CH483695A - Entretoise d'un élément de combustible nucléaire formé de crayons cylindriques - Google Patents

Description

  Entretoise d'un élément de combustible nucléaire formé de crayons     cylindriques       L'invention a pour objet une entretoise d'un  élément de combustible nucléaire notamment d'un  élément de combustible nucléaire en grappe, formé de  crayons cylindriques, en matériau combustible gaine de  rayon r, maintenus parallèlement les uns aux autres  aux noeuds d'un réseau     triangulaire    de pas p.  



  Dans la plupart des éléments de combustible en  grappe proposés jusqu'à ce jour, les entretoises étaient  réalisées par usinage     dans    la masse: étant donné les  tolérances à respecter, ce procédé d'exécution conduit  à un coût très élevé.  



  L'invention vis à la conception d'une entretoise  répondant, mieux que celles antérieurement proposées,  aux exigences de la pratique, notamment en ce qu'elle  est d'une exécution simple et peu coûteuse et en ce       qu'elle    conduit à des pertes de charge modérées du  réfrigérant.  



  Dans ce but, l'entretoise selon l'invention com  prend une série de bagues, identiques, imbriquées et  fixées les unes aux autres, de rayon R = p - r, dont les  axes occupent des sommets du réseau des crayons et  dont les parois externes sont en appui sur les crayons.  



  La description qui suit se rapporte à une forme  d'exécution de l'objet de l'invention, donnée à titre  d'exemple, et représentée au dessin annexé.  



  La     fig.    1 est une vue de dessus d'une fraction de  cette forme d'exécution.  



  La     fig.2    montre en perspective l'une des bagues  constitutives de l'entretoise de la     fig.1.     



  L'entretoise 8 montrée en     fig.1    est destinée à être  utilisée dans un élément de combustible en grappe de  constitution générale classique, comportant une grille  de support à laquelle sont fixés les crayons par une de  leurs extrémités. De tels éléments combustibles sont  évoqués dans de nombreux documents antérieurs de  sorte qu'il n'est pas     nécessaire    d'en donner une des  cription d'ensemble. La grille est prévue pour main  tenir les axes des crayons, de rayon r, suivant un  réseau triangulaire de pas p. Seul le contour de ces  crayons est délimité schématiquement en traits     mixtes       sur la     fig.1,    à l'exception du crayon central 10 repré  senté en coupe.

   Tous ces crayons sont constitués par  exemple par un empilement de pastilles d'oxyde d'ura  nium enrichi, enfermé dans une gaine 12 en acier  inoxydable de faible épaisseur, en alliage de zirconium  ou même en béryllium.  



  La partie centrale de l'entretoise 8 est constituée  par une série de bagues de même diamètre s'entrecroi  sant les unes les autres. Ces bagues, par exemple la  bague 14 représentée isolément en     fig.2,    sont en un  matériau à faible section de capture neutronique  (alliage à base de zirconium par exemple) et de faible  épaisseur, inférieure au millimètre dans la     plupart    des  cas. Ces bagues sont disposées de façon que leurs axes  occupent les noeuds d'un réseau hexagonal régulier  (correspondant à deux sur trois des noeuds du réseau  des crayons).  



  Le pas p du réseau et le rayon r des crayons 10  étant fixés, le rayon R à donner aux bagues pour  qu'elles épaulent les crayons se trouve déterminé. Si  l'on ne tient pas compte de l'épaisseur des bagues, leur  rayon R doit être égal à la différence     (p    - r), entre le  pas du réseau et le rayon des crayons à     maintenir.     



  Dans la forme     d'exécution    représentée en     fig.    1 et  2, toutes les bagues sont de même hauteur et     l'encas-          trement    de ces bagues les unes dans les autres est     réa-          lisé    en prévoyant le long des génératrices d'intersection  des fentes 16     (fig.    2) s'étendant sur la moitié de la hau  teur de la bague: Une fois les bagues     emboitées    les  unes dans les autres, elles se trouvent toutes au même  niveau et peuvent être fixées, par exemple par sou  dage.  



  Une variante de la réalisation montrée en     fig.1     consiste à prévoir une bague en chacun des sommets  du réseau triangulaire des crayons: en fait, le gain en  rigidité ne justifie généralement pas la complication.  



  Si les bagues permettent à elles seules de maintenir  les crayons placés dans la partie centrale de la grappe  en leur offrant un appui suivant au moins trois généra  trices à 120 , tel n'est pas le cas pour les crayons laté-           raux,    soit qu'ils ne portent sur les bagues que par une  ou deux génératrices (crayon 10' de la     fig.1    par  exemple), soit que les génératrices de contact soient  toutes du même côté d'un plan diamétral     (crayon        1(1"     par exemple).

   Des organes supplémentaires doivent  être prévus et comprennent dans la forme d'exécution  représentée:  - une bande hexagonale de cerclage 18, entourant  les bagues, prenant appui sur les bagues     externes    et  fixée à celles-ci;  - un premier jeu d'anneaux 20, avantageusement  de même hauteur que les bagues, qui complètent le  maintien des crayons 10" qui     portent    déjà sur quatre  bagues, toutes placées du même côté d'un plan diamé  tral du crayon;  - un second jeu d'anneaux 22     fixés    sur la face  interne des bagues latérales elles-mêmes: ces anneaux,  également de faible épaisseur, ont un rayon qui, si l'on.  ne tient pas compte des     épaisseurs,    est égal à R - r.  



  La bande 18 et les anneaux 20 et 22 sont fixés par  des moyens quelconques, en     général    par soudage sui  vant les génératrices de contact: la fabrication de l'en  tretoise est ainsi très simple.  



  Les bagues et les anneaux peuvent être obtenus par  tronçonnage de tubes réalisés par filage, puis par  découpage d'encoches à la fraise-scie en ce qui  concerne les bagues. L'assemblage et le soudage ne  présentent évidemment aucune difficulté.  



  On peut penser qu'il serait possible d'utiliser non  des bagues complètes mais une fraction     ouverte    de  celles-ci car il suffit évidemment de maintenir les  crayons le long de trois génératrices ne. laissant pas  libre entre deux d'entre elles un dièdre supérieur à  180 , alors. que certains crayons sont retenus le long  de six génératrices en fi-. 1. Par exemple on pourrait  penser supprimer sur la bague 14, ainsi que sur deux  autres bagues portant sur le crayon 10"'     (fig.    1), la  fraction comprise entre les trois bagues restantes: en  fait, cette solution est à éviter car la rigidité de l'entre  toise     disparaitrait.     



  La description qui précède fait apparaître les avan  tages de l'entretoise décrite: chaque crayon est main-    tenu suivant trois génératrices à 120  au moins, l'en  semble de l'entretoise présente, pour une quantité de  matière relativement faible, une rigidité et une stabilité  satisfaisantes. Les     profilés    à     partir    desquels sont réa  lisés les bagues et les anneaux sont d'un prix de  revient peu élevé. L'assemblage de l'entretoise est  extrêmement simple. Enfin les     pertes    de charge qu'elle       impose    au courant de gaz réfrigérant traversant  l'élément combustible est relativement faible.

Claims (1)

1. REVENDICATION Entretoise d'un élément de combustible nucléaire formé de crayons cylindriques, en matériau combus tible gainé de rayon r, maintenus parallèlement les uns aux autres aux noeuds d'un réseau triangulaire de pas p, caractérisée en ce qu'elle comprend une série de bagues identiques imbriquées les unes dans les autres et fixées les unes aux autres, de rayon R = p- r, dont les axes occupent des sommets du réseau des crayons et dont les parois externes sont en appui sur les crayons. SOUS-REVENDICATIONS 1.

   Entretoise suivant la revendication, caractérisée en ce que les bagues sont toutes de même hauteur et présentent, selon leurs lignes d'intersection, des entailles d'encastrement ménagées sur la moitié de leur hauteur. 2. Entretoise suivant la revendication ou la sous- revendication 1, caractérisée en ce que le pourtour de l'entretoise est constitué par une bande portant sur les bagues extérieures: 3.

   Entretoise suivant la sous-revendication 2, caractérisée en ce que des anneaux de rayon R-r, et d'épaisseur faible par rapport à leur rayon sont fixés à ladite bande et aux bagues extérieures pour maintenir les crayons latéraux. 4. Entretoise suivant la sous-revendication 3, caractérisée en ce que le nombre de bagues et d'an neaux est tel que chacun des crayons soit maintenu au moins le long de trois génératrices, à 120 .