<Desc/Clms Page number 1>
La Société dite : KRAFTWERK UNION AKTIENGESELLSCHAFT à Mülheim/Ruhr (République Fédérale d'Allemagne)
EMI1.1
¯8¯¯¯¯¯8¯¯¯8¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯8¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯8¯¯- ...................
"Elément combustible de réacteur nucléaire" ¯8¯8¯8¯¯¯¯¯8¯8¯¯¯¯¯8¯8¯8¯¯¯¯¯¯¯8¯¯¯8¯¯- ...................
C. I. : Demande de brevet de la République Fédérale d'Allemagne P 32 28 381.4 déposée le 29 juillet
1982.
<Desc/Clms Page number 2>
EMI2.1
Elément combustible de réacteur nucléaire.
L'invention se rapporte à un élément combustible de réacteur nucléaire comportant deux plaques de montage et, fixé sur celles-ci, un montant dont l'axe longitudinal traverse les deux plaques et qui, à son extrémité par laquelle il pénètre à travers une traversée aménagée dans l'une des deux plaques, porte extérieurement un élément de fixation radial et entre cet élément et son autre extrémité, une butée pour cette plaque.
Un tel élément combustible de réacteur nucléaire est connu par la demande de brevet allemand 27 03 885. Le montant de cet élément combustible connu présente à son extrémité par laquelle il s'engage dans la traversée pratiquée dans l'une des deux plaques une bague d'arrêt qui est munie, sur sa surface latérale externe, de deux becs de retenue radiaux diamétralement opposés et qui est placée sur l'extrémité du montant de façon à pouvoir tourner autour de l'axe longitudinal de ce dernier et sur laquelle elle est fixée au moyen d'un écrou de réglage serré à l'extrémité du montant. La traversée pratiquée dans la plaque et par laquelle passe l'extrémité du montant présente deux fentes radiales continues qui partent de la traversée et sont prévues pour les deux becs de retenue radiaux du montant.
Dans la traversée elle-même, une douille annulaire est disposée sur le montant et associée à la bague portant les becs de retenue, cette douille étant déplaçable également dans le sens longitudinal du montant et mobile en rotation autour de celui-ci. Sur sa surface latérale externe,
<Desc/Clms Page number 3>
cette douille comporte deux ergots diamétralement opposés qui s'engagent dans les deux fentes radiales de la traversée.
Dans la traversée, est en outre prévu un ressort hélicoïdal qui est placé sur le montant et agit par une extrémité sur la butée destinée à la plaque et, par son autre extrémité, sur la douille annulaire qu'il comprime contre la bague portant les becs de retenue. Ces becs de retenue présentent sur leur face inférieure des fentes d'encliquetage pour des saillies se trouvant sur la face supérieure des ergots de la douille annulaire.
On monte la plaque sur le montant en encliquetant tout d'abord les becs de retenue avec les ergots de la douille annulaire. On engage ensuite l'extrémité, comportant les becs de retenue, du montant, dans la traversée de la plaque, avec les becs de retenue et les ergots de la douille annulaire se trouvant dans les fentes radiales de la traversée. Après cela, on tourne la bague avec les becs de retenue autour de l'axe longitudinal du montant de façon que les becs de retenue se libèrent des ergots de la douille annulaire et viennent finalement s'encliqueter derrière la plaque. Par une manoeuvre inverse, on peut à nouveau détacher le montant de la plaque.
De cette façon, par exemple aux fins de réparations, de remplacement ou d'inspection, on peut extraire de l'élément combustible ou y introduire les barreaux contenant le combustible nucléaire, ces barreaux étant disposés parallèlement au montant entre les deux plaques et étant à chaque fois guidés dans une maille de grilles d'espacement.
Comme un élément combustible irradié dans un réacteur nucléaire doit être disposé sous l'eau pour l'extraction et la mise en place des barreaux combustibles et que toute opération sur cet élément combustible disposé sous l'eau ne peut être effectuée qu'avec des outils télécommandés en raison du rayonnement radioactif qu'il émet, l'invention a pour objet de supprimer sur les montants de l'élément
<Desc/Clms Page number 4>
combustible toutes les pièces rotatives devant être manipulées an moyen d'outils de montage.
Ce résultat est atteint avec un élément combustible de réacteur nucléaire du type précité qui est caractérisé selon l'invention par le fait que l'élément de fixation radial est un élément élastique déployé dans le sens radial.
Un tel élément élastique déployé dans le sens radial n'a pas besoin d'être tourné lors du montage de la plaque car le raccordement entre cette dernière et le montant s'effectue par simple encliquetage de l'élément élastique se déployant derrière la plaque.
Il est avantageux que l'élément de fixation soit réalisé sous la forme d'une languette élastique qui, disposée dans le sens longitudinal du montant, n'est appliquée sur celui-ci que par une extrémité et, par son autre extrémité libre tournée vers la butée, s'écarte radialement du montant et, par cette extrémité libre, vient s'accrocher derrière la plaque.
En venant s'accrocher derrière la plaque, une telle languette élastique peut assurer un raccordement par encliquetage particulièrement stable et solide entre le montant et la plaque.
L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description d'un mode de réalisation pris comme exemple, mais non limitatif, et illustré parle dessin annexé, sur lequel : la figure l est une vue latérale représentant très schématiquement un élément combustible pour un réacteur nucléaire à eau sous pression ; la figure 2 représente en coupe longitudinale l'extrémité d'un montant et un détail de l'une des deux plaques et de l'élément combustible selon la figure 1 ; la figure 3 est une vue en plan des parties de l'élément combustible représentées sur la figure 2 ; les figures 4 à 6 représentent en vue latérale et en plan des détails des figures 2 et 3 ;
<Desc/Clms Page number 5>
la figure 7 représente en coupe longitudinale partielle une vue latérale de l'extrémité en phrase, dé. démontage du montant représenté sur les figures 2 et 3.
L'élément combustible selon la figure l est destiné à un réacteur nucléaire à eau sous pression et comporte deux plaques de montage 2 et 3 en métal. On peut voir en outre deux montants 4 et 5 en métal dont les axes longitudinaux traversent sous un angle de 90 les deux plaques 2 et 3 disposées parallèlement l'une à l'autre et sur lesquelles sont respectivement fixées les extrémités des deux montants 4 et 5. Chacun de ces montants 4 et 5 passe à travers une maille de grilles d'écartement en métal qui, vues dans le sens longitudinal des montants 4 et 5, se situent entre les deux plaques 2 et 3 et dont seulement deux grilles 6 et 7 sont représentées sur la figure 1.
A travers d'autres mailles des grilles d'écartement 6 et 7 passe à chaque fois un barreau combustible 8 qui se compose pour l'essentiel d'une gaine remplie de combustible nucléaire et fermée de façon étanche au gaz à ses deux extrémités. Les barreaux combustibles 8 ne sont fixés à aucune des deux plaques 2 et 3 et, entre ces deux plaques 2 et 3, présentent un certain jeu dans leur sens longitudinal de telle sorte qu'ils peuvent se dilater librement dans le sens axial, c'est-à-dire dans le sens longitudinal de l'élément combustible du réacteur nucléaire.
A son extrémité supérieure, le montant 4, par exemple représenté sur les figures 2 et 3, de l'élément combustible selon la figure l, comporte sur sa surface latérale externe quatre éléments de fixation réalisés sous la forme de languettes élastiques 10. Ces languettes élastiques 10 sont appliquées par une extrémité 10a sur le montant 4. Leurs
EMI5.1
autres extrémités libres lOb sont tournées vers une butée lla qui est destinée à la plaque 2 et qui est également appliquée extérieurement sur la surface latérale du montant 4. Cette butée lla, vue dans le sens longitudinal du montant
<Desc/Clms Page number 6>
4, est placée entre les languettes élastiques. lO et l'autre extrémité, non représentée sur la figure 2, du montant 4.
Les languettes, élastiques 10 sont disposées dans le sens longitudinal du montant 4. Leurs extrémités libres lOb tournées vers la butée lla se trouvent toutes dans un même plan de coupe transversale par rapport au montant 4.
Pour l'extrémité du montant 4, on prévoit dans la plaque 2 une traversée 12 dans laquelle un épaulement 13 est aménagé sur la face inférieure de la plaque 2. Les extrémités libres des languettes élastiques lOb viennent s'accrocher derrière cet épaulement 13 de la plaque 2 reposant sur la butée lla.
Comme illustré sur la figure 5, les languettes élastiques 10 sont réalisées par exemple par découpage sur un manchon 14 en métal. Ce manchon 14 présente avantageusement une fente longitudinale continue 15 et un évidement 16 pour la fixation en rotation sur le montant 4. Sur le montant 4, ce manchon 14, vu dans le sens longitudinal du montant 4, est installé entre une douille d'arrêt 17 en métal et une douille d'appui 11 également en métal et est maintenu sans possibilité de déplacement dans le sens longitudinal du montant 4. La douille d'arrêt 17 qui, vue dans le sens longitudinal du montant 4, se trouve entre le manchon 14 et l'extrémité du montant 4, est représentée sur la figure 4.
La douille d'appui 11 sur laquelle est formée la butée lla, faisant saillie vers l'extérieur, et la douille d'arrêt 17, sont avantageusement fixées par soudure par points sur le montant 4. Une languette axiale non représentée sur la douille d'appui 11 comportant la butée lla pénètre dans l'évidement 16 du manchon 14 et assure ce dernier contre toute possibilité de rotation autour de l'axe longitudinal du montant 4.
La fente longitudinale 15 que l'on peut voir sur les figures 5 et 6 et qui va d'une extrémité à l'autre du manchon 14 confère à ce dernier dans le sens périphérique
<Desc/Clms Page number 7>
du montant 4 une caractéristique élastique qui est avantageuse pour éviter la corrosion par frottement entre le montant 4 et le manchon 14.
Pour monter la plaque 2, on enfile simplement celleci par ses traversées 12 sur les montants 4 et 5 jusqu'à ce que, dans le cas du montant 4, elle vienne s'appliquer sur la butée lla réalisée sur la douille d'appui 11. Par leurs extrémités libres lOb, les languettes élastiques 10 sont tout d'abord comprimées vers l'intérieur par l'épaulement 13 de la traversée 12, jusqu'à ce que, après franchissement de celui-ci, elles puissent se détendre à nouveau radialement vers l'extérieur en se déployant élastiquement. Les extrémités déployées lOb prennent appui derrière l'épaulement 13 et, vues dans le sens longitudinal du montant 4, maintiennent ainsi la plaque 2 sans jeu entre la butée lla et les languettes élastiques 10 en l'assurant contre toute possibilité de se desserrer en cas d'oscillations.
Les efforts dus au poids se produisant pendant le transport de l'élément combustible sont sensiblement parallèles au sens longitudinal des montants 4 et 5 et, dans le cas du montant 4, sont transmis par les languettes élastiques 10 sur la douille d'arrêt 17 à l'extrémité supérieure de ce montant 4. Les efforts de compression se produisant dans le sens longitudinal de l'élément combustible pendant le fonctionnement du réacteur nucléaire, sont par contre, dans le cas du montant 4, absorbés par la butée lla.
Il est avantageux que les extrémités libres lOb des éléments de fixation réalisés sous la forme de languettes élastiques 10 se trouvent à l'intérieur de la traversée 12 de la plaque 2 et soient appliquées contre la plaque 2 sur l'épaulement 13 réalisé à l'intérieur de la traversée sur la face inférieure de cette plaque 2, car la paroi interne de cette traversée 12 empêche alors que les languet-
<Desc/Clms Page number 8>
tes élastiques 10 ne s'écartent trop largement et se déforment sous l'effet de l'effort du au poids.
Tout jeu existant, entre les montants, 4 et 5 et la plaque 2 dans le sens longitudinal des montants 4 et 5, et pouvant éventuellement être nécessaire pour la fabrication et le montage peut, le cas échéant, être compensé par une rondelle de calage non représentée qui, dans le cas du montant 4, est disposée, vue dans le sens longitudinal des montants 4 et 5, entre la butée lia réalisée sur la douille d'appui 11 et la plaque 2.
Comme illustré sur la figure 7, pour démonter la plaque, on utilise, dans le cas du montant 4, une douille de montage 22 fixée à un outil de préhension 21 représenté schématiquement et on l'enfile coaxialement sur l'extrémité supérieure du montant passant par la traversée 12 de la plaque 2 et on l'enfonce dans cette traversée 12 à peu près jusqu'à l'épaulement 13. Les extrémités libres déployées lOb des éléments de fixation réalisés sous la forme de languettes élastiques 10 se trouvent ainsi resserrées radialement contre la surface latérale externe du montant 4 et on peut alors, sans être gêné par des languettes élastiques 10, extraire la plaque en la dégageant des extrémités supérieures des montants 4 et 5.
On peut en plus utiliser aussi des douilles de montage correspondant à la douille de montage 22 si la plaque 2 est montée sur les extrémités supérieures des montants 4 et 5. L'emploi d'une telle douille de montage est en outre avantageux lorsque, après le démontage de la plaque 2, on veut tirer directement un barreau rempli de combustible nucléaire et situé par exemple près du montant 4, et que pour cette opération, on serait gêné par les languettes élastiques déployées.
Comme le montage et le démontage de la plaque 2 sur les montants 4 et 5 s'effectuent sans aucun mouvement de rotation, on peut utiliser des outils de montage rela-
<Desc/Clms Page number 9>
tivement peu compliqués. Il est par conséquent aussi possible de démonter et de monter sur cep montants 4 et 5 une plaque 2 se trouvant à l'extrémité inférieure d'un élément combustible d'un réacteur nucléaire, et ce sans qu'il soit nécessaire de faire pivoter l'élément combustible de 1800 autour d'un axe transversal.
<Desc / Clms Page number 1>
The so-called Company: KRAFTWERK UNION AKTIENGESELLSCHAFT in Mülheim / Ruhr (Federal Republic of Germany)
EMI1.1
¯8¯¯¯¯¯8¯¯¯8¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯8¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯8¯¯- ........... ........
"Fuel element of a nuclear reactor" ¯8¯8¯8¯¯¯¯¯8¯8¯¯¯¯¯8¯8¯8¯¯¯¯¯¯¯8¯¯¯88¯¯- .... ...............
C. I.: Patent application of the Federal Republic of Germany P 32 28 381.4 filed on July 29
1982.
<Desc / Clms Page number 2>
EMI2.1
Fuel element of nuclear reactor.
The invention relates to a fuel element of a nuclear reactor comprising two mounting plates and, fixed on these, an upright whose longitudinal axis crosses the two plates and which, at its end by which it penetrates through a bushing fitted in one of the two plates, externally carries a radial fixing element and between this element and its other end, a stop for this plate.
Such a fuel element of a nuclear reactor is known from German patent application 27 03 885. The amount of this known fuel element has at its end by which it engages in the passage made in one of the two plates a ring of '' stop which is provided, on its external lateral surface, with two diametrically opposite radial retaining spouts and which is placed on the end of the upright so as to be able to rotate around the longitudinal axis of the latter and on which it is fixed by means of an adjusting nut tightened at the end of the upright. The crossing made in the plate and through which the end of the upright passes has two continuous radial slots which start from the crossing and are provided for the two radial retaining spouts of the upright.
In the crossing itself, an annular bushing is placed on the upright and associated with the ring carrying the retaining spouts, this bushing also being displaceable in the longitudinal direction of the upright and movable in rotation around it. On its external lateral surface,
<Desc / Clms Page number 3>
this socket has two diametrically opposite lugs which engage in the two radial slots of the bushing.
In the crossing, a helical spring is also provided which is placed on the upright and acts by one end on the stop intended for the plate and, by its other end, on the annular sleeve which it compresses against the ring carrying the spouts of restraint. These retaining spouts have on their lower face snap slots for projections located on the upper face of the lugs of the annular sleeve.
The plate is mounted on the upright by first snapping the retaining spouts with the lugs of the annular socket. The end is then engaged, comprising the retaining spouts, of the upright, in the crossing of the plate, with the retaining spouts and the lugs of the annular sleeve being in the radial slots of the crossing. After that, the ring is turned with the retaining spouts around the longitudinal axis of the upright so that the retaining spouts are released from the pins of the annular bushing and finally snap behind the plate. By a reverse operation, the upright can again be detached from the plate.
In this way, for example for repair, replacement or inspection purposes, it is possible to extract from the fuel element or introduce therein the bars containing the nuclear fuel, these bars being arranged parallel to the upright between the two plates and being at each time guided in a mesh of spacing grids.
As a fuel element irradiated in a nuclear reactor must be placed underwater for the extraction and placement of fuel rods and that any operation on this combustible element placed under water can only be carried out with tools remotely controlled due to the radioactive radiation it emits, the object of the invention is to remove from the uprights of the element
<Desc / Clms Page number 4>
fuel all rotating parts to be handled using assembly tools.
This result is achieved with a fuel element of a nuclear reactor of the aforementioned type which is characterized according to the invention in that the radial fixing element is an elastic element deployed in the radial direction.
Such an elastic element deployed in the radial direction does not need to be rotated during assembly of the plate because the connection between the latter and the upright is effected by simple snap-fastening of the elastic element deploying behind the plate.
It is advantageous that the fastening element is produced in the form of an elastic tongue which, arranged in the longitudinal direction of the upright, is applied to it only by one end and, by its other free end facing towards the stop deviates radially from the upright and, by this free end, comes to hang behind the plate.
Coming to hang behind the plate, such an elastic tongue can ensure a particularly stable and solid snap connection between the upright and the plate.
The invention will be better understood using the description of an embodiment taken as an example, but not limiting, and illustrated by the appended drawing, in which: FIG. 1 is a side view very schematically representing a fuel element for a pressurized water nuclear reactor; 2 shows in longitudinal section the end of an upright and a detail of one of the two plates and the fuel element according to Figure 1; Figure 3 is a plan view of the parts of the fuel element shown in Figure 2; Figures 4 to 6 show in side and plan view details of Figures 2 and 3;
<Desc / Clms Page number 5>
Figure 7 shows in partial longitudinal section a side view of the end in sentence, die. dismantling the upright shown in Figures 2 and 3.
The fuel element according to FIG. 1 is intended for a pressurized water nuclear reactor and comprises two metal mounting plates 2 and 3. We can also see two uprights 4 and 5 of metal whose longitudinal axes cross at an angle of 90 the two plates 2 and 3 arranged parallel to each other and on which are respectively fixed the ends of the two uprights 4 and 5. Each of these uprights 4 and 5 passes through a mesh of metal spacer grids which, seen in the longitudinal direction of the uprights 4 and 5, are located between the two plates 2 and 3 and of which only two grids 6 and 7 are shown in FIG. 1.
Through other meshes of the spacing grids 6 and 7 passes each time a fuel rod 8 which consists essentially of a sheath filled with nuclear fuel and closed in a gas-tight manner at its two ends. The fuel rods 8 are not fixed to any of the two plates 2 and 3 and, between these two plates 2 and 3, have a certain play in their longitudinal direction so that they can expand freely in the axial direction, it that is to say in the longitudinal direction of the fuel element of the nuclear reactor.
At its upper end, the upright 4, for example shown in FIGS. 2 and 3, of the fuel element according to FIG. 1, has on its external lateral surface four fixing elements produced in the form of elastic tongues 10. These tongues elastic 10 are applied by one end 10a to the upright 4. Their
EMI5.1
other free ends lOb are turned towards a stop lla which is intended for the plate 2 and which is also applied externally to the lateral surface of the upright 4. This stop lla, seen in the longitudinal direction of the upright
<Desc / Clms Page number 6>
4, is placed between the elastic tabs. 10 and the other end, not shown in FIG. 2, of the upright 4.
The elastic tongues 10 are arranged in the longitudinal direction of the upright 4. Their free ends 10b turned towards the stop 11a are all in the same plane of transverse section relative to the upright 4.
For the end of the upright 4, there is provided in the plate 2 a passage 12 in which a shoulder 13 is arranged on the underside of the plate 2. The free ends of the elastic tabs lOb are hooked behind this shoulder 13 of the plate 2 resting on the stopper lla.
As illustrated in FIG. 5, the elastic tongues 10 are produced for example by cutting out a sleeve 14 made of metal. This sleeve 14 advantageously has a continuous longitudinal slot 15 and a recess 16 for fixing in rotation on the upright 4. On the upright 4, this sleeve 14, seen in the longitudinal direction of the upright 4, is installed between a stop sleeve 17 made of metal and a support sleeve 11 also made of metal and is held without the possibility of displacement in the longitudinal direction of the upright 4. The stop sleeve 17 which, seen in the longitudinal direction of the upright 4, is located between the sleeve 14 and the end of the upright 4, is shown in FIG. 4.
The support sleeve 11 on which the stopper 11a is formed, projecting outwards, and the stop sleeve 17, are advantageously fixed by spot welding on the upright 4. An axial tab not shown on the sleeve d support 11 comprising the stop lla penetrates into the recess 16 of the sleeve 14 and ensures the latter against any possibility of rotation about the longitudinal axis of the upright 4.
The longitudinal slot 15 which can be seen in FIGS. 5 and 6 and which goes from one end to the other of the sleeve 14 gives the latter in the peripheral direction
<Desc / Clms Page number 7>
of the upright 4 an elastic characteristic which is advantageous for preventing corrosion by friction between the upright 4 and the sleeve 14.
To mount the plate 2, it is simply threaded through its crossings 12 on the uprights 4 and 5 until, in the case of the upright 4, it comes to apply on the stopper lla produced on the support sleeve 11 By their free ends 10b, the elastic tongues 10 are first of all compressed inwards by the shoulder 13 of the bushing 12, until, after crossing it, they can relax again radially outward by expanding elastically. The deployed ends 10b are supported behind the shoulder 13 and, seen in the longitudinal direction of the upright 4, thus keep the plate 2 without play between the stopper 11a and the elastic tongues 10 by ensuring it against any possibility of loosening in the event oscillations.
The forces due to the weight occurring during the transport of the fuel element are substantially parallel to the longitudinal direction of the uprights 4 and 5 and, in the case of the upright 4, are transmitted by the elastic tongues 10 on the stop sleeve 17 to the upper end of this upright 4. The compression forces occurring in the longitudinal direction of the fuel element during the operation of the nuclear reactor, on the other hand, in the case of the upright 4, are absorbed by the stopper 11a.
It is advantageous that the free ends 10b of the fastening elements produced in the form of elastic tongues 10 are located inside the bushing 12 of the plate 2 and are applied against the plate 2 on the shoulder 13 produced at the inside of the bushing on the underside of this plate 2, because the internal wall of this bushing 12 then prevents the tongues
<Desc / Clms Page number 8>
your elastics 10 do not deviate too widely and deform under the effect of the effort due to the weight.
Any play existing between the uprights 4 and 5 and the plate 2 in the longitudinal direction of the uprights 4 and 5, and which may possibly be necessary for manufacturing and mounting can, if necessary, be compensated by a non-wedging washer. shown which, in the case of the upright 4, is arranged, seen in the longitudinal direction of the uprights 4 and 5, between the stopper 11a produced on the support sleeve 11 and the plate 2.
As illustrated in FIG. 7, in order to dismantle the plate, use is made, in the case of the upright 4, of a mounting bush 22 fixed to a gripping tool 21 shown diagrammatically and it is threaded coaxially on the upper end of the passing upright through the passage 12 of the plate 2 and it is pushed into this passage 12 approximately up to the shoulder 13. The free deployed ends lOb of the fastening elements produced in the form of elastic tongues 10 are thus tightened radially against the external lateral surface of the upright 4 and it is then possible, without being hampered by elastic tabs 10, to extract the plate by releasing it from the upper ends of the uprights 4 and 5.
It is also possible to use mounting sockets corresponding to the mounting socket 22 if the plate 2 is mounted on the upper ends of the uprights 4 and 5. The use of such a mounting socket is also advantageous when, after disassembly of the plate 2, we want to directly pull a bar filled with nuclear fuel and located for example near the amount 4, and that for this operation, we would be hampered by the elastic tabs deployed.
As the mounting and dismounting of the plate 2 on the uprights 4 and 5 is carried out without any rotational movement, it is possible to use relative mounting tools
<Desc / Clms Page number 9>
uncomplicated. It is therefore also possible to dismantle and mount on this uprights 4 and 5 a plate 2 located at the lower end of a fuel element of a nuclear reactor, and this without having to rotate the fuel element from 1800 around a transverse axis.