FR2574214A1 - Appareil perfectionne pour appliquer un bouchon d'extremite a une extremite d'une gaine de barre de combustible nucleaire - Google Patents

Abstract

L'APPAREIL SELON LA PRESENTE INVENTION COMPREND UN CORPS 76 COMPORTANT DES EXTREMITES D'ENTREE ET DE SORTIE ESPACEES 98, 100 ADAPTEES POUR RECEVOIR LE BOUCHON D'EXTREMITE 26 ET L'EXTREMITE DE GAINE 42 RESPECTIVEMENT; UN MOYEN DE GUIDAGE 78 DISPOSE DANS LE CORPS ET DEFINISSANT UN CANAL DE GUIDAGE INTERNE 108 ALIGNE AXIALEMENT AVEC LES EXTREMITES D'ENTREE ET DE SORTIE DU CORPS; ET UN PISTON 80 POUR POUSSER LE BOUCHON D'EXTREMITE DE LADITE EXTREMITE D'ENTREE A TRAVERS LE CANAL DE GUIDAGE ET POUR L'APPLIQUER A L'EXTREMITE DE LA GAINE A LADITE EXTREMITE DE SORTIE. LE MOYEN DE GUIDAGE, QUI PEUT SE PRESENTER SOUS LA FORME D'UN MANCHON DEFORMABLE, D'UNE SERIE DE PATINS MONTES RADIALEMENT ET POUSSES VERS L'INTERIEUR OU D'UNE SERIE DE ROULEAUX PARALLELES POUSSES VERS L'INTERIEUR, DEFINIT LE CANAL DE GUIDAGE, DE TELLE SORTE QUE CELUI-CI AIT UN DIAMETRE PLUS PETIT QUE LE BOUCHON D'EXTREMITE, AFIN QUE LORSQUE CE DERNIER EST POUSSE A TRAVERS LE CANAL DE GUIDAGE, LE MOYEN DE GUIDAGE SUBIT UNE EXPANSION ELASTIQUE DE MANIERE A EPOUSER LA SURFACE EXTERIEURE DU BOUCHON D'EXTREMITE, EN MAINTENANT AINSI UN CONTACT DE GUIDAGE AVEC CE DERNIER PENDANT QU'IL EST DEPLACE DANS LE CANAL DE GUIDAGE.

Description

257421i Appareil perfectionné pour appliquer un bouchon d'extrémité à une

extrémité d'une gaine de barre de

combustible nucléaire.

La présente invention concerne, d'une façon générale, la fabrication des barres de combustible nucléaire et elle a trait, plus particulièrement, à un appareil pour appliquer des bouchons d'extrémité

aux gaines de barres de combustible.

Les éléments combustibles, ou barres, pour des réacteurs nucléaires, enferment habituellement la matière fissile dans des gaines ou tubes à paroi mince qui servent de support au combustible nucléaire pendant le fonctionnement du réacteur. Le combustible nucléaire, habituellement sous la forme de pastilles cylindriques de dioxyde d'uranium enrichi, doit être isolé de l'environnement entourant les tubes pour empêcher un contact et des réactions chimiques entre le combustible et les autres matières, tellesque

l'eau dans un réacteur à eau pressurisée. Ordinai-

rement, on enferme donc hermétiquement le combustible

nucléaire dans chaque gaine à paroi mince en utili-

sant une paire d'éléments de fermeture ou bouchons

d'extrémité opposés.

Il est important crue les bouchons d'extrémité eux-mêmes soient imperméables et solides du point de vue mécanique pour retenir les produits fissibles. Il est également important que la liaison mécanique de chaque bouchon d'extrémité avec une extrémité de chaque gaine soit exempte de défauts, tels que des discontinuités, des fissures et des déformations

de gaines qui pourraient finalement entraîner des fuites.

Les présents procédés d'application de bouchons d'extrémité ont recours à des guides s'ajustant étroitement pour aligner les bouchons avec le tube. En raison des tolérances de fabrication, le jeu nécessaire entre le bouchon et le guide permet parfois au bouchon de s'incliner vers le haut ou vers le bas, ce qui entraîne une action de raclage sur l'extérieur du bouchon quand le bouchon est poussé pour être mis en place. Ensuite, quand la liaison ou assemblage est achevé, par exemple par soudage du bouchon à la gaine, il se produit habituellement des soudures défectueuses aui entraînent des fuites en raison des discontinuités au'engendre, dans le joint ou liaison soudé, cette action de raclage. De plus, il est fréquent que le bouchon ne porte pas convenablement contre son siège, ce qui augmente le risque de fuites. En outre, il arrive que des fragments soient arrachés du bouchon lorsaue l'on enfonce à force le bouchon dans la gaine, ces fragments non seulement endommageant le bouchon d'extrémité mais entraînant un dépôt d'éléments

étrangers dans la barre de combustible.

L'objet principal de la présente invention est de fournir une technique perfectionnée pour appliquer un bouchon d'extrémité à l'extrémité tubulaire d'une barre de combustible, cette technique permettant les légères variations qui apparaissent dans les dimensions des pièces à assembler en raison des tolérances de fabrication inévitables et augmentant de ce fait la résistance des barres de combustible aux fuites et aux ruptures. La présente invention fournit plusieurs modes de réalisation d'un appareil perfectionné pour appliquer un bouchon d'extrémité à l'extrémité d'une gaine de

barre de combustible d'une manière conçue pour satis-

faire les besoins mentionnés précédemment. Dans chacque mode de réalisation, un contact intime est maintenu avec le bouchon d'extrémité par un moyen de guidage qui épouse la forme du bouchon, ce qui fait que le bouchon d'extrémité est guidé fermement jusqu'à ce qu'il pénètre dans l'extrémité de la gaine. Le maintien d'un contact continu entre le moyen de guidage et le bouchon d'extrémité empêche le bouchon d'extrémité d'être propulsé vers l'avant et de perdre le contact avec l'élément de poussée ou piston utilisé pour déplacer ce bouchon à travers le moyen de guidage et l'introduire dans l'extrémité de la gaine. Il en résulte que le bouchon d'extrémité ne peut pas s'incliner vers le haut et vers le bas, c'est-à-dire basculer, à l'intérieur du moyen de guidage avec pour conséquence qu'il ne rencontrerait pas de façon

franche l'extrémité de la gaine.

La présente invention réside donc en un appareil pour appliquer un bouchon d'extrémité à une extrémité de gaine d'une barre de combustible nucléaire, d'une manière tellequ'entre le bouchon d'extrémité et

l'extrémité de la gaine, s'établit un contact d'em-

boîtement & frottement serré facilitant, entre ce bouchon et cette extrémité de gaine la formation d'une liaison qui ferme hermétiquement la barre de combustible, cet appareil comprenant: (a) un corps comportant des extrémités d'entrée et de sortie espacées, l'extrémité d'entrée étant adaptée pour recevoir le bouchon d'extrémité et l'extrémité de sortie étant adaptée pour recevoir l'extrémité de la gaine à laquelle doit être appliqué le bouchon; (b) un moyen de guidage disposé dans le corps et comportant des parties de surface intérieure définissant un canal de guidage intérieur qui est aligné en tandem avec les extrémités d'entrée et de sortie du corps le long d'un axe commun et qui a une dimension de section droite plus petite que celle d'une surface latérale extérieure du bouchon d'extrémité, le moyen de guidage étant expansible de façon élastique radialement par rapport à l'axe commun;

et (c) un moyen disposé au voisinage immédiat de l'ex-

trémité d'entrée du corps et pouvant être déplacé le long de l'axe commun pour venir porter contre le bouchon d' extrémité et le déplacer de l'extrémité d'entrée à travers le canal de guidage jusqu'à l'extrémité de sortie, le déplacement du bouchon à travers le canal de guidage provoquant une dilatation d'origine élastique de la dimension de section droite du moyen de guidage, de telle sorte que les parties de surface du moyen de guidage épousent la forme de la surface latérale extérieure du bouchon d'extrémité et maintient un contact de guidage avec cette surface quand le bouchon d'extrémité est déplacé à travers

le canal de guidage.

Dans une première variante de réalisation de l'appareil, le moyen de guidage est un manchon ou

douille disposé dans le corps, ce manchon étant cons-

titué par une matière dêformable élastiquement qui peut se dilater et épouser la forme de la surface latérale extérieure du bouchon d'extrémité lors de son contact avec ce dernier et, de cette façon, établir et maintenir un contact de guidage avec le bouton d'extrémité quand celui-ci est déplacé à travers un alésage ou passage central du manchon qui

définit le canal de guidage.

Dans une seconde variante de réalisation de l'appareil, plusieurs patins de forme allongée sont montés en vue d'un déplacement radial le long d'une série de passages ou glissières qui sont formés dans le corps de façon espacée les uns des autres et qui s'étendent d'une façon générale parallèlement à l'axe commun et radialement par rapport à cet axe. Plusieurs éléments expansibles élastiquement entourent le corps et les patins les poussent vers l'intérieur en direction les uns des autres. Toutefois, les-éléments sont doués d'élasticité de manière à permettre le déplacement des patins dans une direction les éloignant les uns des autres lors de leur contact avec la surface latérale extérieure du bouchon d'extrémité afin d'établir et de maintenir un contact de guidage avec ce bouchon d'extrémité quand il est déplacé à travers le canal

de guidage défini par les surfaces d'extrémité inté-

rieure des patins.

Dans une troisième variante de réalisation de l'appareil, plusieurs longs rouleaux,cylindriques d'une façon générale,sont montés en vue d'un déplacement radial dans une série d'évidements qui sont formés dans le corps d'une façon espacée les uns des autres autour de l'axe commun et alignés d'une façon générale

parallèlement les uns aux autres et à l'axe commun.

Plusieurs éléments expansibles élastiquement, qui encerclent le corps dans des fentes circonférentielles correspondantes de ce corps intersectant les longs évidements et qui sont tendus autour des rouleaux, poussent ces derniers vers les extrémités intérieures des évidements. Toutefois, les éléments sont doués d'élasticité pour permettre auxrouleauKde se déplacer

dans une direction les éloignant des extrémités inté-

rieures des évidements lors de leur contact avec la surface latérale extérieure du bouchon d'extrémité afin d'établir et de maintenir un contact de guidage avec ce bouchon d'extrémité quand il se déplace à travers le canal de guidage défini par les parties de surface intérieures en regard les unes des autres

que comportent les rouleaux.

On va maintenant décrire, à titre purement illustratifet non limitatif les modes de réalisation préférés de l'invention en se référant aux dessins annexés, sur lesquels: la figure 1 est une vue en élévation, partiellement en coupe, d'un assemblage combustible nucléaire illustré sous une forme raccourcie verticalement et avec des parties arrachées pour des raisons de clarté; la figure 2 est une vue en coupe partielle d'un dispositif classique pour appliquer des bouchons d'extrémité à des gaines de barres de combustible; la figure 3 est une vue en coupe partielle par III-III de la figure 4 d'une première variante de réalisation de l'appareil selon l'invention; la figure 4 est une vue en coupe par IV-IV de la figure 3;

la figure 5 est une vue d'extrémité, partielle-

ment en coupe par V-V de la figure 6, d'une seconde variante de réalisation de l'appareil d'application de bouchonrd'extrémité; la figure 6 est une vue en coupe par VI-VI de la figure 5;

la figure 7 est une vue d'extrémité, partielle-

ment en coupe par VII-VII de la figure 8, d'une troisième variante de réalisation de l'appareil d'application de bouchon d'extrémité; et la figure 8 est une vue en coupe par VIII-VIII

de la figure 7.

Dans la description qui va suivre, les mémes

références désignent des parties analogues ou corres-

pondantes et les termes tels que "avant", "arrière", "gauche", "droite", "vers le haut", "vers le bas", et autresexpressions analogues, sont utilisés pour des raisons de commodité et ne doivent pas être considérés

comme des termes limitatifs.

En se référant maintenant aux dessins et parti-

culièrement à la figure 1, on voit que l'assemblage combustible,qui y est représenté et qui est désigné d'une façon générale par la référence 10, est du

type utilisé dans les réacteurs à eau pressurisée (PWR).

De façon fondamentale, il comprend une structure d'extrémité inférieure ou embout inférieur 12 destiné supporter l'assemblage sur la plaque inférieure (non représentée) du coeur dans la région de coeur d'un réacteur (non représenté), unepluralité de tubes-guides ou chaussettes 14 qui s'étendent longitudinalement vers le haut depuis l'embout inférieur 12, une

pluralité de grilles transversales 16 espacées axia-

lement le long des tubes-guides 14 et fixées à ces derniers, un réseau organisé de longues barres de combustible 18 espacées latéralement les unes des autres et supportées par les grilles 16, un tube d'instrumentation 20 disposé.centralement, et une structure d'extrémité supérieure ou embout supérieur

22 fixé à l'extrémité supérieure des tubes-guides 14.

L'assemblage combustible 10 ainsi réalisé forme un ensemble monobloc capable d'être manipulé commodément

sans endommagement des pièces de l'assemblage.

Chacune des barres de combustible 18 comprend une longue gaine 42 qui contient des pastilles 24 de combustible nucléaire et est fermée à ses extrémités opposées au moyen de bouchons d'extrémité 26,28 obturant hermétiquement la gaine. Habituellement, un ressort 30 est disposé entre le bouchon d'extrémité supérieur 26 et la pile de pastilles 24 pour maintenir ces pastilles fermement empilées. Les pastilles 24 de combustible, composées d'une matière fissile, sont la source de l'énergie de réaction produite dans un réacteur à eau pressurisée. Un modérateur/réfrigérant liquide, tel que de l'eau, ou bien de l'eau contenant du bore est pompé vers le haut à travers les assemblages combustibles du coeur pour en extraire la chaleur dans

le but de produire un travail utile.

Le processus de fission est commandé au moyen de barres de commande 32 qui peuvent être déplacées dans un sens et en sens inverse dans les tubesguides 14 placés à des endroits prédéterminés dans l'assemblage combustible 10. L'embout supérieur 22 comporte un mécanisme 34 de commande de grappe de barrescomprenant un élément cylindrique 36 qui est fileté intérieurement et qui est pourvu d'une multiplicité d'ailes 38 s'étendant radialement et dont chacune est reliée

à une des barres de commande 32, ce mécanisme de com-

mande 34 pouvant être actionné pour déplacer les barres de commande 32 verticalement dans les tubes-guides 14,

comme il est bien connu dans.la technique.

On va décrire ci-après la structure et le fonc-

tionnement de l'appareil classique et de l'appareil selon l'invention à propos de l'application du bouchon d'extrémité supérieur 26 à l'extrémité supérieure 40

de la longue gaine 42 d'une barre 18 de combustible.

Il va de soi que cette description s'applique

également à l'application du bouchon d'extrémité in-

férieur 28 à l'extrémité inférieure 44 de la gaine 42

de barre de combustible.

On va maintenant décrire l'appareil d'application

de bouchons d'extrémité selon la technique antérieure.

Comme on l'a mentionné précédemment, les barres 18 de combustible sont fermées hermétiquement pour isoler la matière fissile qui y est contenue du milieu environnant. Pour obtenir à coup sûr une étanchéité fiable, il est important que les liaisons mécaniques entre les bouchons d'extrémité 26,28 et les extrémités respectives 40,44 de la longue gaine 42 de chaque barre 18 de combustible soient exemptes de défauts

qui, finalement, pourraient entrainer des fuites.

En se référant à la figure 2 représentant un agencement d'obturation classiaue, on voit que la liaison mécanique entre le bouchon 26 et l'extrémité supérieure 40 de la gaine, est formée, en premier lieu, par un emboîtement à frottement sans jeu entre une

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surface extérieure 46 d'une partie cylindrique inté-

rieure 48 du bouchon 26 et une surface intérieure 50 de l'extrémité supérieure 40 de la gaine 42 de barre

de combustible et, en second lieu, une soudure péri-

phériaue (non représentée) formée à l'endroit d'un joint bout à bout entre le bord terminal 52 de l'extrémité supérieure 40 de la gaine et un épaulement annulaire 54 formé sur le bouchon d'extrémité 26 par la transition entre la partie cylindrique intérieure 48 et une partie cylindrique extérieure 56 d'un diamètre plus grand que celui de la partie intérieure 48. Le diamètre extérieur de la partie intérieure ou partie insérable 48 du bouchon 26 est légèrement plus grand que le diamètre intérieur de l'extrémité 40 de la gaine de la barre de combustiblede manière que l'on obtienne

un emboîtement sans jeu qui dilate le tube 42 légè-

rement lorsaue la partie 48 du bouchon d'extrémité est introduite dans 1' extrémité 40 de la gaine. Le diamètre extérieur de la partie extérieure 56 du bouchon d'extrémité est sensiblement égal au diamètre extérieur de l'extrémité 40 de la gaine 42 une fois que cette dernière a été dilatée par la partie intérieure

insérée 48 du bouchon d'extrémité.

L'utilisation d'un appareil classique d'appli-

cation de bouchonsd'extrémité tel que celui représenté sur la figure 2 et désigné d'une façon générale par la référence 58 peut entraîner un endommagement accidentel aux parties de bordsdu bouchon d'extrémité 26 et/ou de

l'extrémité 40 de la gaine 42 de la barre de combustible.

Comme on peut le voir sur la figure 2, l'appareil classique 58 comprend un long manchon de guidage cylindrique et creux 60 dans l'extrémité ouverte 62 duquel on insère l'extrémité 40 de la gaine 42 de barre de combustible

à laquelle doit être appliqué le bouchon d'extrémité 26.

Un piston cylindrique 64, qui n'est représenté que partiel-

lement sur la figure 2, effectue un mouvement de va-et-

vient dans le manchon 60 entre une position de retrait et une position d'extension sous l'action d'un dispositif

d'entraînement approprié (non représenté).

Dans la position de retrait du piston 64, représenté en trait plein, la face avant 66 de ce piston se trouve à gauche d'une ouverture d'entrée supérieure 68 ménagée dans le manchon 60 pour établir une communication entre l'intérieur de ce manchon 60 et un magasin (non représenté) contenant une pile verticale de bouchons d'extrémité dont le plus bas

est représenté partiellement en traits mixtes en 26a.

Quand le piston 64 se trouve dans sa position de retrait, le bouchon d'extrémité le plus bas dans le magasin pénètre par l'ouverture 68 dans le manchon 60 en y étant déposé à un endroit de chargement situé en avant de la face antérieure 66 du piston, comme indiqué

en pointillés en 26b.

Le piston 64 est alors actionné de manière à se déplacer au-delà de l'ouverture 68 et jusqu'à sa position d'extension (non représentée) dans laquelle le bouchon d'extrémité est appliqué à l'extrémité 40 de la gaine 42 de barre de combustible, comme indiqué

en pointillés en 26c. La gaine 42 est maintenue soli-

dement, à l'aide de moyens appropriés (non représentés), dans sa position représentée de réception de bouchon de façon à résister aux forces d'insertion axiales qui peuvent dépasser 220 kg. Pendant la course du piston 64 vers l'avant, comme représenté en traits mixtes en 66a, le bouchon d'extrémité,pendant qu'il est poussé devant le piston qui avance, s'incline vers le haut ou vers le bas par moment d'une manière représentée par le bouchon d'extrémité 26 en trait plein et, dans ce cas, le bouchon d'extrémité ne rencontre pas franchement

l'extrémité 40 de la gaine 42 de la barre de combustible.

Il peut en être ainsi si le bouchon 26 est à une cote correspondant à la limite inférieure de sa plage de tolérance et si la grille de guidage 60 est à une cote correspondant à la limite supérieure de sa plage de tolérance. Il peut également en être ainsi si le mouvement du piston 64 est irrégulier, ce qui a pour effet quele bouchon 26 rebondit en avant du piston et, de ce fait, perd contact avec la face avant 66 de ce dernier, un contact continu avec la face 66 du piston tendant, comme il convient de le remarquer, à maintenir le bouchon 26 convenablement aligné avecl'extrémité

de la gaine.

L'inclinaison vers le haut ou vers le bas du bouchon d'extrémité supérieur 26 (comparé au bouchon d'extrémité inférieur 28), est aggravée par la présence du ressort de compression 30 qui a tendance à résister à l'application du bouchon supérieur 26 à l'extrémité - supérieure 40 de la gaine. Il en résulte que le bouchon 26 ne peut pas être mis en place convenablement et il

est fréquent que des morceaux du bouchon 26et de l'ex-

trémité supérieure 40 de la gaine soient arrachés lorsque la partie d'extrémité cylindrique intérieure 48 du bouchon 26 est forcée dans le tube 42. Cet arrachement de morceau non seulement endommage le bouchon d'extrémité 26, mais également se traduit par -un dépôt de matièresétrangère dans la barre 18 de combustible. Bien que, normalement, le ressort de

compression 30 ne se trouve que dans l'extrémité su-

périeure 40 de la gaine 42 de la barre de combustible, l'inclinaison vers le haut et vers le bas du bouchon a lieu également en l'absence de ressort, à savoir

à l'extrémité inférieure 44 de la gaine 42.

On va maintenant décrire l'appareil d'application

de bouchon d'extrémité selon la présente invention.

L'appareil selon la présente invention élimine les problémes crue soulève le type d'appareil classique

58 décrit ci-dessus, lesquels problèmes sont dûs -

principalement au jeu annulaire qui existe entre la surface périphérique extérieure.70 de la partie extérieure 56 du bouchon d'extrémité 26 et la surface intérieure 72 du,manchon de guidage 60. Dans chacun des divers modes de réalisation de l'invention que l'on va décrire dans le présent exposé, on utilise un moyen de guidage dont des parties de surface interne définissent un canal de guidage interne qui a un diamètre inférieur au plus petit diamètre principal admissible (ou tolérable) (c'est-à-dire le diamètre de la partie extérieure 56) du bouchon d'extrémité 26. Ainsi, le canal de guidage du moyen de guidage est toujours en contact de guidage avec la surface latérale extérieure 70 du bouchon 26 quel que soit le diamètre que ce bouchon particulier a dans les

limites de sa plage de tolérances.

En se référant maintenant aux figures 3 et 4, on voit que l'on y a représenté le premier mode de réalisation de l'invention constituant un appareil 74 d'application de bouchon d'extrémité qui comprend un corps 76, un moyen de guidage-se présentant sous la forme d'un manchon 78 déformable élastiquement, et un moyen de déplacement de bouchon, par exemple un

piston cylindrique 80.

Le corps 76 se présente sous la forme d'une cuvette cylindrique 82 comportant un rebord annulaire 84 orienté vers l'extérieur et entourant son extrémité d'entrée 86, ainsi qu'une ouverture 88 formée dans son extrémité de fond opposée 90. Le corps 76 comprend également un cylindre 92 à l'intérieur duquel le piston 80 peut effectuer un mouvement de va et vient sous l'action d'une source d'énergie appropriée, comme

par exemple une pression hydraulique ou pneumatique.

Plus précisément, le cylindre 92 comporte une colerette 94 contre laquelle est placée l'extrémité d'entrée 86 de la cuvette 82 du corps à laquelle cette cuvette est fixée par une série de vis 96 utilisées pour assujettir solidement le rebord 84 de la cuvette à la périphérie de la collerette 94 du cylindre. Le corps 76 comporte des extrémités d'entrée et de sortie 98, 100 adaptées pour recevoir le bouchon

d'extrémité 26 et l'extrémité 40 de la gaine, respec-

tivement. L'extrémité d'entrée 98 du corps 76 est définie par l'extrémité ouverte du cylindre 92 entourée par la collerette 94. Le cylindre 92 comporte

également une ouverture supérieure 102 située immé-

diatement derrière la collerette 94 et à travers laquelle le bouchon d'extrémité (représenté en traits mixtes en 26d sur la figure 3) est déposé par un magasin d'alimentation (non représenté) dans une position de chargement en avant de la face avant 104 du piston 80. L'extrémité de sortie 100 du corps 76 est définie par l'ouverture 88 formée dans le

fond 90 de la cuvette 82 du corps.

Le manchon 78 déformable élastiquement et formant le moyen de guidage de la première variante de réalisation de l'appareil perfectionné 74 est disposé dans le corps 76 et est aligné en tandem avec les extrémités d'entrée et de sortie 98, 100 du corps le long d'un axe commun 106. Le manchon 78 comporte une paroi latérale intérieure continue 108 délimitant un alésage central 110 en alignement.coaxial avec les extrémités d'entrée et de sortie 98, 100 du corps. La paroi latérale intérieure 108 définit le canal de guidage du moyen de guidage et a une dimension de section droite, c'est-à-dire un diamètre, inférieur au diamètre de la surface latérale extérieure 70 de

la partie extérieure 56 du bouchon 26 d'extrémité.

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Le manchon 78, du fait qu'il est constitué par une matière déformable élastiquement, par exemple de l'uréthane, est adapté pour subir une expansion et épouser la forme de la surface latérale extérieure 70 du bouchon 26 d'extrémité lors de son contact avec ce dernier. De ce fait, quand le piston 80 est déplacé le long de l'axe commun 106, sa face avant 104 vient porter contre le bouchon 26 d'extrémité et le déplace de l'extrémité d'entrée 98 du corps 76 à travers le canal de guidage défini par l'alésage central 110 jusqu'à l'extrémité de sortie 100 de ce corps. Le déplacement du bouchon 26 d'extrémité à travers l'alésage central 110 entraîne une augmentation d'origine élastique du diamètre de l'alésage de telle sorte que la paroi latérale intérieure 108 (qui comprend les parties de surface définissant le canal de guidage) épouse la forme de la surface latérale extérieure 70 du bouchon 26 d'extrémité et, de cette façon, établit et maintient un contact de guidage avec ce bouchon quand celui-ci est déplacé

à travers l'alésage 110 du manchon 78.

Dans un mode de réalisation donné à titre

d'exemple de la première variante de l'appareil per-

fectionné 74, la cuvette 82 du corps est alésée de manière à former une partie d'un moule pour y mouler le manchon de guidage 78. Le corps 76 plus deux noyaux (non représentés) constituent le moule. Les noyaux du moule ont un diamètre qui est inférieur d'environ ,4 pm au diamètre principal minimal du bouchon. Le jeu varie donc de 25,4pm à 76,2 pm. Les noyaux du moule sont rectifiés et polis. Ceci se traduit par un alésage 110 exceptionnellement lisse dans le manchon moulé 78 en uréthane. Les caractéristiques de forte résistance à l'usure de l'uréthane donnent au manchon 78 une longue durée de vie utile. De plus, le manchon 78 comporte des sections d'entrée et de sortie coniques 112, 114 venues de moulage. On peut ajouter un épaulement destiné à agir comme un guide vis-à-vis de l'extrémité

de la gaine, si on le désire.

En se référant maintenant aux figures 5 et 6, on voit que l'on y a représenté la seconde variante de réalisation de l'appareil perfectionné d'application de bouchon5 d'extrémité selon la présente invention, cet appareil étant désigné d'une façon générale par la référence 116. L'appareil 116 d'application de bouchons d'extrémité comprend fondamentalementun corps 118, un moyen de guidage se présentant sous la forme de plusieurs patins 120 et de plusieurs éléments 122 expansibles élastiauement, un moyen de déplacement de bouchon comme

par exemple un piston cylindrique 124.

Le corps 118 se présente sous la forme d'un support cylindrique 126 dars lequel sont ménagés une série d'évidements périphériques 128, une série de longs passages 130 et un trou central 132. Le corps 118 comprend également une base 134 comportant une ouverture centrale 136 et avec laquelle fait corps la goulotte d'amenée 138 d'un magasin destiné à fournir des bouchons 26 d'extrémité à l'ouverture centrale 136 de la base du corps. Le support 128 et la base 134 du corps 118 sont fixés l'un à l'autre par une série de vis 140 qui sont disposées dans les évidements 128 et qui assujettissent solidement le support 128, en des emplacements espacés, à la base 134 de manière à aligner le trou central 132 et l'ouverture 136 de ce support et de cette base le

long d'un axe commun 142.

Le corps 118 comporte &es extrémités d'entrée et de sortie destinées à recevoir respectivement le

bouchon d'extrémité 26 et l'extrémité 40 de gaine.

L'extrémité d'entrée du corps 1!8 est formée par l'ouverture centrale 136 de la base 134, tandis que l'extrémité de sortie est formée par un trouconique central 144 d'une plaque circulaire 146 fixée au support 126 par une série de vis 148 sur un côté situé à l'opposé de la base 134. Les passages radiaux 130 ménagés dans le support 126 sont définis entre la plaque 146 et une partie de paroi circulaire 149 qui porte contre la base 134. En outre, les passages 130 sont espacés l'un de l'autre autour-de l'axe commun 142 et s'étendent d'une façon générale parallèlement

à l'axe 142 et radialement par rapport à cet axe.

Chacun des patins 120 de l'appareil perfectionné 116 est monté dans un des passages 130 du corps 118, de telle sorte que les patins 120 sont maintenus espacés l'un de l'autre autour de l'axe 142, s'étendent d'une façon générale parallèlement à l'axe 142 et radialement par rapport à ce dernier, et sont déplacés radialement

de manière à s'éloigner et à se rapprocher de cet axe.

Les patins 120 comportent des parties extérieures 150 s'étendant vers l'extérieur depuis les passages 130

-et des parties intérieures 152 s'étendant vers l'inté-

rieur depuis ces passages. Des parties de patin intérieures forment des surfaces intérieures 154 qui

s'étendent dans le sens longitudinal et qui sont dé-

couvertes et sont orientées les unes vers les autres de manière à définir le canal de guidage qu'emprunte le bouchon 26 d'extrémité. Dans un mode de réalisation donné à titre d'exemple, les patins 120 peuvent être réalisés en une matière chromée, durcie et polie et comportent des chanfreins d'entrée sur les bords opposés de leurs parties intérieures 152. De plus, le bord 155 de chaque patin 120 au voisinage de la

base 134 est emprisonné par la partie de paroi circu-

laire 149 du support 126, de manière à limiter le déplacement radial du patin 120 dans le passage 130

dans une direction l'éloignant de l'axe 142.

Autour du corps 118 et en étant tendus autour des parties extérieures 150 des patins dans des creux ou gorges curvilignes 156 ménagés dans ces parties,

se trouve plusieurs éléments 122 expansibles élasti-

quement et pouvant se présenter sous une forme appropriée quelconque, comme par exemple des ressorts circulaires ou des bandes élastomères. Les éléments 122 poussent les patins 120 vers l'intérieur en direction l'un de l'autre de manière à maintenir le diamètre du canal de guidage formé entre les surfaces intérieures 154 des parties intérieures 152 des patins plus petit que le diamètre de la partie extérieure 56 du bouchon 26 d'extrémité. La matière dont sont constitués les éléments 122 est élastique et, de ce fait, quand le piston 124 est déplacé le long de l'axe commun 142 et que sa face avant 158 vient porter contre le bouchon d'extrémité et le déplace de sa position initiale (représentéepar un contour en traits mixtes en 26e sur la figure 6) en l'introduisant dans le canal de guidage, les éléments 122 permettent Plastiquement un déplacement des patins 120 dans un sens qui les

éloigne l'un de l'autre lorsque leurs surfaces inté-

rieure 154 vient en contact avec la surface latérale extérieure 70 du bouchon 26 d'extrémité. De cette manière, les surfaces intérieures 154 des patinsqui délimitent le canal de guidage,épousent la forme de la surface latérale extérieure 70 du bouchon 26 d'extrémité et, de ce fait, établissent et maintbnnent un contact de guidage avec cette dernière, tandis que le bouchon d'extrémité est déplacé de l'extrémité d'entrée jusqu'à l'extrémité de sortie du corps 118 o il est appliqué

à l'extrémité 40 de la gaine.

Enfin, en se référant aux figures 7 et 8, on voit

que l'on y a représenté la troisième variante de réali-

sation de l'appareil perfectionné d'application de bouchonsd'extrémité selon la présente invention, cet appareil étant indiqué d'une façon générale par la référence 160. L'appareil 160 d'application de bouchorn d'extrémité comprend, fondamentalement, un corps 162, des moyens de guidage se présentant sous la forme de plusieurs rouleaux 164 et de plusieurs éléments 166 expansibles élastiquement, et unmoyen de déplacement de bouchon, comme par exemple un piston cylindrique 168. Le corps 162 se compose d'un chapeau 170 en forme de cuvette, d'une base 172 et d'un agencement de moyeu. 174 disposé dans le chapeau 170 etoemportant un rebord d'extrémité ou collerette- 176 interposé entre le chapeau 170 et la base 172, une série de vis 178 fixant solidement le chapeau 170, la base 172 et la collerette 176 du moyeu les uns aux autres. La base 172 comporte une ouverture centrale 180 qui est alignée avec un alésage central 182 ménagé dans un moyeu 183 de l'agencement de moyeu 174 le long d'un axe commun 184. Une goulotte d'amenée 186 d'un magasin destinée à fournir des bouchons 26 d'extrémité à l'ouverture

centrale 180 de la base 172 fait corps avec cette dernière.

Le corps 162 comporte des extrémités d'entrée et

de sortie espacées qui sont adaptées pour recevoir res-

pectivement le bouchon 26 d'extrémité et l'extrémité 40 de la gaine. L'extrémité du corps 162 est définie par l'ouverture centrale 180 de la base 172, tandis que l'extrémité de sortie est définie par un trou central 188 de l'extrémité extérieure 190 du chapeau 170. Le moyeu 183 est aligné avec le trou central 188 du chapeau 170 et s'étend jusque dans ce trou. Une série de longs évidements 192 sont formés dans le moyeu 183 en étant espacés l'un de l'autre autour de l'axe commun

184 et en étant alignés d'une façon générale parallèle-

ment les uns aux autres et à l'axe 184.

En outre, le moyeu 183 est espacé radialement, vers l'intérieur, d'une paroi cylindrique continue 194 du chapeau 170, ceci assurant un espace annulaire 196 entre cette paroi et ce moyeu. L'agencement de moyeu 174 comprend une série de bagues annulaires 198 disposées autour du moyeu 183 en étant espacées de ce dernier et en y étant fixées par des vis de réglage 200 de manière à définir une série de fentes circonférentielles 202 espacées les unes des autres le long de l'axe commun 184

et intersectant les longs évidements 192.

Chacun des longs rouleaux 164 de forme cylindrique en général que comporte l'appareil perfectionné 160 est monté dans l'un des évidements 192 du moyeu 183 de telle sorte que ces rouleaux sont. maintenus espacés les uns des autres autour de l'axe commun 184 en étant disposés d'une façon générale parallèlement à ce dernier et parallèlement les uns aux autres, et peuvent être déplacés radialement dans une direction qui les éloigne et les rapproche de-cet axe. Chaque évidement 192 comporte une extrémité intérieure 204 définissant une longue ouverture 206 d'une largeur inférieure à celle du rouleau 164 de telle sorte que le rouleau comporte

des parties de surface 208 qui s'étendent longitudi-

nalement et qui sont découvertes en direction des ouvertures 206 et sont orientées les unes vers les autres à travers ces ouvertures 206 de manière à définir entre elles le canal de guidage destiné aux bouchons 26 d'extrémité. Dans un mode de réalisation donné à titre d'exemple, les rouleaux 164 peuvent être fabriqués en une matière chromée,durcie et polie, et

comporter des chanfreins sur leurs extrémités opposées.

De plus, les rouleaux 164 sont emprisonnés par les parties des bagues annulaires 198 qui recouvrent les évidements 192 de manière à limiter le déplacement radial des rouleaux à l'intérieur des évidements dans

une direction les éloignant de l'axe 184.

Autour du corps 162, dans les fentes circon-

férentielles respectives 202 formées par les bagues annulaires 198, sont tendus autour des rouleaux 164 plusieurs éléments 166 expansibles élastiquement qui peuvent se présenter sous une forme quelconque appropriée, comme par exemple des ressorts circulaires ou des bandes élastomères. Les éléments 166 poussent les rouleaux 164 vers l'intérieur en direction les uns des autres et en direction de l'extrémité intérieure 204 des évidements 192>de manière à maintenir le diamètre du canal de guidage,formé entre les parties de surface intérieure 208 des rouleaux, plus petit que le diamètre de la partie extérieure 56 du bouchon 26 d'extrémité. La matière des éléments 166 est élastique et, de ce faits quand le piston 168 est déplacé le long de l'axe commun 184 et que sa face avant 210 vient porter contre le bouchon d'extrémité et le déplace de sa position initiale (comme représenté par le contour en traits mixtes en 26f sur la figure 8) et l'introduit dans le canal de guidage, les éléments 166 permettent de façon élastique une déviation ou déplacement des rouleaux 164 dans une direction les éloignant les uns des autres lors du contact des parties de surface intérieure 208 avec la surface latérale extérieure 70 du bouchon d'extrémité 26. De cette manière, les parties de surface intérieure 208 des rouleaux délimitant le canal de guidage épousent la forme de la surface latérale extérieure 70 du bouchon 26 d'extrémité et établissent et maintiennent, de cette façon, un contact de guidage avec cette surface quand le bouchon d'extrémité est déplacé de l'extrémité d'entrée jusqu'à l'extrémité de sortie du corps 162 jusqu'à l'endroit o ce bouchon est appliqué

à l'extrémité 40 de la gaine.

Claims (13)

REVENDICATIONS

1. Appareil pour appliquer un bouchon (26) d'extrémité à une extrémité (40) d'une gaine d'une barre (42) de combustible nucléaire, de manière à établir entre ce bouchon d'extrémité et l'extrémité de la gaine un assemblage par emboîtement sans jeu et serré facilitant entre ces éléments la formation d'une liaison qui ferme hermétiquement la barre de combustible, ledit appareil étant caractérisé par le fait qu'il comprend: (a) un corps (76;118;162) comportant des extrémités d'entrée et de sortie (98,100;136,144; ,188), l'extrémité d'entrée étant adaptée pour recevoir le bouchon (26) d'extrémité et l'extrémité de sortie étant adaptée pour recevoir l'extrémité (40) de la gaine à laquelle le bouchon doit être appliqué,; (b) un moyen de guidage (178;120;198) disposé dans ledit corps et comportant des parties de surface

intérieure qui définissent un canal de guidage inté-

rieur aligné en tandem avec lesdites extrémités d'entrée et de sortie du corps le long d'un axe commun (106;142;184) et ayant un diamètre plus petit que celui de la surface latérale extérieure (70) du bouchon d'extrémité, ledit moyen de guidage étant expansible de façon élastique radialement par rapport audit axe commun; et (c) un moyen (80;124;168) disposé au voisinage immédiat de ladite extrémité d'entrée du corps et pouvant être déplacé le long dudit axe commun pour venir porter contre le bouchon d'extrémité et le déplacer de ladite extrémité d'entrée à travers le canal de guidage jusaqu'à ladite extrémité de sortie, ce déplacement du bouchon à travers le canal de guidage provoquant une augmentation d'origine élastique du diamètre du moyen de guidage de telle sorte que les deux parties de surface du moyen de guidage épousent la forme de la surface latérale extérieure du bouchon d'extrémité et maintiennent un contact de guidage avec cette surface quand le bouchon d'extré-

mité est déplacé à travers le canal de guidage.

2. Appareil selon la revendication 1, carac-

térisé par le fait que le moyen de guidage comprend un manchon (78) disposé dans ledit corps et comportant une paroi latérale intérieure continue (108) délimitant un alésage ou passage central (110) aligné coaxialement avec les extrémités d'entrée et de sortie (98,100) du corps précité et constituant ledit canal de guidage, le manchon (78) étant doué. d'élasticité de manière à épouser la forme de la surface latérale extérieure (70) du bouchon (26) d'extrémité lors de son contact avec ce dernier.

3. Appareil selon la revendication 2, carac-

térisé par le fait que le manchon (78) est composé

d'une matière déformable élastiquement.

4. Appareil selon la revendication 2 ou 3, caractérisé par le fait que le manchon (78) est en

uréthane moulé.

5. Appareil selon l'une quelconque des reven-

dications 2, 3 ou 4, caractérisé par le fait que le manchon (78) comporte des sections coniques situées à l'entrée et à la sortie de son alésage ou passage

central (110).

6. Appareil selon la revendication 1, carac-

térisé par le fait que le corps (118;162) comporte une série de longs passages de guidage (130;192) espacés les uns des autres autour de l'axe commun (142;184), ledit moyen de guidage comprenant une pluralité de longs éléments de guidage (120;164) montés dans les passages respectifs en vue d'un déplacement radial par rapport à l'axe commun (142;184) et comportant des parties intérieures (154;208) orientées les unes vers les autres de manière à définir entre elles ledit canal de guidage, et plusieurs éléments sans fin souples (122;166) expansibles de façon élastique et entourant les éléments de guidage de manière à les pousser en direction les uns des autres, les éléments sans fin précités permettant de façon élastique un déplacement des éléments de guidage dans une direction les éloignant les uns des autres lors du contact de leurs parties intérieures précitées avec le bouchon d'extrémité pour établir et maintenir un contact de guidage avec ce bouchon d'extrémité lorsqu'il est

déplacé à travers ledit canal de guidage.

7. Appareil selon la revendication 6, carac-

térisé par le fait que les passages de guidage (130;

192) s'étendent aussi d'une façon générale parallè-

lement à l'axe commun (142;184) et radialement par

rapport à cet axe, lesdits éléments de guidage compor-

tant des parties extérieures s'étendant vers l'extérieur depuis les passages de guidage et les éléments sans fin (122;166) étant tendus autour desdites parties

extérieures des éléments de guidage. -

8. Appareil selon la revendication 6, carac-

térisé par le fait que les passages de guidage (130; 192) s'étendent également d'une façon générale parallèlement les uns aux autres et parallèlement à l'axe commun (142;184), lesdits éléments de guidage étant disposés d'une façon générale parallèlement les uns aux autres et audit axe commun et les éléments sans fin étant espacés axialement les uns des autres

et étant tendus autour desdits éléments de guidage.

9. Appareil selon la revendication 1, carac-

térisé par le fait que le corps (118) comporte!une série de longs passages (130) espacés les uns des autres autour de l'axe commun (142) et s'étendant d'une façon générale parallèlement audit axe commun et radialement par rapport à celui-ci, le moyen de

guidage comprenant plusieurs longs patins (120), -

chaque patin étant monté dans un desdits passages du corps, de telle sorte qu'ils sont maintenus espaces les uns des autres autour de l'axe commun (142), s'étendent d'une façon générale parallèlement audit axe commun et radialement par rapport à celui-ci et peuvent être déplacés radialement dans une direction les rapprochant et les éloignant de cet axe commun, les patins (120) comportant des parties extérieures (150) s'étendant vers l'extérieur depuis les passages (130) et les parties intérieures (152) s'étendant

vers l'intérieur depuis lesdits passages et définis-

sant des surfaces intérieures (154) qui s'étendent longitudinalement et qui sont découvertes les unes en direction des autres et sont orientées les unes vers les autres de manière à former entre elles le

canal de guidage; et plusieurs éléments (120) expan-

sibles élastiquement qui entourent le corps (118) et sont tendus autour desdites parties extérieures des patins (120) de manière à pousser ces derniers vers l'intérieur en direction les uns des autres, les éléments expansibles élastiquement (120) permettant de façon élastique le déplacement des patins dans les passages (130) dans une direction qui les éloigne

les uns des autres lors du contact des surfaces inté-

rieures (154) avec la surface latérale extérieure

(70) du bouchon d'extrémité (26) pour établir et main-

tenir un contact de guidage avec ce bouchon d'extrémité lorsque celui-ci est déplacé à travers le canal de guidage entre les extrémités d'entrée et de sortie

(136,144).

10. Appareil selon la revendication 9, carac-

térisé par le fait que les éléments expansibles sont

des bandes sans fin.

11. Appareil selon la revendication 1, caractérisé par

le fait que le corps (162) comprend une série de longs évi-

dements (192) espacés les uns des autres autour de l'axe commun (184) et alignés d'une façon générale parallèlement les uns aux autres et parallèlement à l'axe commun (184),et une série de fentes circonférentielles (202) espacées les unes des autres le long dudit axe commun et intersectant les

longs évidements (192); le moyen de guidage comprenant plu-

sieurs longs rouleaux cylindriques (164) montés chacun dans un desdits évidements, de telle sorte que les rouleaux sont maintenus espacés les uns des autres autour de l'axe commun (184) en étant disposés d'une façon générale parallèlement à ce dernier et parallèlement les uns aux autres et pouvant être déplacés radialement dans une direction les rapprochant et les éloignant dudit axe commun, chacun des évidements comportant une extrémité intérieure définissant une longue ouverture (206) de largeur inférieure à celle du rouleau associé de telle sorte que lesdits rouleaux comportent des

parties de surface s'étendant longitudinalement et décou-

vertes les unes vers les autres et orientées les unes en direction des autres à travers les ouvertures (206) de manière à définir entre elles ledit canal de guidage, et plusieurs éléments (166) expansibles élastiquement qui

entourent le corps (162) à l'intérieur des fentes circonfé-

rentielles respectives de ce dernier et qui sont tendus autour des rouleaux (164) de manière à pousser ces rouleaux en direction des extrémités intérieures des évidements (192), lesdits éléments expansibles permettant de façon élastique un déplacement des rouleaux dans une direction les éloignant desdites extrémités intérieures des évidements (192) lors du contact des parties de surface en regard des rouleaux

avec la surface latérale extérieure (70) du bouchon d'extré-

mité pour établir et maintenir un contact de guidage avec ce bouchon lorsqu'il est déplacé à travers ledit canal de guidage entre les extrémités d'entrée et de

sortie précitées.

12. Appareil selon la revendication 11, caractérisé par le fait que les éléments expansibles (166) sont des bandes sans fin.

13. Appareil selon la revendication 11, caractérisé par le fait que le corps (162) comprend un agencement de moyeu. (174) comprenant un moyeu

central (183) dans lequel est formé la série d'évi-

dements (192), et une série de bagues annulaires (198)

disposées autour du moyeu (183) et espacées le long -

de ce dernier de manière à définir ladite série de fentes circonférentielles (202) qui intersectent

lesdits évidements.