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Montas. combU..t1bl'. nuoléA1Í": .''".;'''x= ,', ,":"'":;.:Y:i?:\
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La présente invention concerto des û'tY5lt..xr¯t11.'e ' .I '....'."'. ,..\:;,1\'\;:: . D nuc14AÙ:". du type competnant plusieurs 61.8D- qomW..1>1'..: ûlon.
6<!s, supportas en un fa18coLiu, avec ).<UP6 u',Í"lo!i1'Í\il'.ral 13.a. lIab1 tuelleaent ces montages sont re.rro1 ,.,fiAoien;'4'Wl cou, rant d'agent de refroidiseeaent tel queus l'at.\..lo':1, :eïÍtre les dlémientz combustibles,, pr..leanen à 1=8 "00 --Iongl tqdlnaùx.
Des moyens sont incorpora d4ne les =ontaÎ.':'COllb1.i.t1.b'"!: H..j ' w.. 'n,,xy.t,in?5,.t'. h L, ' : ,rztsn.r ea érment aauuabldreox,.ïti ,,;,' ''-'. ''/'''''y'''-''''''-'''' oombuetibles connu., ces moyens r:iiitwn4Fj'p'wrlsk.4,AVei$' . dans lesquelles les 61é..ents 0-1. "*ont munies de saillies destin engager -et 4^^ VYl:,;.',L.,.1 ,"'., '-f' ,."'.i..'.;,\:ft:;,(; .", "1:':':":'' f:"' :.;, '>" .combustibles. Il est également Ciinxiti-t61,ji8'".;lli.!iix$ HE 41 .. ' ... , :,rtn.1'tiBtt,p!'""'r :y i.
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tîbloa dlns un montage combustible au moyen de vS,Nl...tt:41 bègues dont les axes sont parallèles eux axas longitudinaux des 'l4ment.
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combustibles, les viroles étant fixées aux cSlÚ1en'. OOla'bu.t4,bll. eu I:1nos pour forcer une construction rigide.
Cette construction présente des inconvénients, pendant le fonctionneront, dus aux contraintes engendrées par des différences de température et, Pen- dant la fabrication, par suite du risque d'affaiblir lai élément combustibles en y fixant les viroles. #< ,.
Suivant la présente invention, un i4ont4ge cttible nucléaire comprend plusieurs élisent* combustible* allongés sup-
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portés en un faisceau avec leurs axée longitudinaux parallèles,
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une grille alvéolée dans laquelle sont enfilât le* élément eoabus- tibles et des organes d'espaceront 4laitiques supportée par la Grille et intercales entre des éléments combustibles adjacents, cha que organe d'espacement ayant la forât d'une bouclë élastique place en contact avec des éléments combustibles e.djacent... gan.
un =on- #t'zo cOIJbust1blo nucléaire suivant l'invention, la résistance des éléments combustibles au flambage est déterminée par la rdsis-
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tance de la boucle élastique et 1' écartèrent entre des éléments combustibles adjacents est déterminé par les distensions des boucles
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élastiques qui, néAnmoins,ri' rendent pas le montA.' Go.bu.t1ble rigide. Chaque org&ne d'eitpaceaent a de préférence la ferme d'une boucle circulaire dont les axes opposés de la boucle ont en on* tact avec des éléments combustibles adjacent, ..". .t l'écartesent entre des 4lu';acn-e..s' combustibles adjacents est déteralné par le diamètre
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de la boucle.
Dans une force d'exécution de 1 'invention un aontage
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combustible nuolér..1re comprend plusieurs clients èoatbHStibles allonges supportés en un faisceau avec leurs &X.. loni1n6Ux parallèles, une grille alvéolée transversale Tarait de bandes Netal. tiques sinueuses assemblées pour :
t"orJ\Clr des alvéolée hexagonaux
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dans lesquels- sont enfiles les éléments combustibles et des boucles
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circulaires feraees estupées dans les 'bn4e..4 t.&U.s.q,.." et dont les axes sont parallèles aux axes longitudinaux a'<)M<SMte eoat-
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bustibles, les boucles étant disposées pour former des organes d'e pacement à un coin sur deux de chaque alvéole., de manière à être chacune en contact avec trois éléments combustibles adjacente@
Dans une seconde forme d'exécution de l'invention, un montage combustible nucléaire comprend plusieurs éléments combusti blés allonges supportés en un faisceau avec leurs axes longitudinal parallèles,
une grille alvéolée formée de bandes métalliques sinueuses assemblées pour former des alvéoles hexagonaux dans lesquels sont enfilés les éléments combustibles, des fenêtres qui s'étendent longitudinalement dans les bandes à un coin sur deux de chaque alvéole, et des bagues élastiques fixées dans les fenêtres avec leurs axes parallèles aux axes longitudinaux des éléments co bustibles de manière à être chacune intercalées comme organe d'espacement entre trois éléments combustibles adjacents, chaque bague étant bloquée dans un logement formé par trois fenêtres coop rantes ménagées dans des bandes adjacentes.
Des montages combustibles nucléaires suivant l'invention comprennent des grilles d'espacement qui sont robustes, offrent peu de résistance au passage d'un fluide et sont économiques à fabriquer tout en Assurant un degré de précision élevé dans 'es pacement des éléments combustibles.
Des constructions de montage combustible nucléaire et de leurs grilles d'espacement, conformes à l'invention, seront décrites di-après,à titre d'exemple, avec référence aux dessins annexes dans lesquels la Fig 1 est une coupe transversale d'un monta,. con bustible montrant une première grille d'espacement; la Fig. 2 est une coupe suivant la ligne 11-11 de la Fig. 1 la Fig 3 est une vue d'une seconde grilla d'espacent sombalbe à celle de la Fig 2; la Fige 4 est une coupe transversale d'un montaf com- bustible montrant une troisième grille d'espacement; la Fig 5 est une vue en perspective d'un détail de la Fig. 4;
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la Fig 6 est une vue on plan d'une partie d'une quatre me grille d'espacement;
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la Fig. 7 est une coupe suivant la ligne VII-VII de la Fil. 6;
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la Fis. 6 est une vue en perspective d'une partie d'une cinquième grille d'espacement, la Fig. 9 est une vue en perspective d'une partie d'un autre montage combustible; la Fig. 10 est une coupe suivant la ligne X-X de la
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Fig. 9 montrant une sixième grille d'espacement incorporée dans le montage de la Fig. 9; la Fig. 11 est une vue, à plus grande échelle, d'une par' tie de la Fig 10; les Figs. 12 et 13 sont des vues de parties constituti- ves de la sixième grille d'espacement; la Fig. 14 est une vue en perspective d'une partie d'une septième grille d'espacement;
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la F1C' 15 est une vue en plan de la grille de la Fig. ,4 traversée par des éléments combustibles; et, la Fig. 16 est une vue en élévation de la '±1- 1 Preaiere Mille d'espacer t.
Le montage combustible nuoé.1re des 1il', 1 et 2 com- prend un faisceau de 37 éléments combustibles allongés 11 qui sont disposas avec leurs axes longitudinaux parallèles et qui comprennent chacun un empilage de pastilles de bioxyde d'uranium
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entemé dans une gttine tubulaire en acier inoxydable. Ces éléments combustibles ont une longueur d'environ 1 m et sont supportés à leurs extrémités par des grilles d* support supérieure et inférieu-
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re (non représentées) Lorsqu'il est placé dans un réacteur nuoléal rw aodéré et refroidi à l'eau, le montage combustible est balayé par un courant d'eau qui s'écoule longitudinal sent sur les éléments combustibles.
A Intervalles le long des éléments combustibles sont prévues trois grilles d'espacement 12 (dont une seule est représen- tée) qui servent à espacer les éléments combustibles les uns des
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autres et à contenir omit non empêcher le flambage des élément* -
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entre leurs extraites.
i #*## Chaque grille d'espacement 12 comporte ua 5Qâdj? aent hexagonal 13 en acier inoxydable, les trois grilles etMtt espacées l'une de loutre dans le sens longitudinal du montage ainsi que de ses embouts d'extrémité par des longerons 14 prenant des cor- nières qui s'étendent sur toute la longueur de montage combustible et qui sont soudées aux encadrements des grilles. Un grillage
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alvéolé placé dans 1 encadrement est formé de bandes d'acier 3.zu>acy.. dbla sinueuses 15 qui sont pliées en zigzag de telle façon que, une fois soudées ensemble, elles forment des alvéoles hexagonaux.
Les bords de ce grillage sont soudés à l'encadrement 13 et aux longerons 14 les extrémités libres des bandes 14 formant des lues de ressort élastiques 16. Quatre côtés de chaque alvéole intérieur portent des organes d'espacement élastiques identiques 17 qui sont communs à deux alvéoles adjacents;
les .alvéoles extérieurs sont en général munis d'un plus petit nombre d'organes d'espacement 17 aux- quel$ s'Ajoutent toutefois les lames de ressort 16. Les éléments combustibles du montage combustible pénètrent dans le grillage alvéolé, un élément étant maintenu due chaque alvéole par contact
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avec les organes d'espacement 17 et les lames de ressorte 16# Chaque organe d'espacement 17 (?ig.
2) comprend une bande élastique d'acier Inoxydable qui est pourvue d'une boucle circulaire procurant deux parties de contact opposées qui viennent respective- mont en contact avec deux éléments combustibles adjacents 11. Chaque
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organe dllespacezent 17 comporte donc une tige là et une boucle ouverte 19 et ses parties de contact opposées comprennent des arcs diamétralement opposés de la boucle.
Les organes d'e6pACea<mt'$ont supportés par la grille par des points de soudure qui fixent les tiges des organes d'espacement aux bandes métallique 15. ; Les orsa" nos d'espacement sont suspendus entre deux éléments combustibles adjacents et, dans cette aesure, ils sont eomaauni à deux' alvéoles adjacents. ; : : Seconde r . 2 La Fig. 3 représente une seconde grill! d'espacement '
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semblable à colle des Figt. 2 sauf que les organes d'espacement 17 sont d'une pièce avec les bandes 15 du grillage. Ces bandes 15 sont en tôle estompée et comportent des languettes d'tepaoementl
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saillantes qui sont ultdrieureaent façonnées en des bouclée ouvertes
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19.
Dúns cette variante, la tige de .'oxgsKxe d'espaCement est cepen- dint forcée è±.r la bande de maintien. ;'olJi rril1e d'eQouet
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Une variante de montage combustible est pourvue d'une
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troisième forae de grille d'espacoQent représentée sur loti Pige.
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4 et 5. Chaque grille comporte un encadrement hexagonal 21 en acier inoxydable supporta par des longeront 22 de section en substance en
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foras de Y, ces longerons 4t&nt formés par deux profilés fixés dos à dos. Un grillage alvéolé semblable à celui de la '1g. 1 est formé
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par des bondes en zigzag 23 et des lames de ressorts semblables 24
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sont prévues à l*encadrement.
Les organes el' ospacQ.en t fixés ruz cette grille compren- nent ccnLnt des boucles circulaires élastiques 2' dent l'Axe est parallèle eux axûs longitudinaux des éléments combustibles; ces boucles ont donc un axe qui est perpendiculaire â l'axe des bou- cles dos Io 2 et 3. Les boucles 25 sont disposé., de m1ère à être co;.:.:,une3 à trois Alvéoles hexagonaux décents et servent b. iuaintvnir des éléments combustibles dons los alvéoles par contact avec les éléments. Chaque boucle 25 est d'une pièce avec un* bande 23 du ;::'1l1.a;e coue le contre la Fig. 5. Avant de former la boucle, on nervure l' :b,uc :c de bande de fAçon que la boucle finie comporte
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une nervure de ceinture périphérique 26.
Trois parties de contact
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opposées, destinas à contacter les iliments combu,t,1W....-4.1.acont.,
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sont farces par trois arcs opposes de la nervure 26, la nervure
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el7.e-;.k:e servant ù diminuer lu surface de contact entre lu boucle
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et des éléments coabustibles Adjacents. Dans ces tomes d'exécution de l'invention, 1' espaceront
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entre les él&1e:nts combustibles adjacents est déterminé par le dixaè tre des boucles d'espacement élastiques 19 et 2%. Un flambage des
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clients coabustibles entre leurs extrémités est contrecarré amis
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non empéché par l'élasticité des boucles 19 et 25.
Dans les premiè re seconde et troisième grilles d'effacement décrites plus haut, les boucles 19 et 25 ne sont pas fermées de sorte qu'un certain degré* de résistance au flambage d'un élément combustible est exercé initialement par l'élasticité des boucles; lorsqu'un flambage des éléments combustibles s'est produit et est suffisant pour fermer les boucles, la résistance offerte par ces organes à un nouveau flambage des éléments combustibles est notablement accrue.
Quatrième grile d'espacemetn
La Fig 6 représente une quatrième grille d'espacement qui peut remplacer la troisième dans le montage combustible repré sentd sur la Fig 4. Cette 'quatrième grille d'espacement comprend un grillage alvéolé de bandes en zigzag 42 formant des alvéoles hexagonaux traversés par des éléments combustibles 41 Les organes d'espacement fixés à cette grille comprennent des boucles circulai- res élastiques 43 (une boucle étant représentée sur les Figs. 6 et 7) dont les -axes sont parallèles aux axes des éléments combustibles.
Les boucles. 4-3 sont disposées de manière à être communes à trois alvéoles hexagonaux adjacents et servent à maintenir les éléments combustibles dans les 'alvéoles par contact avec les éléments* Trois , parties de contact opposées de chaque boucle sont formées par trois bossettes saillantes 4 Chaque boucle est fermée et peut être formée par exemple en coupant un long tube en petits tronçons. Des encoches 46 dans les bandes 42 reçoivent les boucles qui sont dcha cune fixées aux bandes par une languette 47 estampée dans la péri- phérie de la boucle et soudée par points à une bande du grillade.
Cinqui1èm, e grille d'espacemtn
Une cinquième grille d'espacement représentée sur .la Fig 8 montre la formation d'organes d'espacement en forme de bou- cles fermées d'une pièce avec une grille d'espacement. Dans cette cinquième grille, les boucles d'espacement 47 qui sont venues d'une pièce avec les bandes 48 formant la grille, sont fermées en soudât leurs extrémités libres en 49 à leurs autres extrémités. Il est à remarquer que les organes d'espacement 47 ont la forme de tonnelets
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renflés pour être en contact ponctuel avec les éléments combustible adjacents.
Ces boucles d'espacement fermées ont 1 Avantage d'offrir une résistance uniforme à une pression radiale de n'importe quel angle.
Sixième grille d'espacement
Une sixième grille d'espacement semblable à la grille de la Fig 4 est incorporée dans le montage combustible représente sur la Fig 9. Dans ce montage combustible, trente-sept éléments combustibles allongés 51 sont supportas dans un faisceau avec leurs axes longitudinaux parallèles. Ces éléments combustibles sont dis- posas en triangle pour former un faisceau de section hexagonale. Le faisceau d'éléments combustibles est logé dans une gaine hexagonale
52 dans laquelle l'agent de refroidissement du réacteur doit passer dans le sens axial des clients. Les ouvertures triangulaires 53 permettent à l'agent de refroidissement de circuler transversale- ment entre des montages adjacents.
L'écartement des clients combustibles du faisceau entre leurs extraites est maintenu par une grille alvéolée 54 qui est traversée par les éléments. Cette grille (Fgi 10) comporte un encadrement extérieur 55 de section hexagonale qui est soudé à la face intérieure de la gaine 52 et un grillage formé de bandes en zigzag 56 qui sont soudées ensemble pour former trente-sept alvéo- les hexagonaux et qui comportent des rebords à leurs extrémités soudées à l'encadrement 55 Chaque alvéole est traversé par un élément combustible* La grille porte des boucles d'espacement élas- tiques 57 qui sont placées de manière à être communes a trois alvéoles hexagonaux adjacents et qui servent à maintenir des élé- ments combustibles dans les alvéolée par un
contact à glissement avec les éléments. Des organes d'espacement marginaux élastiques 58 59 et 60 de section en forme do B de section triangulaire et.de section trapézoïdale respectivement sont soudes à la face intérieure de l'encadrement de manière à contacter la couronne hexa- gonale extérieure d'éléments combustibles. Les boucles d'espacement
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57 et les organes d'espacement xaiti:inlux $3 59 et 60 sont situas dcns un at'4u pi un ,a..desus du plun du grillage alvéole.
Un coin de la grille de la Fige 10 est représenta un détail sur la ?!±# 11. Afin d'éviter toute surchauffe locale due à une augmentation du report voluaetrique eautoonbustible aux coins des ant,,oa le4l6ment de coin 5l est décale legereaient vers l'inw4 tdrieur du raiscrau hexagonal. On utilise à cet effet une boucle d'espacement do coin à ce plus petit clumètre que les boucles restantes 57; do utmok l'orgoie d' espacement marginal de coin 58a est plus ha:ut que les autrtra orgues d'espaceaent h section en , torzo de B 53* La grille â,vdo.âc 5, gout...$tre facilement construite à partir dO6l'mcnta siaples L'c-ncadreraent 55 est ettiapd dans une bande d'acior inoxydeble (Fige 13); il comporte des languettes 55a ± qui correspondent, aux entre toises de ha gaine ajourée 12 ('i,. 1).
Cet c-noadrczlnt 55 est plié et soude en un anneau hexagonal. Les
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bandes on .sic.zag 30 dyaltaent en acier inoxydable, sont venues d'une pitec avec 1& boucle d'espaceacsnt 57 coaie le montre la ?ig.l2$ qui représente quatre stades de leur fabrication. -Initi&leacnt on découpe la bande 56 pour foraer une languette z destinée à forcer la boucle d'c::p.oc.aent. n plie ensuite la bande 56 dans sa for3.e en zi4z&C finale, la x.nucate aba restant droite. On donne à la languette 56a 1& forse d'une boucle ouverte 56b qui est cintrée trnsvers.l,aer.t en tor.e de tonnelet, cette foMe servant à dimi- nucr la surface do contact untre la boucle d' espacement finie et un dl fouit cahust ile Fina3.snent, on t'e:.e la boucle 56a en soudant par points une patte 56c de la boucle à la partie 56d à laquelle la
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boucle d'espacement est relire.
On soude les bandes finies 16 avec
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les organes d'espacement 57 ensemble pour former le grillage alvéole que l'on fixe d9xs .encadrenEnt 55 en soudant des pattes prévues aux .',.tr...,'iJ.v.,r des bandes à la face intérieure de 1' encadrement.
Toutes les boucles 1117 sont disposées d'un cote du grillage alvéole.
'<> Les orgues d'esp&ceacnt marginaux 58, 59 et 60 sont également en acier inoxydable et sont soudés à la face intérieure de Ifencadre-
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nent de manière à Être situes dans ,Le mme plan que le boucles d'espacement ')7. La grille assemblée est alors soudée dans la eaine 52 t est prûte à recevoir et à maintenir des éléments combustibles qui ,;a9avcn, t*:tre elisséa entre des organes 4"BAoc#Gn adjacents.
, r!,l.ct t"'"g..,cec ,c,",t, Une septième grille d'espacement destinés à ttr<! utilisé r.s un on :É,e de combustible semblable bu celui de la yïgè 9 est
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représentée sur les Fies. 14 à 16. Comme précédassent, le montage
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combustible nucléaire comprend un faisceau de trtatt-64pt éléments combustibles DllonÓ8 61 qui sont disposas Ivec leurs axes loncitu- d:nux parallèles et qui comprennent ch&cun un empilage de pastille de bioxyde d'utun1uI11 ent<trm6 dans une ceins tabulaire d'acier inoxydable. Les éléments combustibles ont une l.onsuwr ''anv1ron 1 si et sont supportés r leurs extraites par dea .grilles de support
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supérieure et inférieure (non représentées).
Lorsqu'il est on place
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èL.n$ un réacteur nucléaire., par exemple un facteur =0411'4 et re- froidi à l'ecu, le aontuge combustible est balayé par Un courant dpuau qui s'écoule lonG1td1n61eent sur les éléments combustibles.
Trois grilles 62 sont prévues à intervalles le longs dea éléments combustibles et servent à espacer les éléments les une des autres.
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Les éléments combustibles sont disposés en triangle (vu
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en pisn) et sont groupes de ftçon que le montage soit ,tescarr.,t.
De ra.ao, chaque grille d'espacement est supportée -par un encadre- ment hcònDl, la grille comprenant des bandes d#acier inoxydable qui sont pliées en zigzag, et Qui sont fixées dans l' encadrement.
Ces bandes sont soudées ensemble en rsÓe8 psrri,Ie 4. sorte que
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chaque paire de bandes adjacente forme un certain noabre d'alvéoles
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hexagonaux 64j! ch&que alvéole est traverse par un 414a.o t coabusti- ale. Des bagues élastiques 65 sont fixées à demeure 4arA. la grille de manière à être intercalées sous forme d'orguie 4'..aou.ent ' entre des éléments combustibles adjacents Co:n:40 le montre la 1":1.g.
1S, chaque bague 65 engage trois éléments combustibles adjacente et chaque oignent combustible est engagé par trois bagues. Les bagxt sont cintrées triJ18Verselemt.nt en tome de tonnelet 4,'u.n1ltro à être en contact ponctuel avoc les 6eat soabustibles et sont
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fabriquées avec un diamètre extérieur précis, cette dimension étant le facteur qui détermine 1'écarremetn entre les éléments combusti bloc du montage combustible.
L'élasticité des bagues est telle qu' elles cèdent élastiqueaent, sous les contraintes engendrées dans le montage combustible et qu'elles évitent ainsi toute déformation des gaines d'élément combustible. De même, la grille peut se défor- mer pour permettre aux bagues de se déplacer latéralement, suffisam- ment pour absorber un déplacement relatif des barreaux combustibles.
Un déplacement axial des bagues est contenu par la grille.
Pour fabriquer la grille d'espacement, on prépare les bandes métalliques en y ménageant des fenêtres 66. Ces fenêtres sont rectangulaires et ont une longueur, dans le sens longitudinal de la bande, égale au diamètre extérieur des bagues 65 et une lat geur égale à la profondeur des bagues. Les bandée sont alors pliées!! en zigzag, un otude sur deux passant par les centres des fenêtres j (Fig. 14 Les bagues 6$,sont fixées dans les fenêtres dans lesquel- les elles sont étroitement ajustées et la grille est assemblée par des points de soudure 67 entre des bandes adjacentes.
Les ba- gués sont fixées à demeure dans des logements fermes dans la grille par la coopération de fenêtres ménagées dans des bandes adjacente ; la bague 65a dans la grille inachevée représentée sur la Fig 14 peut donc être retirée de sa fenêtre ménagée dans la bande 63a tandis que la bague 65b ne peut pas être retirée de ses fenêtres menaces dans les bandes adjacentes 63a et 63b sans séparer les bandes.
REVENDICATIONS.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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Montas. combU..t1bl '. nuoléA1Í ":. ''" .; '' 'x =,',, ":" '":;.: Y: i?: \
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The present invention concerto des û'tY5lt..xr¯t11.'e '.I' .... '. "'., .. \:;, 1 \ '\; ::. D nuc14AÙ:". of the type competnant several 61.8D- qomW..1> 1 '..: ûlon.
6 <! S, supported in a fa18coLiu, with). <UP6 u ', Í "lo! I1'Í \ il'.ral 13.a. lIab1 tuelleaent these assemblies are re.rro1,., FiAoien;' 4 ' Wl neck, rant of coolant as seen at. \ .. lo ': 1,: be the combustible dlémientz ,, pr..leanen at 1 = 8 "00 --Iongl tqdlnaùx.
Means are incorporated in the = ontaÎ. ':' COllb1.i.t1.b '"!: H..j' w .. 'n ,, xy.t, in? 5, .t'. H L, ':, rztsn.r ea erment aauuabldreox, .ïti ,,;,' '' - '.' '/' '' '' y '' '-''''''-' '' 'oombuetibles known., these means r: iiitwn4Fj'p'wrlsk.4, AVei $ '. in which the 61sts 0-1. "* have protrusions intended to engage -and 4 ^^ VYl:,;.', L., .1, "'.,' -F ',."'. I .. '.;, \: Ft:;, (;. "," 1:': ': ":' 'f:"': .;, '> ". combustible. It is also Ciinxiti-t61, ji8'".; lli.! iix $ HE 41 .. '...,:, rtn.1'tiBtt, p!' "" 'r : y i.
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tîbloa in a fuel assembly by means of vS, Nl ... tt: 41 stutterers whose axes are parallel to them longitudinal axas of the element.
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fuel, the shells being attached to the cSlÚ1en '. OOla'bu.t4, bll. eu I: 1nos to force a rigid construction.
This construction has drawbacks, during operation, due to the stresses generated by temperature differences and, during manufacture, due to the risk of weakening the fuel element by fixing the ferrules thereto. # <,.
According to the present invention, a nuclear target i4ont4ge comprises several elongate * fuel * sup-
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carried in a bundle with their longitudinal axes parallel,
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a honeycomb grid in which the flexible element is threaded and milky spacers supported by the Grid and interposed between adjacent fuel elements, each spacer having the forât of an elastic loop placed in contact with fuel elements e.djacent ... gan.
un = on- # t'zo cOIJbust1blo nuclear according to the invention, the resistance of the fuel elements to buckling is determined by the rdsis-
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The strength of the elastic loop and the distance between adjacent fuel elements is determined by the distensions of the loops
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rubber bands which, however, 'do not give back the mount.' Go.bu.t1ble rigid. Each plant of eitpaceaent preferably has the firmness of a circular loop whose opposite axes of the loop are in contact with adjacent fuel elements, .. ".. And spacing between 4lu '; acn-e ..s' adjacent fuels is determined by the diameter
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of the loop.
In an embodiment of the invention a aontage
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nuclear fuel..1st consists of several customers èoatbHStibles extensions supported in a bundle with their parallel lines, a transverse honeycomb grid tarait of Netal strips. sinuous ticks assembled for:
t "orJ \ Clr hexagonal honeycombs
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in which are threaded the fuel elements and loops
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circulars made up in the 'bn4e..4 t. & U.s.q, .. "and whose axes are parallel to the longitudinal axes a' <) M <SMte eoat-
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bustible, the loops being arranged to form spacing members at every other corner of each cell., so as to be each in contact with three adjacent fuel elements.
In a second embodiment of the invention, a nuclear fuel assembly comprises several elongate fuel elements supported in a bundle with their longitudinal axes parallel,
a honeycomb grid formed of sinuous metal bands assembled to form hexagonal cells in which the fuel elements are threaded, windows which extend longitudinally in the bands at every other corner of each cell, and elastic rings fixed in the windows with their axes parallel to the longitudinal axes of the combustible elements so as to be each interposed as a spacing member between three adjacent fuel elements, each ring being blocked in a housing formed by three cooperating windows formed in adjacent bands.
Nuclear fuel assemblies according to the invention include spacer grids which are robust, offer little resistance to the passage of a fluid, and are economical to manufacture while providing a high degree of precision in the spacing of the fuel elements.
Nuclear fuel assembly constructions and their spacer grids, in accordance with the invention, will be described below, by way of example, with reference to the accompanying drawings in which Fig 1 is a cross section of an assembly. ,. constructible showing a first spacer grid; Fig. 2 is a section taken along line 11-11 of FIG. 1 Fig 3 is a view of a second grid of space sombalbe to that of Fig 2; Fig. 4 is a cross section of a fuel mount showing a third spacer grid; FIG. 5 is a perspective view of a detail of FIG. 4;
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Fig. 6 is a plan view of part of a four th spacer grid;
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Fig. 7 is a section along the line VII-VII of the Wire. 6;
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the Fis. 6 is a perspective view of part of a fifth spacer grid, FIG. 9 is a perspective view of part of another fuel assembly; Fig. 10 is a section along the line X-X of the
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Fig. 9 showing a sixth spacer grid incorporated in the assembly of FIG. 9; Fig. 11 is a view, on a larger scale, of part of FIG. 10; Figs. 12 and 13 are views of constituent parts of the sixth spacer grid; Fig. 14 is a perspective view of part of a seventh spacer grid;
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F1C '15 is a plan view of the grid of FIG. , 4 traversed by fuel elements; and, FIG. 16 is an elevation view of the '± 1- 1 Preaiere Mille of space t.
The nuclear fuel assembly of 1il ', 1 and 2 comprises a bundle of 37 elongated fuel elements 11 which are arranged with their longitudinal axes parallel and which each comprise a stack of uranium dioxide pellets.
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encased in a tubular stainless steel gttine. These fuel elements are about 1 m long and are supported at their ends by upper and lower support grids.
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re (not shown) When it is placed in a water-cooled and aerated nuoleal rw reactor, the fuel assembly is swept by a stream of water which flows longitudinally over the fuel elements.
At intervals along the fuel elements there are provided three spacer grids 12 (only one of which is shown) which serve to space the fuel elements apart from each other.
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others and to contain omit not prevent buckling of elements * -
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between their extracts.
i # * ## Each grid of spacing 12 has ua 5Qâdj? hexagonal vent 13 in stainless steel, the three grids and Mtt spaced apart one otter in the longitudinal direction of the assembly as well as from its end pieces by side members 14 taking lugs which extend over the entire assembly length fuel and which are welded to the grid frames. A fence
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The honeycomb placed in the frame is formed of sinuous strips of 3.zu> acy .. dbla steel 15 which are folded in a zigzag fashion so that, when welded together, they form hexagonal cells.
The edges of this mesh are welded to the frame 13 and to the side members 14 the free ends of the bands 14 forming elastic spring readings 16. Four sides of each inner cell carry identical elastic spacers 17 which are common to two. adjacent alveoli;
the outer cells are generally provided with a smaller number of spacers 17 to which are however added the leaf springs 16. The fuel elements of the fuel assembly enter the cellular mesh, one element being held by each cell by contact
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with spacers 17 and leaf springs 16 # Each spacer 17 (? ig.
2) comprises an elastic band of stainless steel which is provided with a circular loop providing two opposing contact parts which respectively come into contact with two adjacent fuel elements 11. Each
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dllespacezent member 17 therefore comprises a rod there and an open loop 19 and its opposing contact parts comprise diametrically opposed arcs of the loop.
The e6pACea <mt '$ members are supported by the grid by welding points which fix the rods of the spacers to the metal bands 15.; The spacers are suspended between two adjacent fuel elements and, in this measure, they are attached to two adjacent cells.;:: Second r. 2 Fig. 3 shows a second spacer grill.
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similar to glue of Figt. 2 except that the spacers 17 are integral with the bands 15 of the mesh. These bands 15 are made of faded sheet metal and have tabs of stepaoementl
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protrusions which are later shaped into open loops
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19.
In this variant, however, the spacer rod is forced into the retaining band. ; 'olJi rril1e d'eQouet
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A variant of fuel assembly is provided with a
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third space grid forae represented on loti Pige.
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4 and 5. Each grid has a hexagonal frame 21 of stainless steel supported by side members 22 of section substantially in
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foras de Y, these longitudinal members 4t & nt formed by two profiles fixed back to back. A honeycomb mesh similar to that of the '1g. 1 is formed
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by zigzag bung 23 and similar leaf springs 24
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are provided for in the frame.
The elements el 'ospacQ.en t fixed ruz this grid include elastic circular loops 2' tooth the axis is parallel to them longitudinal axis of the fuel elements; these loops therefore have an axis which is perpendicular to the axis of the back loops 2 and 3. The loops 25 are arranged., to be co;.:.:, a3 to three decent hexagonal cells and serve as a . iuaintvnir fuel elements in the cells by contact with the elements. Each loop 25 is in one piece with a strip 23 of the; :: '1l1.a; e runs it against FIG. 5. Before forming the loop, the: b, uc: c is ribbed in the way that the finished loop has
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a peripheral belt rib 26.
Three contact parts
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opposites, intended to contact the fuel cells, t, 1W ....- 4.1. acont.,
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are stuffed by three opposite arcs of the rib 26, the rib
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el7.e - ;. k: e used to reduce the contact surface between the loop
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and adjacent coabustible elements. In these embodiments of the invention, 1 'will space
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between adjacent fuel elements is determined by the tenth of the elastic spacing loops 19 and 2%. A buckling of
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coabustible clients between their ends is thwarted friends
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not impeded by the elasticity of the loops 19 and 25.
In the first second and third erase gates described above, loops 19 and 25 are not closed so that some degree * of buckling resistance of a fuel element is initially exerted by the elasticity of the loops. ; when a buckling of the fuel elements has occurred and is sufficient to close the loops, the resistance offered by these members to a new buckling of the fuel elements is notably increased.
Fourth space grid
Fig 6 shows a fourth spacer grid which can replace the third in the fuel assembly shown in Fig 4. This fourth spacer grid comprises a honeycomb grid of zigzag strips 42 forming hexagonal cells crossed by elements fuels 41 The spacers attached to this grid comprise elastic circular loops 43 (a loop being shown in Figs. 6 and 7) whose axes are parallel to the axes of the fuel elements.
Buckles. 4-3 are arranged so as to be common to three adjacent hexagonal cells and serve to hold the fuel elements in the cells by contact with the elements * Three, opposite contact parts of each loop are formed by three protruding bosses 4 Each loop is closed and can be formed, for example, by cutting a long tube into small sections. Notches 46 in the bands 42 receive the loops which are each secured to the bands by a tab 47 stamped into the periphery of the loop and spot welded to a strip of the grill.
Fifth, th space grid
A fifth spacer grid shown in Fig. 8 shows the formation of closed loop spacers integrally with a spacer grid. In this fifth grid, the spacer loops 47 which have come integrally with the bands 48 forming the grid, are closed by welding their free ends at 49 to their other ends. It should be noted that the spacers 47 have the shape of barrels
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bulges to be in point contact with adjacent fuel elements.
These closed spacer loops have the advantage of providing uniform resistance to radial pressure from any angle.
Sixth spacer grid
A sixth spacer grid similar to the grid of Fig 4 is incorporated in the fuel assembly shown in Fig 9. In this fuel assembly, thirty-seven elongated fuel elements 51 are supported in a bundle with their longitudinal axes parallel. These fuel elements are arranged in a triangle to form a beam of hexagonal section. The fuel element bundle is housed in a hexagonal sheath
52 in which the coolant of the reactor must pass in the axial direction of the customers. The triangular openings 53 allow the coolant to flow transversely between adjacent fixtures.
The distance between the fuel customers of the bundle between their extracts is maintained by a honeycomb grid 54 which is crossed by the elements. This grid (Fgi 10) comprises an outer frame 55 of hexagonal section which is welded to the inner face of the sheath 52 and a mesh formed of zigzag strips 56 which are welded together to form thirty-seven hexagonal cells and which comprise flanges at their ends welded to the frame 55 Each cell is crossed by a fuel element * The grid carries elastic spacer loops 57 which are placed so as to be common to three adjacent hexagonal cells and which serve to hold of the combustible elements in the cells by a
sliding contact with the elements. Elastic marginal spacers 58 59 and 60 of B-shaped section of triangular section and of trapezoidal section respectively are welded to the inner face of the frame so as to contact the outer hexagonal crown of fuel elements. . Spacing loops
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57 and the spacers xaiti: inlux $ 359 and 60 are located in an at'4u pi un, above the plum of the honeycomb mesh.
A corner of the grid of Fig 10 is shown a detail on the?! ± # 11. In order to avoid any local overheating due to an increase in the voluaetric transfer of the fuel at the corners of the ant, where the corner element 5l is slightly shifted towards the back of the hexagonal raiscrau. A wedge spacing loop is used for this purpose at this smaller clumeter than the remaining loops 57; do utmok the marginal corner spacing organ 58a is more ha: ut than other spacing organs h section en, torzo de B 53 * The grid â, vdo.âc 5, taste ... $ be easily constructed from O6l'mcnta siaples The frame 55 is ettiapd in a strip of stainless steel (Fig. 13); it has tabs 55a ± which correspond to the between height gauges of perforated sheath 12 ('i ,. 1).
This c-noadrczlnt 55 is folded and welded into a hexagonal ring. The
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30 dyaltaent stainless steel .sic.zag bands, came from a pitec with 1 & spacing loop 57 coaie shown in the? ig.l2 $ which represents four stages of their manufacture. -Initiate & leacnt the strip 56 is cut to drill a tab z intended to force the loop of c :: p.oc.aent. n then fold the strip 56 into its final zi4z & C for3.e, the x.nucate aba remaining straight. The tongue 56a is formed with an open loop 56b which is bent through a barrel twist, this form serving to decrease the contact area between the finished spacer loop and a dl fouit cahust ile Fina3.snent, we have you: .e the loop 56a by spot welding a tab 56c of the loop to the part 56d to which the
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loop spacing is re-read.
The finished strips 16 are welded with
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the spacers 57 together to form the cell grid which is fixed d9xs .encadrenEnt 55 by welding the tabs provided for. ',. tr ...,' iJ.v., r bands to the inner face of The framing.
All the loops 1117 are arranged on one side of the honeycomb mesh.
'<> The marginal esp & ceacnt organs 58, 59 and 60 are also made of stainless steel and are welded to the inner face of the frame.
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nent so as to be located in the same plane as the spacing loops') 7. The assembled grid is then welded in the water 52 t is ready to receive and maintain fuel elements which,; a9avcn, t *: be elisséa between adjacent members 4 "BAoc # Gn.
, r!, l.ct t "'" g .., cec, c, ", t, A seventh spacer grid intended for ttr <! used rs an on: É, e of similar fuel or that of the yïgè 9 is
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represented on the Fies. 14 to 16. As before, the assembly
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Nuclear fuel comprises a bundle of 61 trtatt-64pt fuel elements which are arranged with their axes uniquely parallel and which each include a stack of ullium dioxide pellet placed in a tabular stainless steel belt. The fuel elements have a l.onsuwr '' anv1ron 1 si and are supported r their extracted by support grids
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upper and lower (not shown).
When it is we place
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In a nuclear reactor, for example a factor = 0411'4 and cooled to the ecu, the fuel aontuge is swept by a stream of water which flows long over the fuel elements.
Three grids 62 are provided at intervals along the fuel elements and serve to space the elements apart from each other.
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The fuel elements are arranged in a triangle (seen
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in pisn) and are groups of pieces that the assembly is, tescarr., t.
From ra.ao, each spacer grid is supported by a frame, the grid comprising stainless steel bands which are folded in a zigzag fashion, and which are secured in the frame.
These bands are welded together in rsÓe8 psrri, Ie 4.so that
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each pair of adjacent bands forms a certain number of cells
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hexagonal 64j! ch & que cell is crossed by a 414a.o t coabusti- ale. Resilient rings 65 are permanently attached 4arA. the grid so as to be interposed in the form of an organ 4 '.. aou.ent' between adjacent fuel elements Co: n: 40 shows the 1 ": 1.g.
1S, each ring 65 engages three adjacent fuel elements and each fuel ring is engaged by three rings. The bagxt are curved triJ18Verselemt.nt in tome de tonnelet 4, 'u.n1ltro to be in point contact with the 6eat soabustibles and are
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manufactured with a precise outside diameter, this dimension being the factor which determines the clearance between the fuel elements block of the fuel assembly.
The elasticity of the rings is such that they yield elastically under the stresses generated in the fuel assembly and thus avoid any deformation of the fuel element sheaths. Likewise, the grid may deform to allow the rings to move laterally, sufficiently to absorb a relative movement of the fuel rods.
Axial displacement of the rings is contained by the grid.
To manufacture the spacer grid, the metal strips are prepared by leaving windows 66 in them. These windows are rectangular and have a length, in the longitudinal direction of the strip, equal to the outer diameter of the rings 65 and a lat geur equal to the depth of the rings. The bandaged are then folded !! in zigzag, every other otude passing through the centers of the windows j (Fig. 14 The rings 6 $, are fixed in the windows in which they are tightly fitted and the grid is assembled by solder points 67 between strips adjacent.
The frames are permanently fixed in firm housings in the grille by the cooperation of windows formed in adjacent strips; the ring 65a in the unfinished grid shown in Fig. 14 can therefore be removed from its window provided in the strip 63a while the ring 65b cannot be withdrawn from its threat windows in the adjacent strips 63a and 63b without separating the strips.
CLAIMS.
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