"Bouchon destiné à la fermeture d'un gainage et procède de fabrication d'un tel bouchon".
L'invention concerne un procédé de fabrication d'un bouchon destiné à la fermeture d'un gainage d'un crayon de combustible nucléaire selon lequel on usine un bouchon à partir d'une barre métallique pleine.
Les barres utilisées dans les procédés de fabrication
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tements de fabrication transformant le lingot original en une barre allongée, une petite poche d'inclusions ou de vide dans
le lingot peut se transformer en une soufflure très allongée
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l'usinage des bouchons peut donc présenter de telles soufflures ; très allongées et de très petit diamètre. Ces soufflures sont très difficilement détectables par des moyens non destructifs. ' Si un tel défaut traverse entièrement la partie de la barre utilisée pour la fabrication du bouchon, ce dernier n'est
pas étanche et les gaz de fission peuvent s'échapper du crayon de combustible, même si la soudure de liaison entre le bouchon et le gainage est: effectuée correctement.
Etant donné que ces défauts se retrouvent le plus souvent au centre de la barre, on a déjà essayé d'y remédier
en faisant fondre la partie centrale du bouchon par un moyen approprié, par exemple par un faisceau d'électrons ou par soudure à l'arc sous argon. Toutefois, cette façon de travailler entrai ne souvent des fissurations lors du refroidissement de la partie centrale liquide et dans certains cas, par exemple dans
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té de la fermeture d'un gainage d'un crayon de combustible nucléaire.
A cet effet, on soude un bouchon auxiliaire contre la
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l'intérieur du ga.inage.
Dans une forme de réalisation particulière de l'invention, on pratique une chambre creuse dans le milieu du côté du bouchon destiné à être dirigé vers l'intérieur du gainage et on soude le bouchon auxiliaire contre le bord de cette chambre.
Dans une forme de réalisation avantageuse de l'invention, on soude le bouchon auxiliaire au bouchon proprement dit par un procédé de soudage par résistance, le bouchon pro prement dit étant monté sur l'électrode fixe et l'électrode mobile poussant le bouchon auxiliaire contre le bouchon proprement dit.
L'invention concerne également un bouchon destiné
à la fermeture d'un gainage d'un crayon de combustible nucléaire qui peut être fabriqué notamment suivant le procédé déterminé ci-dessus.
Selon l'invention,le bouchon comprend un bouchon auxiliaire s'appliquant à la partie centrale du côté du bouchon destiné à être dirigé vers l'intérieur du gainage.
Dans une forme de réalisation particulière de l'invention, le bouchon présente une chambre dans le milieu de son côté qui est destiné à être dirigé vers l'intérieur du gainage, cette chambre étant fermée par le bouchon auxiliaire.
Le bouchon auxiliaire présente de préférence la forrr.e d'une bille.
D'autres détails et particularités de l'invention ressortiront de la description de deux formes de réalisation d'un bouchon destiné à la fermeture d'un gainage et d'un pro-
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née ci-après à titre d'exemple non limitatif et avec référence aux dessins ci-annexés.
La figure 1 est une vue schématique en coupe verticale de la partie supérieure d'un crayon de combustible, nucléaire muni d'un bouchon félon l'invention. La figure 2 est une vue en coupe verticale d'un bouchon représenté 4 la figure 1 au cours de la mise en oeuvre d'un procédé selon l'invention. La figure 3 est une vue en coupe verticale d'un autre bouchon selon l'invention au cours de la mise en oeuvre d'un procédé selon l' invention.
Dans les différentes figures les mêmes numéros de référence désignent des éléments identiques.
La figure 1 montre comment l'extrémité d'un gainage
10 est fermée par un bouchon 1. Ce gainage 10 comprend le combustible nucléaire, par exemple en forme de pastilles non représentées. Une partie du bouchon 1 s'e trouve à l'intérieur du gainage 10 ; cette partie présente un diamètre extérieur correspondant au diamètre inférieur du gainage 10. Le bouchon 1 présente également une partie à diamètre extérieur correspondant au diamètre extérieur du gainage 10. Le bouchon présente ainsi un rebord faisant appui contre le bord du gainage
10. Une soudure 11 assure l'étanchéité entre le bouchon 1 et le gainage 10 le long de ce bord.
Du côté dirigé vers l'intérieur du gainage 10, donc du côté du combustible, le bouchon 1 présente un creux cylindrique 2, prolongé à l'intérieur du bouchon 1 par une chambre creuse 5.
La chambre creuse 5 est fermée, de la façon qui sera décrite ci-après, par une bille 6 formant bouchon auxiliaire. Cette bille est située dans le creux 2.
La bille 6 étant soudée le long du bord de la chambre
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pêchant que les gaz de fission s'échappent à travers une soufflure éventuelle se présentent suivant la partie centrale du bouchon 1 dans la direction axiale de ce dernier.
Pour former un tel bouchon, on usine d'abord, d'une manière connue en soi, le bouchon proprement dit 1 à partir d'une barre métallique pleine.
Lors de cet usinage, on pratique à une extrémité du bouchon cylindrique proprement dit 1 le creux cylindrique 2.
Ce creux cylindrique est destiné à faciliter la soudure du
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qui est destiné à être dirigé vers l'intérieur du gainage, comme on peut le remarquer à la figure 1. C'est donc le côté 4 du bouchon proprement dit 1 qui après montage se situe à l'extérieur du gainage. Dans le fond du creux 2, on pratique une chambre creuse 5. Cette chambre se situe donc dans le milieu de l'extrémité du bouchon destinée à être introduite dans le gainage. On ferme cette chambre creuse au moyen d'un bouchon auxiliaire 6 présentant la forme d'une bille. Ce bouchon auxiliaire est donc situé dans le creux cylindrique 2. On le soude contre le bord 7 de la chambre 5. La chambre 5
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bille 6 formant bouchon auxiliaire est de 3,17 mm.
Le diamètre du creux cylindrique 2 dépasse sensiblement celui de la bille.
On soude la bille 6 au bord 7 de la chambre creuse 5 par résistance. A cet effet, on fixe le bouchon proprement dit 1 dans l'électrode fixe 8 de l'appareil à souder. On transmet la force et le courant de soudage de l'électrode mobile de cet appareil à souder par une tige en molybdène 9. On applique de préférence un courant de 6.500 ampères d'une 1/2 période et la force initiale est de 800 Newton.
]Les soudures ainsi obtenus sont parfaitement étanches au spectromètre de masse à l'hélium. L'utilisation de la sou-
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"Stopper intended for closing a sheathing and manufacturing process of such a stopper".
The invention relates to a method of manufacturing a plug intended for closing a cladding of a nuclear fuel rod, according to which a plug is machined from a solid metal bar.
Bars used in manufacturing processes
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manufacturing process transforming the original ingot into an elongated bar, a small pocket of inclusions or vacuum in
the ingot can turn into a very elongated blowhole
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the machining of the caps can therefore have such blowholes; very elongated and very small in diameter. These blisters are very difficult to detect by non-destructive means. '' If such a defect passes entirely through the part of the bar used for the manufacture of the stopper, the latter is
leakage and fission gases can escape from the fuel rod, even if the connection weld between the plug and the cladding is: carried out correctly.
Since these faults are most often found in the center of the bar, we have already tried to remedy them.
by melting the central part of the plug by suitable means, for example by an electron beam or by arc welding under argon. However, this way of working often leads to cracks during the cooling of the liquid central part and in certain cases, for example in
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tee of the closure of a cladding of a nuclear fuel rod.
For this purpose, an auxiliary plug is welded against the
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inside the ga.inage.
In a particular embodiment of the invention, a hollow chamber is made in the middle of the side of the stopper intended to be directed towards the inside of the sheathing and the auxiliary stopper is welded against the edge of this chamber.
In an advantageous embodiment of the invention, the auxiliary plug is welded to the plug proper by a resistance welding process, the plug itself being mounted on the fixed electrode and the movable electrode pushing the auxiliary plug against. the cap itself.
The invention also relates to a plug for
on closing a cladding of a nuclear fuel rod which can be manufactured in particular according to the method determined above.
According to the invention, the stopper comprises an auxiliary stopper applying to the central part of the side of the stopper intended to be directed towards the inside of the sheathing.
In a particular embodiment of the invention, the plug has a chamber in the middle of its side which is intended to be directed towards the inside of the sheathing, this chamber being closed by the auxiliary plug.
The auxiliary plug preferably has the forrr.e of a ball.
Other details and features of the invention will emerge from the description of two embodiments of a stopper intended for closing a sheath and a protector.
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Born below by way of non-limiting example and with reference to the accompanying drawings.
Figure 1 is a schematic vertical sectional view of the upper part of a fuel rod, nuclear provided with a plug felon the invention. FIG. 2 is a view in vertical section of a stopper shown in FIG. 1 during the implementation of a method according to the invention. FIG. 3 is a vertical sectional view of another stopper according to the invention during the implementation of a method according to the invention.
In the various figures, the same reference numbers designate identical elements.
Figure 1 shows how the end of a duct
10 is closed by a plug 1. This cladding 10 comprises the nuclear fuel, for example in the form of pellets, not shown. Part of the plug 1 is located inside the sheath 10; this part has an outside diameter corresponding to the smaller diameter of the sheath 10. The stopper 1 also has a part with an outside diameter corresponding to the outside diameter of the sheath 10. The stopper thus has a rim bearing against the edge of the sheathing
10. A weld 11 seals between the plug 1 and the sheathing 10 along this edge.
On the side facing the interior of the cladding 10, therefore on the fuel side, the plug 1 has a cylindrical hollow 2, extended inside the plug 1 by a hollow chamber 5.
The hollow chamber 5 is closed, as will be described below, by a ball 6 forming an auxiliary plug. This ball is located in the hollow 2.
The ball 6 being welded along the edge of the chamber
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catching that the fission gases escape through a possible blowhole appear along the central part of the plug 1 in the axial direction of the latter.
To form such a plug, the actual plug 1 is first machined, in a manner known per se, from a solid metal bar.
During this machining, the cylindrical hollow 2 is made at one end of the cylindrical plug itself 1.
This cylindrical hollow is intended to facilitate the welding of the
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which is intended to be directed towards the inside of the sheathing, as can be seen in FIG. 1. It is therefore the side 4 of the actual plug 1 which, after assembly, is located outside the sheathing. In the bottom of the hollow 2, a hollow chamber 5 is formed. This chamber is therefore located in the middle of the end of the stopper intended to be introduced into the sheathing. This hollow chamber is closed by means of an auxiliary plug 6 having the shape of a ball. This auxiliary plug is therefore located in the cylindrical hollow 2. It is welded against the edge 7 of the chamber 5. The chamber 5
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ball 6 forming an auxiliary plug is 3.17 mm.
The diameter of the cylindrical hollow 2 substantially exceeds that of the ball.
The ball 6 is welded to the edge 7 of the hollow chamber 5 by resistance. For this purpose, the actual plug 1 is fixed in the fixed electrode 8 of the welding device. The force and the welding current of the mobile electrode of this welding device are transmitted by a molybdenum rod 9. A current of 6,500 amperes of a 1/2 period is preferably applied and the initial force is 800 Newton. .
] The welds thus obtained are perfectly airtight with the helium mass spectrometer. The use of the
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