaliser un certain réglage de la position choisie comme origine, comme il sera décrit plus loin.
Une seconde règle graduée 79 est fixée par des vis 83 engagées dans des ouvertures oblongues de la règle 82, à l'intérieur du corps 71.
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La règle 82 comporte deux parties graduées symétriques permettant de mesurer l'effort de poussée exercé sur le crayon grâce à la position du curseur 77. L'une des échelles correspond à une poussée sur un crayon combustible au niveau de l'embout inférieur et l'autre échelle graduée à la poussée sur un crayon au niveau de l'embout supérieur. Une position d'origine 84 est indiquée sur le corps 71.
Comme il est visible sur la figure 9, une extrémité profilée 90 d'une vis de commande est montée saillante vers l'extérieur par rapport au flasque 72.
Une seconde extrémité profilée 91 d'une vis de commande représentée en pointillés est disposée à l'intérieur du boîtier 71, cette extrémité étant accessible par une ouverture 93 dans le flasque 72 visible sur la figure 10.
Le boîtier 71 de l'ensemble de commande et de mesure 70 est fixé sur la rambarde 37 par l'intermédiaire d'une bride de serrage 94 comportant une bride supérieure 95 fixée sur le boîtier 71 et une bride inférieure 96 qui peut être serrée contre la bride 95 par des vis 97, après engagement des deux demi-brides sur la rambarde 37.
Un câble de liaison 98 permet de relier les deux demi-brides lorsque les vis 97 sont démontées.
Une plaque 99 assure alors le maintien des vis 97 qui sont ainsi imperdables. La plaque 99 comporte des ouvertures pour le passage d'une clé de serrage des vis 97.
Comme il est visible sur les figures 10, 10A. 11 et 12, deux colonnes de guidage 101 et 101' sont montées dans la direction longitudinale du boî- tier 71.
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Un ensemble mobile interne 100 est monté glissant par l'intermédiaire de douilles à billes 103 et 103'sur les colonnes 101 et 101'.
L'ensemble mobile 100 comporte deux flasques d'extrémité 104 et 105 sur lesquels sont fixées les douilles à billes telles que 103 et 103'. Une vis de manoeuvre 106 solidaire à son extrémité de la partie de manoeuvre 91 est montée rotative, grâce à des roulements à billes, dans les flasques 104 et 105. La vis 106 est montée dans la direction longitudinale dans une position décalée par rapport à l'axe du boitier 71 située à l'aplomb de la colonne de guidage 101.
Une noix 107 comportant un taraudage interne est engagée sur la vis 106. de manière que la noix 107 puisse être déplacée par mise en rotation de la vis 106 à partir du profil de commande 91. La noix 107 est engagée dans une ouverture de forme correspondante prévue entre deux parties assemblées entre elles d'un chariot latéral 108 monté glissant grâce à des douilles à billes 109 sur la colonne 101. Le curseur 76 de mesure de position est fixé sur le chariot latéral 108 de manière que son extrémité pénètre dans la lumière longitudinale 75 du boîtier 71.
L'extrémité de la gaine 42 de la télécommande à billes opposée à l'extrémité reliée au dispositif de poussée représenté sur les figures 6, 7 et 8 est fixée sur le flasque 73 par l'intermédiaire d'une partie filetée 110 sur laquelle est engagé un écrou de fixation 110'. L'extrémité de la gaine et l'élément flexible 45 traversent le flasque 105 de l'ensemble mobile interne 100 au niveau d'une ouverture 111.
L'extrémité de l'élément flexible 45 saillante par rapport à la gaine 42 au-delà de sa partie 109 est fixée grâce à une partie filetée et à un écrou 113, sur le chariot latéral 108.
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Le chariot 108 peut être déplacé dans la direction longitudinale du boîtier 71, grâce à la vis 106 qui peut être mise en rotation en introduisant un outil par l'ouverture 93 du flasque 72 du boîtier, l'outil étant engagé sur le profil de commande 91. Le chariot 108 est guidé dans ses déplacements par les douilles à billes 109 montées glissantes sur la colonne 101. Les déplacements du chariot 108 entraînent un déplacement de l'élément flexible 45 à l'intérieur de la gaine 42, soit dans le sens de la poussée, soit dans le sens de la traction, suivant le sens de rotation imposé à la vis 106. L'index 76 permet de repérer les déplacements du chariot 108 et donc les déplacements de l'élément flexible 45 de la télécommande à billes à l'intérieur de la gaine 42.
On va maintenant se reporter aux figures 11 et 12 pour décrire la partie du dispositif permettant de déplacer l'ensemble mobile interne 100 à l'intérieur du boîtier 71.
Un arbre fileté 115 est monté mobile en rotation, suivant toute la longueur du boîtier grâce à des paliers à roulement 116 et 117 fixés dans les flasques d'extrémité 72 et 73. Une extrémité de l'arbre fileté 115 saillante vers l'extérieur par rapport au flasque 72 est solidaire du profil de commande 90 sur lequel on peut engager un outil pour faire tourner l'arbre fileté dans un sens ou dans l'autre.
Une noix 118 comportant un taraudage intérieur sur lequel est engagé le filetage de l'arbre 115 est placée en position centrale entre deux coupelles d'appui 119 et 120.
L'ensemble mobile 100 comporte un fourreau 121 fixé à ses extrémités sur les flasques 104 et 105 respectivement. Des plaques d'appui 124 et 125 sont
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fixées par des vis sur la face externe des flasques 104 et 105 respectivement.
Deux ressorts hélicoïdaux 127 et 128 sont intercalés entre une coupelle d'appui 119 (ou 120) et la plaque de fermeture 124 (ou 125) correspondante.
Une tige 129 à l'extrémité de laquelle est fixé le curseur 77 traverse la paroi du fourreau au niveau d'une lumière 130 de direction longitudinale.
Des butées 131 et 132 en matériau souple sont fixées sur les faces extérieures des plaques 124 et 125 respectivement pour amortir les chocs sur les flasques d'extrémité 72 (ou 73), en cas de fausse manoeuvre lors du déplacement de l'ensemble mobile 100.
La mise en rotation de l'arbre fileté 115 dans un sens et dans l'autre en utilisant un outil engagé sur le profil de commande 90 produit un déplacement de la noix 118 et des coupelles d'appui 119 et 120 de manière à comprimer l'un des deux ressorts 127 et 128.
La poussée sur le flasque correspondant 104 (ou 105), par l'intermédiaire de la plaque d'appui 124 (ou 125) produit un déplacement de l'ensemble mobile 100 et donc du chariot latéral 108, dès que la compression du ressort produit une force suffisante pour déplacer le chariot 108 et l'élément flexible mobile 45 exerçant une poussée par l'intermédiaire de la fourchette de poussée 64 sur un crayon périphérique 6a.
Le déplacement du curseur 77 en face de la règle graduée 79 permet de déterminer la force de poussée, le ressort 127 (ou 128) comprimé lors du déplacement de la noix 118 jouant le rôle d'un ressort dynamométrique.
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Les figures 13 et 14 sont des abaques permettant de déterminer le déplacement de la fourchette de poussée 64, en fonction du déplacement du curseur 76 et de la force de poussée mesurée grâce au curseur 77 se déplaçant en vis-à-vis de la règle graduée 79.
En effet, les valeurs des déplacements lus sur la règle graduée 78 ne correspondent pas à la valeur réelle du déplacement du crayon combustible 6a, compte tenu du rattrapage des jeux mécaniques du dispositif et du fait que la télécommande à billes est actionnée par poussée sur l'élément flexible 45.
Par exemple, dans le cas de la figure 13 relative à la poussée sur un crayon combustible au niveau de l'embout supérieur de l'assemblage, un déplacement de 25 mm du curseur 76 sur la règle graduée 78 correspond à un déplacement réel de la fourchette de poussée 64 et du crayon 6a de 9,5 mm pour un effort de 50 daN.
La figure 14 est relative au déplacement d'un crayon combustible sur lequel on effectue une poussée par l'intermédiaire d'une fourchette de poussée 64, au niveau de l'embout inférieur de l'assemblage.
Dans le cas de la figure 14 relative à une poussée au niveau de l'embout inférieur de l'assemblage, un déplacement de 25 mm du curseur 76 sur la règle graduée 78 correspond à un déplacement de la fourchette de poussée 6 et du crayon combustible 6a de 8 mm, pour un effort de 50 daN.
On va maintenant décrire, en se référant à l'ensemble des figures, une opération de poussée sur un crayon périphérique 6a permettant de mesurer de manière précise la force de maintien axiale de ce crayon dans l'assemblage.
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Avant de commencer l'opération, le dispositif de poussée, par exemple tel que représenté sur la figure 6, est équipé de fourchettes d'appui 62, 62'et d'une fourchette de poussée 64 de manière qu'il soit susceptible de réaliser la poussée des crayons combustibles périphériques 6a soit depuis l'embout supérieur, soit depuis l'embout inférieur.
Il convient donc de choisir une fourchette de poussée 64 dont la forme pourra être différente selon les types de bouchons des crayons dont on réalise la poussée. Il convient également de placer cette fourchette et les fourchettes d'appui correspondantes dans la position voulue sur le support de poussée 61 constitué par l'arbre glissant et sur le support dans lequel sont fixées les douilles à billes 60, respectivement. La fourchette de poussée est fixée dans le sens voulu, à l'intérieur d'un logement prévu sur l'arbre coulissant 61, dans sa partie centrale comportant la crémaillère 61'. La fixation de la fourchette de poussée est assurée par les deux vis 65.
On réalise alors le réglage de l'ensemble du dispositif de déplacement et de mesure placé au poste de commande et représenté en particulier sur les figures 9 et 9A.
On réalise le montage de la règle graduée 78 permettant la mesure de déplacement, dans le sens voulu suivant le type d'opération choisie, c'est-à-dire suivant le cas d'une poussée depuis l'embout supérieur de l'assemblage ou le cas d'une poussée depuis l'embout inférieur. La position de la réglette est définie suivant les cas par le repère I ou le repère S tracé sur la surface du boitier 71.
On fixe alors la règle 79 comportant la graduation de mesure de l'effort exercé (en daN). La gra-
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duation 0 de l'échelle correspondante (poussée depuis l'embout supérieur ou poussée depuis l'embout inférieur) est placée en face du repère 84.
En actionnant la commande 91 de la vis 106, on réalise un déplacement du curseur 76 sur une longueur d'un centimètre environ dans le sens indiqué par la flèche sur la règle graduée 78. Cette opération de réglage doit être effectuée à vide, aucun effort n'étant appliqué sur la fourchette de poussée 64.
Cette opération de réglage devra être effectuée alors que l'outillage de poussée se trouve à l'intérieur de la piscine dans une zone où aucun organe mécanique ou autre obstacle ne risque de venir en butée contre la fourchette de poussée.
On vérifie alors que le curseur 77 se trouve en face de la graduation 0 de l'échelle correspondant à l'opération de poussée prévue.
S'il existe un décalage par rapport au 0, on desserre les vis de fixation 83 et on déplace la règle 79 dans le sens voulu avant de resserrer les vis 83.
On effectue alors le positionnement précis de la fourchette de poussée 64, l'ensemble de poussée étant fixé sur le support 33, lui-même placé sur le dispositif de déplacement 32 solidaire du chariot 30.
Dans cette phase, on utilise la commande 91 de la vis 106 disposée à l'intérieur du boitier 71, pour déplacer le curseur 76, jusqu'au moment où il est parfaitement en coincidence avec le 0 de la graduation de la règle de mesure de déplacement 78.
On vérifie et on effectue éventuellement la remise à 0 du curseur sur l'échelle dynamométrique correspondante.
On effectue alors l'accostage et l'engagement de la fourchette de poussée dans le bouchon du
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crayon. Les fourchettes d'appui sont mises en contact avec la face dirigée vers les crayons combustibles de l'embout à partir duquel on effectue la poussée. Cette opération est réalisée en utilisant les moyens de déplacement 30 et 32 et les moyens de visualisation de la zone de travail tels que la caméra vidéo 34.
La fourchette de poussée 64 est amenée à l'aplomb du bouchon du crayon 6a en utilisant la commande 91 située à l'intérieur du boitier qui entraine en rotation la vis 106 permettant le déplacement du chariot 108 sur lequel est fixée l'extrémité de l'élément flexible 45 assurant la commande de la fourchette de poussée. Le curseur 76 se déplace par rapport à sa position initiale indiquant le 0 sur la règle graduée 78.
La partie d'extrémité échancrée 66 de la fourchette de poussée 64 est engagée dans la gorge du bouchon du crayon 6a en manoeuvrant le dispositif de déplacement 30,32.
On note la position du curseur 76 sur la règle graduée 78.
Par exemple, dans le cas d'une intervention au niveau d'un embout inférieur, le curseur 77 indiquant la position 0 sur la règle dynamométrique 78, un déplacement de 10 mm du curseur 76 pour un effort de 0 daN correspond à une course réelle de la fourchette de poussée égale à 6,5 mm. comme il apparait sur la figure 14.
On peut en déduire que le crayon combustible 6a est placé à 6,5 mm au-delà de sa position inférieure extrême.
On effectue alors une poussée sur le crayon combustible et une mesure des efforts de poussée pour obtenir un déplacement du crayon.
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Pour celà, on utilise la commande 90 disposée à l'extérieur du boitier 71 pour mettre en rotation l'arbre fileté 115 dans le sens voulu. On produit ainsi un déplacement de la noix 118 et de la coupelle d'appui sur le ressort correspondant 127 (ou 128). Le ressort est comprimé entre la rondelle et la plaque d'appui correspondante de l'ensemble mobile 100 et produit un effort de poussée qui correspond à l'effort de poussée exercé par la fourchette 64 sur le crayon 6a.
Lorsque l'effort exercé par le ressort dyna- mométrique est suffisant pour vaincre la force de maintien axiale du crayon dans l'assemblage, le crayon se déplace sur une certaine hauteur, si bien que l'ensemble mobile 100 est susceptible de se déplacer, ce qui assure la décompression du ressort dynamométrique.
Le déplacement de l'ensemble mobile 100 et de la fourchette de poussée 64 s'arrête du fait que la force exercée par le ressort décroit lors du déplacement de l'ensemble mobile 100.
L'opérateur 23 situé au poste de commande 25 effectue un certain nombre de relevés, par lecture directe de la position des curseurs par rapport aux échelles des règles graduées fixées sur la partie supérieure du boitier 71.
Il note l'effort indiqué par le curseur 77 sur la règle 79, au moment où le crayon commence à se déplacer, c'est-à-dire le moment où le curseur 76 quitte la position 0 sur la règle graduée 78. Cette mesure d'effort en daN indique la valeur maximale de la force de maintien du crayon.
Lorsque l'ensemble mobile interne 100 a terminé son déplacement, la règle graduée 79 qui est fixée sur le fourreau 121 de cet ensemble mobile s'est
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déplacée, si bien que le curseur 77 indique la valeur réelle de la force de maintien axiale du crayon en daN.
L'opérateur note les valeurs indiquées par les curseurs 76 et 77, sur les règle graduées 78. 79, respectivement.
On analyse alors les résultats obtenus à l'aide des abaques tels que représentés sur les figures 13 et 14.
Par exemple, dans le cas d'une intervention réalisée à partir de l'embout inférieur de l'assemblage, on a noté le & valeurs suivantes : - le curseur 77 indique la valeur 20 daN sur la règle dynamométrique 79.
- le curseur 76 indique une valeur de 18 mm sur la règle graduée en millimètres 78.
Un déplacement du curseur 76 de 18 mm, sous une charge de 20 daN, correspond à un déplacement du crayon de 8 mm par rapport à sa position inférieure extrême, comme il est visible sur l'abaque de la figure 14.
Si l'on se réfère à l'exemple décrit plus haut, dans lequel la position initiale de la fourchette de poussée 64 indiquait un déplacement de 6,5 mm du crayon par rapport à sa position inférieure extrême, on peut en déduire que le crayon s'est déplacé réellement de 8-6, 5 = 1,5 mm sous une charge de 20 daN.
L'ensemble des résultats obtenus permet de déterminer l'état de l'ossature de l'assemblage combustible, en ce qui concerne en particulier les ressorts de maintien des crayons combustibles dans les cellules des grilles-entretoises.
Le dispositif permet donc de s'assurer que les ressorts de maintien des crayons périphériques de
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l'assemblage remplissent correctement leur rôle, à l'issue de plusieurs cycles de fonctionnement.
Le dispositif suivant l'invention permet de contrôler la force de maintien axiale des crayons périphériques de l'assemblage sans avoir à démonter les embouts inférieur et supérieur, cette opération étant effectuée sous plusieurs mètres d'eau dans la piscine de stockage du combustible.
La mise en oeuvre du dispositif est relativement simple dans la mesure où l'ensemble de déplacement, de réglage et de manoeuvre du dispositif utilisé peut être mis en place et commandé depuis le bord de la piscine.
Après chaque mesure, les crayons dont on a réalisé la poussée peuvent être replacés dans leur position initiale en utilisant la télécommande dans le sens de la traction, après avoir replacé un outil de poussée adapté au niveau de l'embout opposé à celui à partir duquel on a réalisé la poussée initiale. On pourrait utiliser pour celà deux outils de poussée différents associés chacun à un chariot d'un dispositif double à chariots croisés, l'un des outils assurant la poussée initiale et l'autre outil la remise en place du crayon à partir de l'embout opposé.
Dans le cas où les résultats de mesure obtenus se traduisent par des déplacements des crayons d'une longueur importante sous une faible charge, on peut en déduire que les ressorts ne remplissent plus leur rôle de maintien axial des crayons. Dans ce cas. il convient de recharger les crayons combustibles dans une ossature neuve permettant d'assurer leur maintien correct.
L'invention ne se limite pas au mode de réalisation qui a été décrit.
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On peut imaginer des dispositifs de poussée axiale et des moyens de commande à distance de ces dispositifs de poussée des crayons réalisés sous une autre forme que celle qui a été décrite.
Les moyens de mesure de la force de poussée axiale sur le crayon et de la longueur de déplacement peuvent être différents de ceux qui ont été décrits et comporter par exemple des capteurs de déplacement et des jauges de contrainte.
On peut éventuellement utiliser le dispositif suivant l'invention pour contrôler une rangée interne quelconque de crayons de l'assemblage, après démontage des crayons situés à l'extérieur de cette rangée interne. Il est alors simplement nécessaire d'utiliser une fourchette de poussée d'une longueur adaptée afin d'atteindre les crayons éloignés de la périphérie et même les crayons situés à la partie centrale de l'assemblage, à partir du moment où ces crayons sont accessibles entre les tubes-guides de l'assemblage.