FR2614128A1

FR2614128A1 - Outil d'aide au chargement des assemblages combustibles d'un reacteur nucleaire a eau pressurisee 1300 mw

Info

Publication number: FR2614128A1
Application number: FR8705381A
Authority: FR
Inventors: Yvan Schlewitz; Bernard Perez
Original assignee: Electricite de France SA
Current assignee: Electricite de France SA
Priority date: 1987-04-15
Filing date: 1987-04-15
Publication date: 1988-10-21
Anticipated expiration: 2007-04-15
Also published as: FR2614128B1

Abstract

OUTIL D'AIDE AU CHARGEMENT DES ASSEMBLAGES COMBUSTIBLES D'UN REACTEUR NUCLEAIRE A EAU. LE REACTEUR COMPORTE UNE STRUCTURE RIGIDE 6 SUR LAQUELLE DES ASSEMBLAGES COMBUSTIBLES 50 SONT DISPOSES COTE A COTE POUR FORMER LE COEUR DU REACTEUR. LA STRUCTURE COMPORTE DES PIONS DE CENTRAGE 40 DESTINES A COOPERER AVEC DES TROUS CORRESPONDANTS 44 FORMES DANS UNE PIECE D'EXTREMITE INFERIEURE ET DES ASSEMBLAGES 50, CES PIONS DE CENTRAGE ETANT REPARTIS SELON UN RESEAU REGULIER AFIN D'ASSIGNER UNE POSITION RELATIVE PRECISE DES ASSEMBLAGES LES UNS PAR RAPPORT AUX AUTRES. L'OUTIL COMPORTE DES MOYENS DE GUIDAGE 80 COMPORTANT UNE ENTREE DECALEE SELON AU MOINS UNE DIRECTION XX, YY DU RESEAU DES ASSEMBLAGES 50 ET UNE SORTIE CENTREE PAR RAPPORT A CETTE DIRECTION XX, YY, DE MANIERE QU'UN ASSEMBLAGE A METTRE EN PLACE, DONT L'EXTREMITE INFERIEURE SE PRESENTE DECALEE PAR RAPPORT A SA POSITION THEORIQUE A L'ENTREE DES MOYENS DE GUIDAGE 80 SOIT AMENEE PAR CES MOYENS DE GUIDAGE EN COINCIDENCE AVEC LES PIONS DE CENTRAGE DE LA PLAQUE DE SUPPORT DE COEUR A LA SORTIE DE CES MOYENS DE GUIDAGE 80.

Description

OUTIL D'AIDE AU CHARGEMENT DES ASSEMBLAGES COMBUSTIBLES D'UN
REACTEUR NUCLEAIRE A EAU PRESSURISEE 1300 MW
DESCRIPTION
Les réacteurs nucléaires, qu'iLs soient utilisés pour
la production d'électricité ou pour un autre but, tel que par
exemple la propulsion d'un navire, comportent de manière générale un coeur refroidi par un fluide chargé d'évacuer les calories produites dans le coeur. La chaleur ainsi récupérée est utilisée pour la production d'énergie thermique, électrique ou mécanique.

Le coeur du réacteur est constitué de crayons ou d'aiguilles combustibles regroupés en assemblages formant un ensemble qui peut être manipulé séparément. Le coeur est constitué d'un grand nombre de tels assemblages disposés cote à côte. Ces assemblages sont disposés et positionnés sur une structure interne rigide qui fait partie de la cuve du réacteur.

A cette fin, chaque assemblage comporte des moyens de positionnement qui permettent de lui attribuer une position précise dans le coeur.

Lors de la première mise en route du réacteur, l'ensemble du coeur est constitué d'assemblages neufs. Les assemblages ne présentent aucune déformation, de tel le sorte que leur mise en place à l'intérieur du coeur à l'aide d'une machine de chargement ne présente pas de difficultés particulières.

Toutefois, aubout d'une certaine période, par exemple une année, une partie des assemblages du coeur, constituée des assemblages irradiés, est retirée du coeur et remplacée par des assemblages neufs. Les assemblages du coeur sont ainsi remplacés par tiers et l'ensembLe de ta disposition de ces assemblages est recalculée de manière à définir La meilleure position possible de chaque assemblage, compte tenu de son degré d'utilisation. Tous les assemblages du coeur sont par conséquent retirés et stockés dans une piscine. Un tiers des assemblages, à savoir les plus anciens, sont évacués et remplacés par des assemblages neufs. Il est donc nécessaire de remettre en place l'ensemble de ces assemblages dans le coeur.

Comme on l'a expliqué précédemment, les assemblages neufs ne presentent pas de déformation. En revanche, les autres assemblages peuvent présenter divers types de déformation
(vrillage, déformation en arc de cercle ou "banane", en vrille, etc.). Si un assemblage déformé est présenté par la machine de chargement à l'aplomb de la position qu'il doit occuper dans le coeur, il est possible qu'il ne puisse être descendu à cette position théorique jusqu'à la plaque de support du coeur sur
laquelle il doit reposer parce que, du fait de sa déformation et de la déformation éventuelle des assemblages déjà mis en place dans le coeur, il y a interférence avec les assemblages voisins.

Si l'assemblage est neuf, il n'est en principe pas déformé, mais il se peut néanmoins que les assemblages placés autour de l'emplacement qui lui est destiné le soient de telle sorte que le risque d'interférence de l'assemblage neuf avec les assemblages voisins n'est pas exclu. La mise en place d'un assemblage neuf ne pose donc pas nécessairement moins de difficultés que celle d'un assemblage déjà irradié et déformé.

La présente invention a précisément pour objet un outil d'aide au chargement qui permet de remédier aux inconvénients énoncés ci-dessus. Cet outil a pour but de faciliter la mise en place des assemblages combustibles du coeur d'un réacteur nucléaire lors d'une réorganisation de ce coeur. Il a en particulier pour but de réduire dans une proportion très importante le temps nécessaire au chargement du coeur. En outre, il a été conçu dans le but de s'adapter à tous les types de déformation envisageables d'un élément combustible, et ceci même si ces déformations atteignent l'amplitude maximale envisageable sans que l'assemblage soit réformé.

A cet effet, l'invention a pour objet un outil d'aide au chargement des assemblages combustibles d'un réacteur nucléaire, particulièrement d'un réacteur à eau, ledit réacteur comportant une structure rigide sur laquelle des assemblages combustibles sont disposes côte à cote pour former le coeur du réacteur, ladite structure étant constituée par une plaque comportant des trous de passage pour la circulation d'un fluide de refroidissement en relation d'echange thermique avec lesdits assemblages combustibles, et des pions de centrage destines à coopérer avec des trous correspondants formés dans une pièce d'extrémité inferieure et des assemblages, ces pions de centrage étant répartis selon un réseau régulier afin d'assigner une position relative précise des assemblages les uns par rapport aux autres.L'outil comporte des moyens de guidage comportant une entrée décalée selon au moins une direction XX, YY du réseau des assemblages et une sortie centrée par rapport à cette direction
XX, YY, de manière qu'un assemblage à mettre en place, dont l'extrémité inférieure se présente décalée par rapport à sa position théorique à L'entrée des moyens de guidage soit amenée par ces moyens de guidage en coincidence avec les pions de centrage de la plaque de support de coeur à la sortie de ces moyens de guidage.

De préférence, l'outil de L'invention comporte une partie inférieure présentant des moyens de guidage du pied de l'assemblage combustible, des moyens de positionnement destinés à assigner une position précise à ladite partie inférieure de l'outil d'aide au chargement par rapport au réseau régulier déterminé sur la structure rigide par lesdits pions de centrage, une tête de préhension apte à coopérer avec un grappin d'une machine de chargement faisant partie du reacteur nucléaire, une partie intermédiaire destinée à assurer une liaison entre la partie inférieure et la partie supérieure.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront encore à La lecture de la description qui suit d'exemples de réalisation donnés à titre illustratif et nullement limitatif, en référence aux figures annexées :
- la figure 1 est une vue d'ensemble d'un réacteur nucléaire surmonté de la piscine réacteur dans lequel un outil de chargement conforme à l'invention est utilisé,
- la figure 2 est une vue de dessus à échelle agrandie par rapport à la figure 1 d'un fragment de la plaque de coeur d'un réacteur nucléaire,
- la figure 3 est une vue de détail d'un pion de centrage de la plaque de coeur du réacteur,
- la figure 4 est une vue de dessus du coeur montrant
la répartition des assemblages en fonction de leur degré d'utilisation,
- la figure 5 est une vue en élévation d'un assemblage déforme en cours de chargement,
- la figure 6 est une vue de dessus du coeur d'un réacteur nucléaire qui illustre le principe de l'outil d'aide au chargement de l'invention,
- la figure 7 est une vue en élévation d'un deuxiéme mode de réalisation d'un outil d'aide au chargement conforme à
l'invention,
- la figure 8 est une vue en élévation représentant la mise en place d'un assemblage à l'aide de l'outil d'aide au chargement conforme à l'invention,
- la figure 9 est une vue schématique en élévation d'un second mode de réalisation d'un outil d'aide au chargement conforme à l'invention,
- la figure 1C est une vue d'ensemble d'un premier mode de réalisation de l'outil d'aide au chargement représenté sur la figure 7 (deuxième mode de réalisation),
- la figure Il est une vue en coupe selon la ligne XI
XI des moyens d'assemblage du corps du premier mode de réalisation,
- la figure 12 est une vue partielle montrant les moyens de centrage,
- La figure 13 et la figure 14 sont des vues de détail illustrant respectivement une vue en coupe et une vue de détail du mode de réalisation de la figure 9,
- la figure 15 est une vue de dessus de la cuve du réacteur représentant le cheminement de l'outil d'aide au
chargement,
- la figure 16 est une vue de détail montrant une
réalisation préférée des moyens de guidage,
- la figure 17 est une vue illustrant un râtelier de stockage de L'outil d'aide au chargement.

On a représenté sur la figure 1 une vue schématique en
coupe longitudinale d'une cuve 2 de réacteur nucléaire surmontée de la piscine réacteur 3 et d'une machine 14 de chargement et de déchargement des assemblages combustibles
La cuve 2 du réacteur est une pièce mécano-soudée de forte épaisseur à l'intérieur de laquelle est logé le coeur 4 du réacteur et des structures destinées à assurer le supportage de ce coeur, de son instrumentation, ainsi que la circulation d'un fluide de refroidissement tel que de l'eau. Ces structures, bien connues de l'homme de l'art, comprennent notamment une plaque inférieure de coeur 6 sur laquelle reposent les assemblages du coeur. Cette plaque est percée d'orifices de grande section destinés à assurer le passage du fluide de refroidissement.En outre, elle comporte des pions de centrage destinés à s'engager dans des trous correspondants prévus à l'extrémité inférieure de l'assemblage afin d'assigner à chacun de ceux-ci une place précise dans le coeur du réacteur.

Par ailleurs, en cours de fonctionnement, la cuve est fermée par un couvercle 8 qui a été schématisé en traits mixtes.

Bien entendu, pour la manipulation des assemblages, le couvercle 8 est ôte préalablement puis stocké sur le plancher de service.

La cuve du réacteur est surmontée par la piscine réacteur dont la profondeur atteint plusieurs mètres. Cette épaisseur d'eau a pour but de protéger l'environnement extérieur des radiations dégagées par le coeur. La manipulation des assemblages 50 du coeur 4 s'effectue donc à distance, généralement de façon automatique, grâce à une machine de transfert 14 apte à se déplacer d'une extrémité à l'autre de la piscine réacteur 3 en roulant sur des rails 16.

La structure d'un assemblage combustible a été
représentée schématiquement sur la figure 5. Un assemblage 50 est
constitué d'une piece d'extrémité supérieure 30, d'une pièce d'extrémité inférieure 32 reliées entre elles par un faisceau de tirants 33. Les deux pièces d'extrémité et les tirants, dont un seul a été représenté afin de ne pas surcharger la figure, constituent une structure rigide sur laquelle est fixée une série de grilles 34 qui supportent et espacent un faisceau d'aiguilles ou crayons combustibles 36. Parmi les tubes-guides on trouve un tube d'instrumentation disposé au centre de la section de
l'assemblage, et dix grilles d'espacement situées à intervalles
réguliers le long des tubes-guides. Ces grilles reçoivent un grand nombre de crayons combustibles qu'elles ont pour fonction d'espacer et de maintenir en place.Un assemblage combustible de ce type est bien connu dans l'état de la technique. On en trouvera un exemple dans le document US-A-3 791 466. En
conséquence, cet assemblage ne sera pas décrit en détail.

On a représenté sur la figure 2 une vue de la plaque inférieure de coeur 6 à échelle agrandie par rapport à la figure 1 et sur la figure 3 une vue de détail en coupe selon la
ligne III-III de la figure 2 afin de montrer la manière dont les assemblages combustibles tels que celui qui est représenté sur la figure 5 sont positionnés selon un reseau carré sur la plaque de coeur.

La plaque 6 comporte un réseau régulier de pions de centrage 40 destinés à assurer une position précise de chaque assemblage. Il y a deux pions de centrage par assemblage. Ces pions permettent que L'assemblage puisse être inséré dans une position et une seule. En outre, la plaque 6 comporte des trous d'eau qui permettent le passage de L'eau au travers des assemblages combustibles de maniée à évacuer la chaleur produite par la réaction de fission.

La pièce d'extrémité inférieure 32 comporte quatre pieds 42 à l'extrémité desquels sont formés des trous traversants 44 comportant une ouverture conique destinée à faciliter l'introduction des pions 40 disposés selon un réseau carré. Comme on peut le voir sur La figure 6, ce réseau carré présente deux axes, respectivement perpendiculaires entre eux, à savoir l'axe
XX et l'axe YY et qui permettent de repérer la position d'un assemblage dans le coeur.

Chaque assemblage combustible occupe normalement toute
la surface d'une maille ou case carrée de ce réseau lorsqu'il est mis en place dans le coeur. Le problème de l'invention consiste précisément à assurer la mise en place de chacun des assemblages qui constituent le coeur dans la maille carrée du réseau qui lui est affectée, particulierement lorsque cet assemblage est déformé après irradiation.

On a représenté sur la figure 4 une vue de dessus schématique du coeur d'un réacteur nucléaire à eau disposé à l'intérieur d'une cuve circulaire 2. Le coeur 4 est constitué d'un grand nombre, plus d'une centaine, d'assemblages combustibles 50. Dans L'exemple de réalisation décrit, il comporte par exemple cent quatre vingt treize assemblages. Le plus souvent, dans le cas des réacteurs à eau, ces assemblages présentent une section transversale carrée. Toutefois, cette section pourrait présenter une autre forme, par exemple hexagonale ou circulaire.

Ce coeur comporte trois types d'assemblages, distingués selon leur degré d'enrichissement. Les assemblages représentés en blanc, désignés par la référence 50a, ont le degré d'enrichissement le plus faible. Les assemblages 50b représentés en pointillés présentent un degré d'enrichissement intermédiaire, tandis que les assemblages 50c hachurés présentent le degré d'enrichissement le plus élevé. La juxtaposition de ces assemblages s'effectue en trois zones d'enrichissements différents, respectivement une zone d'enrichissement le plus faible, une zone d'enrichissement intermédiaire et une zone constituée d'assemblages neufs. Ces zones sont rechargeables annuellement par tiers. Les assemblages comportant les deux enrichissements tes plus faibles, à savoir les assemblages 50a et 50b sont chargés en damiers au centre du coeur.Les assemblages 50c comportant l'enrichissement le plus élevé, sont placés à la périphérie du coeur. A la fin d'un cycle, environ un an, les assemblages de la zone comportant l'enrichisement le plus faible sont déchargés. Les deux autres tiers sont places en damiers au centre du coeur et les assemblages de combustibles neufs sont placés à la périphérie de la cuve. Cette disposition assure une répartition de puissance aussi homogène que possible et permet d'obtenir une meilleure utilisation du combustible.

Au cours de leur séjour dans le coeur, les assemblages peuvent subir plusieurs types de déformations.

Un grandissement différentiel des tirants ou des tubesguides 33 (voir figure 5) provoque une déformation de l'assemblage en flèche, également appelé en "banane" ou en vrille, lorsqu'une rotation de la pièce d'extrémité supérieure 30 se produit par rapport à la pièce d'extrémité inférieure 32.

Cette déformation peut s'accentuer ou diminuer pendant l'arrêt du coeur. Pendant le stockage des assemblages dans la piscine réacteur, la libération des contraintes lors du refroidissement des assemblages peut provoquer aussi bien une diminution qu'une augmentation de la déformation. En conséquence, l'état de déformation de l'assemblage est un facteur qui doit être pris en compte lors de sa manutention, et particulièrement lors du rechargement du coeur.

A titre d'exemple, on a représenté en traits mixtes à la partie gauche de la figure 5 une vue en élévation d'un assemblage 54 en cours de chargement. L'assemblage voisin 50 comporte une déformation du type en banane, schématisée par la zone 52. Par suite, lorsque l'on veut venir mettre en place l'assemblage 54 (seule L'extrémité inférieure a été représentée afin de ne pas surcharger la figure), le pion 40 correspondant ne pourra pas pénétrer correctement dans le trou 44 de la pièce d'extrémité inférieure, ceci malgré la tolérance de quelques millimètres permise par l'extrémité conique 40a du pion de centrage 40 (voir figure 3).

En d'autres termes, le bombé 52 de l'assemblage 50 présente une importance telle que le decalage de position de
L'assemblage 54 par rapport à sa position théorique selon les cordonnées XX et/ou YY du réseau à base carrée dépasse la tolérance permise pour sa mise en place.

On a utilisé dans le passé un grand nombre d'artifices qui permettent malgré tout de mettre en place l'assemblage, par exemple en décalant légèrement la machine de chargement 14 par rapport à sa position théorique de manière à tasser les assemblages déjà chargés ou de retourner temporairement ceux-ci de 1800. Toutefois, ces manoeuvres sont très délicates et prennent beaucoup de temps. En conséquence, elles conduisent à une durée de rechargement très importante, par exemple de l'ordre de un mois. En conséquence, elles ne sont pas acceptables.

Il va de soi que le type d'interférences qui vient d'être décrit en référence à la figure 5 n'est pas le seul possible. On peut trouver également une interférence du pied de l'élément à mettre en place avec la pièce d'extrémité supérieure d'un élément déjà mis en place ou l'accrochage des grilles d'un assemblage avec celles de l'assemblage voisin.

L'invention a précisément pour objet un outil d'aide au chargement des assemblages combustibles d'un réacteur nucléaire qui permet de surmonter les inconvénients qui viennent d'être décrits. En d'autres termes, cet outil doit permettre d'éliminer tous les types d'interférences qui peuvent se produire lors du chargement entre l'assemblage à mettre en place et les deux assemblages, au maximum, déjà mis en place, qui occupent les mailles voisines du réseau carré. En particulier, cet outil d'aide au chargement doit permettre d'éliminer les interférences de la pièce d'extrémité inférieure de l'assemblage à charger avec les têtes d'éléments déjà en place, ainsi que les risques d'accrochage entre les grilles.Il doit également permettre d'éliminer le risque de pose de L'élément combustible en dehors des pions de centrage 40 de la plaque de support de coeur 6 en permettant un guidage précis de la pièce d'extrémité inférieure de l'assemblage à mettre en place.

On a représenté sur la figure 6 le principe de fonctionnement d'un outil d'aide au chargement 60 conforme à l'invention. Cet outil d'aide au chargement comporte d'une part une partie principale, ou corps 79, de forme carrée et de dimensions identiques à celles d'un assemblage combustible. Le corps 79 est mis en place, à l'aide de la machine de chargement 14, dans la maille du réseau carré XX-YY diagonalement opposée à celle dans laquelle l'assemblage en cours de manipulation doit être chargé. Des moyens de guidage 80 sont fixés au corps 79. Ces moyens sont destinés à guider le pied de l'assemblage à mettre en place vers sa position théorique. Comme on peut le voir également sur les figures 7, 9, 10, ils se présentent sous la forme de deux ailes, comportant une partie inclinée 84 (voir figure 10) par rapport à la verticale.

Chaque aile comporte un bord d'entrée 84a et un bord de sortie 84b, dans le sens de deplacement de l'assemblage, c'est-àdire de haut en bas. Ces bords d'entrée respectifs 84a des deux ailes forment les deux côtés d'un carré qui est décale d'une distance prédéterminée D par rapport à l'axe XX, et d'une distance prédterminée D par rapport à l'axe YY. En revanche, les
2 bords de sortie respectifs 84b des deux ailes 84 forment les deux côtés d'un carré dont le centre ainsi que les côtés coincident avec le carré 56 de ta maille ou case 56 du réseau à maille carrée déterminé sur la plaque de coeur 6 du réacteur avec un jeu fonctionnel.

En d'autres termes, le centre A de la maille carrée 56 dans laquelle l'assemblage doit être mis en place est decalé par rapport au centre B du carré forme par les bords 84b d'une distance D selon la direction XX, et d'une distance D selon
1 2 l'axe YY. De préférence, le décalage D est égal au décalage D
1 2
La valeur des décalages D et D est choisie de manière à être
1 2 suffisante pour la plupart des cas courants de déformation des assemblages combustibles.Les valeurs D et D doivent être
1 2 suffisamment importantes pour que tout assemblage ne présentant pas de déformations exceptionnelles puisse être mis en place à
L'aide de l'outil d'aide au chargement sans procédure particulière. Ces valeurs dépendent bien entendu des dimensions des assemblages, en particulier de leur section carrée et de leur
longueur. Il appartiendra donc à l'homme du métier de les déterminer. Toutefois, à titre indicatif dans l'exemple de réalisation décrit, la valeur du décalage D et D est égale à 50
1 2 mm.

On a représenté symboliquement par un carré 50 un assemblage combustible qui doit être mis en place dans le carré 56. Comme on peut le voir sur la figure 6, le carré 50 est décalé par rapport à sa position théorique. En d'autres termes, le centre de ce carré est décalé par rapport au centre A du carré 56 mais coincide pratiquement, ou du moins se rapproche du point B.

Au cours de sa descente, l'assemblage 50 vient donc en contact avec les ailes de guidage 82. Ces dernières l'amènent progressivement à prendre sa position théorique.

On a représenté sur la figure 7 une vue de dessus analogue à celle de la figure 6 sur laquelle la mise en place du corps 79 a été représentée plus en détail. On voit ainsi que l'outil d'aide au chargement 60 utilise les pions de positionnement 40 de la plaque inférieure de coeur 6 pour se positionner de manière précise par rapport à cette plaque. A cet effet,l'outil d'aide au chargement 60 comporte des trous de centrage de caractéristiques géométriques exactement identiques à celles des assemblages combustibles.

La manière dont l'outil d'aide au chargement permet la mise en place d'un assemblage combustible 50 a été représentée en élévation sur les figures 8 et 9. Sur la figure 8, l'assemblage combustible 50 déjà mis en place présence un bombé comme schématisé par la ligne en traits mixtes. En L'absence de l'outil d'aide au chargement 60, les trous de centrage 44 de la pièce d'extrémité inférieure viendraient se placer en dehors des pions de centrage, comme on Ita représenté sur la figure 5. Toutefois, grâce aux moyens de guidage de L'outil d'aide au chargement, cette pièce d'extrémité inférieure 54 est ramenée en regard de
ces pions de centrage 40.Ces moyens de guidage sont constitués
par une sorte de trémie en forme de tronc d'une pyramide à base
carrée, cette pyramide comportant deux cotés seulement de manière
à former un angle qui est orienté, comme on le voit mieux sur la
figure 6, à l'opposé de l'angle du mur formé par les assemblages
combustibles déjà mis en place. En effet, comme on peut le voir
en particulier sur la figure 15, l'outil d'aide au chargement 60
suit un cheminement schématisé par les flèches 70 parallèles à
celui des assemblages combustibles à mettre en place. Une première rangée R d'assemblages 50 a déjà été mise en place, et une seconde rangée R est en cours de mise en place. Chaque
2
nouvel assemblage est ainsi disposé, dans le cas courant, dans un
angle formé par les assemblages déjà mis en place de la rangée R et de la rangée R .Etant donné que les assemblages de ces
2
rangées R et R risquent de présenter des déformations qui
1 2 pourraient écarter l'assemblage à mettre en place de sa position prévue, ou bien que l'assemblage à mettre en place lui-même
risque de présenter de telles déformations, l'outil d'aide au
chargement est placé à chaque fois en position opposée diagonalement par rapport à la case dans laquelle l'assemblage doit être mis en place. Pour l'assemblage suivant, l'outil d'aide au chargement est déplacé d'un pas à chaque fois.Il est vrai que
l'outil d'aide au chargement ne peut pas être utilisé en fin de chargement, c'est-à-dire pour La dernière rangée, mais dans ce cas, l'assemblage combustible à mettre en place est déjà guidé sur trois faces par les assemblages déjà mis en place et par la paroi intérieure de la cuve. En conséquence, les difficultés rencontrées sont moindres.

Le principe de base de l'outil d'aide au chargement, tel qu'il vient d'être décrit, consiste à procurer des moyens de guidage, qui sont aptes à amener le pied d'un assemblage à charger vers sa position théorique. Tous les outils qui utilisent ce principe rentrent dans le cadre de l'invention. Toutefois, on décrira ci-après plus en détail deux réalisations particulières qui diffèrent seulement par la constitution du corps 79 sur lequel les moyens de guidage sont fixés.

On a représenté sur les figures 10 et 11, un premier mode de réalisation d'un outil de chargement 60 conforme à l'invention. Cet outil se compose de-trois parties, à savoir respectivement une partie supérieure 62, une partie inférieure 64 et une partie intermédiaire 66.

La partie inférieure 64 assure les fonctions essentielles de l'outil d'aide au chargement, à savoir : le positionnement de l'outil de chargement par rapport à la structure du coeur ; le guidage du pied de l'assemblage par rapport au réseau défini dans La structure du coeur ; et en outre, elle comporte un lest destiné à assurer la verticalité de l'outil 60 pendant sa mise en place.

La partie supérieure 62 assure la liaison avec un grappin de manipulation de la machine de chargement. Elle permet donc la préhension de l'outil et sa manipulation.

La partie intermédiaire assure la liaison entre la tête de préhension 62 et la partie inférieure 64. La partie intermédiaire 66 doit présenter des qualités de rigidité qui lui permettent de ne pas se déformer par vrillage ou par flexion afin que la position qui est imposée par la machine de chargement à sa tête de préhension soit conservée au niveau du positionnement de la partie inférieure par rapport à la structure rigide du coeur.

Afin de permettre le réglage de l'alignement entre la partie supérieure 62 et La partie intermédiaire 64, on utilise des rondelles 65 d'épaisseur calibrée qui permettent le dégauchissage de ces deux pieces, et par conséquent leur alignement.

La partie inférieure 64 est constituée d'une masse 70 formant un lest taillé dans un bloc de métal, de préférence de
L'acier inoxydabLe. Un trou 72 permet d'accepter les prothèses de la plaque de coeur lors de la pose de l'outil.Deux pieds de précentrage 74 sont prévus selon une diagonale du lest 70, lequel présente une section transversale sensiblement carrée. Les pieds 74 présentent une extrémité inférieure conique dont la pointe est arrondie. Leur diamètre correspond au diamètre des trous d'eau de
la plaque inférieure de coeur 6. Les pieds 74 comportent également des méplats 78 qui se font face respectivement et qui
sont destinés à dégager un espace pour le passage des prothèses 206.

La partie inférieure 64 comporte également des moyens de guidage 80 du pied de l'assemblage combustible. Ces moyens de guidage sont constitués de deux ailes 82 solidaires du bloc 70.

Ces deux ailes 82 sont situées à 900 l'une de l'autre. Elles comportent une partie 84 inclinée par rapport à la verticale, c 'est-à-dire par rapport à un axe longitudinal de l'outil 60 et une partie sensiblement verticale 86. Les parties inclinées 84 de chacune des ailes 82 déterminent une trémie partielle correspondant au quart d'un tronc de pyramide droite à base carrée.

La partie supérieurre 62 est constituée d'une pièce massive comportant un logement intérieur destiné à recevoir l'extrémité inférieure du grappin de la machine de transfert pour permettre la manipulation de l'outil d'aide au chargement 60.

La partie intermédiaire 66 établit une liaison entre la tête de préhension 62 et la partie inférieure 64. Dans le premier mode de réalisation décrit, cette partie intermédiaire est constituée de quatre tubes creux 90 formant colonnes rendus solidaires à leur extrémité inférieure et à leur extrémité supérieure du lest 70 et de la pièce massive 62 respectivement.

Les quatre tubes 90 sont rigidifies par une entretoise 92 constituée d'une plaque épaisse pourvue d'une ouverture centrale circulaire 94. Deux traverses 96 fixées sur l'entretoise 92 par des boulons 98 bloquent les tubes 90 sur ladite entretoise 92.

On a représenté sur les figures 9, 13 et 14 un deuxième mode de réalisation, désigné par la référence 160, de l'outil d'aide au chargement conforme à la présente invention. De manière identique au premier mode de réalisation 60, il est constitué de trois parties, à savoir une partie supérieure 162, une partie inférieure 164 et une partie intermédiaire 166. Les fonctions de
chacune de ces parties sont identiques à celles du premier mode
de réalisation.La différence essentielle réside dans le fait que
la partie intermédiaire est constituée par un caisson fermé qui
améliore la rigidité de cette partie intereediaire. Ce caisson
comporte quatre parois 166a formant un carré, deux de ces parois
166a présentant une longueur plus courte et étant raccordées à
des parois 166b disposées de tanière à former une gorge
longitudinale qui a pour but de déterminer un passage libre pour
l'assemblage combustible qui doit être mis en place.

De manière identique au mode de réalisation 60, la partie inférieure 164 de l'outil d'aide au chargement 160
comporte deux ailes 182 rapportées sur la partie inférieure 164 et rigidifiées par des entretoises 183.

La partie intermédiaire 166 réalisée en tôle pliée de 8 mm d'épaisseur possède une rigidité suffisante.

On a représenté sur La figure 9, et plus en détail sur
la figure 14, la réalisation particulière de la partie supérieure 162 du second mode de réalisation de L'outil d'aide au chargement. Cette partie supérieure est caractérisée par la présence d'une rotule qui permet une articulation à rotule entre
la partie supérieure 162a et la partie inférieure 162b. Cette articulation à rotule facilite l'alignement du mât de chargement de la machine de chargement avec L'axe longitudinal de l'outil d'aide au chargement 160. A cet effet, il suffit en effet de desserrer L'écrou 190 central prenant appui sur la bague 192 comportant une partie sphérique convexe venant en appui avec la partie sphérique concave de la rondelle d'appui 194.Ainsi, par le serrage d'une vis unique, l'écrou 190, on peut bloquer en position la partie 162a dans une position quelconque par rapport à la partie 162b. Ce mode de réalisation assure un alignement plus simple et plus rapide.

Enfin, on a représenté sur la figure 16 une vue de détail d'un mode de réalisation préférentiel des moyens de guidage, ces moyens pouvant être utilisés aussi bien avec le premier mode de réalisation qu'avec le second. Comme on le
constate, les ailes 82, respectivement 182, sont contituées de
trois parties d'inclinaison distincte par rapport à la verticale,
lorsque l'outil d'aide au chargement se trouve lu;-même dans la
position verticale, à savoir une partie 82a (182a) presentant une orientation relativement importante par rapport à la verticale,
une partie 82b (respectivement 182b) présentant une orientation
plus faible par rapport à la verticale, et enfin une partie 82c
(182c) sensiblement parallèle à la verticale.

Dans l'exemple de réalisation décrit, l'angle a 1 de la partie 82a (182a) par rapport à la verticale est de 300, tandis que l'angle d'inclinaison a2 de la partie 82b (182b) par rapport
2 à la verticale est de l'ordre de 150. La partie 82a (182a) assure un guidage rapide du pied de l'assemblage dans une première phase de sa descente, tandis que la partie 82b (182b) assure un guidage fin. Les dimensions respectives des parties 82a, 82b
(respectivement 182a, 182b) sont déterminées par rapport à la
longueur des pions de centrage 40.La partie 82a assure le guidage du pied de l'assemblage lorsque ce dernier est éloigné des pions de centrage 40, tandis que la partie 82b, 182b a pour fonction d'assurer un guidage fin lorsque les pions de centrage 40 sont pratiquement engagés dans les trous de centrage 54 des pièces d'extrémité inférieure de l'assemblage à charger. La dernière partie est verticale parce que, à ce moment, le pied de
l'assemblage peut seulement se déplacer verticalement étant donné qu'il est déjà engagé dans les pions de centrage 40.

L'utilisation de l'outil d'aide au chargement implique un pilotage particulier de la machine de chargement. En effet, l'automate dont elle est équipée est programmé pour la manipulation des assemblages combustibles. Ce problème peut être résolu de manière simple en effectuant un changement des données du programme chaque fois que La machine de chargement passe de la manipulation d'un assemblage combustible à celle de la machine de chargement. Ce changement peut se faire par exemple automatiquement à l'aide d'une clé qui aiguille l'option choisie, à savoir manipulation de L'outil d'aide au chargement ou manipulation d'un assemblage combustible.

L'outil d'aide au chargement qui vient d'être décrit a d'ores et déjà permis la reduction du temps de rechargement d'un réacteur nucléaire à eau sous pression. A titre indicatif, deux jours ont été nécessaires pour recharger un tiers d'éléments neufs et huit jours ont été nécessaires pour recharger les deux tiers d'éléments usages restants. Le temps de mise en place est en effet plus long pour ces derniers éléments étant donné qu'il comprend, pour chaque élément, le temps nécessaire pour la mise en place de l'outil d'aide au chargement et le temps nécessaire à la mise en place de l'assemblage combustible lui-meme alors que, pour un assemblage neuf, l'utilisation de L'outil d'aide au chargement n'est pas nécessaire.Dans ces conditions, trente minutes environ sont nécessaires pour la mise en place de l'élément et trente minutes pour la mise en place de l'outil. Ces durées sont seulement indicatives et pourront être réduites au fur et à mesure de l'expérience acquise.

On a représenté sur la figure 17 une vue schématique d'un râtelier de stockage 200 destiné à stocker L'outil d'aide au chargement 60 (160) dans la piscine lorsqu'il n'est pas utilisé.

Cet outil 200 comporte des pieds, par exemple au nombre de quatre 202, et un bâti 204 sur lequel sont fixées des broches de centrage 40 et des prothèses 206 représentant intégralement la plaque support de coeur. Cette pièce 206 pénètre à l'intérieur du trou central 72 (172) prévu dans l'outil 60 (160). Les deux pieds de précentrage 74 (174) viennent s'engager dans des cylindres 208 du support simulant l'épaisseur de la plaque de coeur.

Claims

REVENDICATIONS

1. Outil d'aide au chargement des assemblages combustibles d'un réacteur nucléaire, particulièrement d'un réacteur à eau, ledit réacteur comportant une structure rigide

(6) sur laquelle des assemblages combustibles (50) sont disposés côte à côte pour former le coeur du réacteur, ladite structure (6) étant constituée par une plaque comportant des trous de passage pour la circulation d'un fluide de refroidissement en relation d'échange thermique avec lesdits assemblages combustibles, et des pions de centrage (40) destinés à coopérer avec des trous correspondants (44) formés dans une pièce d'extrémité inférieure et des assemblages (50), ces pions de centrage étant répartis selon un réseau régulier afin d'assigner une position relative précise des assemblages les uns par rapport aux autres, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de guidage (80, 180) comportant une entrée décalée selon au moins une direction (XX, YY) du réseau des assemblages (50) et une sortie centrée par rapport à cette direction (XX, YY), de manière qu'un assemblage (50) à mettre en place, dont l'extrémité inférieure se présente décalée par rapport à sa position théorique à l'entrée des moyens de guidage (80, 180) soit amenée par ces moyens de guidage en co;ncidence avec les pions de centrage (40) de la plaque de support de coeur (6) å la sortie de ces moyens de guidage (80, 180).

2. Outil d'aide au chargement selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une partie inférieure (64, 164) présentant des moyens de guidage (80, 82, 84, 180, 182, 184) du pied de l'assemblage combustible, des moyens de positionnement (74, 174) destinés à assigner une position précise à ladite partie inférieure (64, 164) de l'outil d'aide au chargement (60, 160) par rapport au réseau régulier déterminé sur la structure rigide (6) par lesdits pions de centrage, une tête de préhension (62, 162) apte à coopérer avec un grappin d'une machine de chargement faisant partie du réacteur nucléaire, une partie intermédiaire (66, 166) destiné à assurer une liaison entre la partie inférieure (64, 164) et la partie supérieure (62, 162).

3. Outil d'aide au chargement selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens de guidage sont constitués par deux ailes (82, 84, 182, 184), perpendiculaires l'une à

l'autre et fixées rigidement sur ladite partie inférieure (64, 164), chacune de ces ailes comportant une partie inclinée (84) par rapport à un axe longitudinal (XX) de l'outil d'aide au chargement (60, 160) et une partie (86) sensiblement parallèle audit axe (XX) de l'outil d'aide au chargement.

4. Outil d'aide au chargement selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que lesdites ailes

(82) déterminent un quart de tronc d'une pyramide droite à base carrée, ladite pyramide ayant une base carrée dont le centre (B) est décalé d'une distance (D1, D ) par rapport au centre (A) d'une maille (56) du réseau régulier déterminé par lesdits pions de centrage de la structure rigide (6), lorsque le corps (79) de Outil d'aide au chargement (60, 160) est positionné par rapport à ladite structure rigide.

5. Outil d'aide au chargement selon la revendication 4, caractérisé en ce que le décalage du centre (B) par rapport au centre (A) d'une maille du réseau régulier déterminé par les pions de centrage (40) de la structure rigide (6) est de 5C mm dans chacune des directions (D1, D ) selon les axes (XX, YY) du

2 réseau.

6. Outil d'aide au chargement selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la tête de l'outil (62, 162) comporte des moyens de réglage de l'orientation de la tête de préhension par rapport à L'axe longitudinal (XX) de l'outil.

7. Outil d'aide au chargement selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens de réglage de l'orientation de la tête de préhension par rapport à l'axe (XX) de l'outil sont constitués par des rondelles (65) intercalées entre chacune des colonnes (90) de la partie intermédiaire (66) et la partie supérieure (62) de l'outil.

8. Outil d'aide au chargement selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens de réglage de l'orientation de la tête de préhension par rapport à l'axe (XX) de l'outil sont constitués par une articulation à rotule (162a, 162b).