FR2666924A1 - Procede et dispositif de detection de fuite sur un element combustible d'un assemblage pour reacteur nucleaire. - Google Patents

Abstract

On introduit l'élément combustible dans une cellule (1), sous eau, dans une piscine (75). On injecte de l'air sous pression dans la cellule de manière à la vidanger de l'eau qu'elle contient. On établit une pression inférieure à la pression atmosphérique dans la cellule puis on réalise un balayage des gaz contenus dans la cellule (1) par un courant d'air de balayage et on recueille ces gaz dans une installation de détection de produits de fission. On introduit de l'eau dans la cellule (1), on effectue un prélèvement d'eau dans la cellule (1), on effectue une détection de produits de fission dans le prélèvement d'eau et on extrait l'élément combustible de la cellule après avoir déterminé la présence éventuelle de fuite sur cet élément combustible. Le dispositif de détection comporte une cellule (1) ayant un corps allongé (2) délimitant un logement central (10) pour un élément combustible et des pièces d'extrémité (4, 6). L'une des pièces d'extrémité (4) traversée par un canal (14) dans le prolongement du logement (10) reçoit un couvercle (5) d'ouverture et de fermeture du canal (10) associé à des moyens d'ouverture et de fermeture (21, 23, 28) commandables à distance. Le dispositif comporte également un circuit de fluide permettant d'alimenter la cellule (1) en eau et en air sous pression.

Description

L'invention concerne un procédé et un disposi-

tif de détection de fuites sur un élément combustible

d'un assemblage pour réacteur nucléaire.

Les réacteurs nucléaires refroidis par de l'eau, tels que les réacteurs nucléaires à eau sous pression, comportent des assemblages combustibles qui

sont placés dans une disposition juxtaposée à l'inté-

rieur de la cuve du réacteur, pour constituer le coeur qui est le siège de réactions nucléaires produisant de l'énergie qui est transmise au fluide de refroidissement

du réacteur sous forme de chaleur.

Les assemblages combustibles sont constitués par des faisceaux d'éléments combustibles ou crayons de faible diamètre et de grande longueur Les crayons combustibles sont eux-mêmes constitués par une gaine métallique dans laquelle sont empilées des pastilles de matériau combustible tel que de l'oxyde d'uranium et qui est fermée de manière étanche à ses extrémités, par des bouchons.

La gaine des éléments combustibles est réali-

sée en un alliage résistant à la corrosion par l'eau de refroidissement du réacteur à haute température et absorbant faiblement les neutrons La gaine de l'élément -combustible permet d'isoler les pastilles en matériau combustible de l'eau de refroidissement et d'éviter que des produits de fission formés par réaction nucléaire dans le matériau combustible ne soient entraînés par

l'eau de refroidissement du réacteur.

Après un certain temps de présence dans le réacteur en fonctionnement, certains assemblages du coeur peuvent présenter des défauts d'étanchéité qui se

traduisent par un rejet de produits de fission radio-

actifs dans le fluide de refroidissement Le niveau de radio-activité de l'eau de refroidissement permet de déterminer la présence d'assemblages présentant des

fuites dans le coeur du réacteur Ces assemblages doi-

vent être détectés pour qu'on puisse effectuer leur

réparation ou leur remplacement, lors d'une phase d'ar-

rêt pour entretien du réacteur, afin d'éviter une conta-

mination du circuit primaire dans lequel circule l'eau

de refroidissement.

La détection des assemblages combustibles défectueux peut être effectuée sous eau dans la piscine du réacteur, par des méthodes de mesure acoustiques,

ultrasonores ou par courants de Foucault.

Il est également possible d'utiliser des cellules appelées cellules de ressuage dans lesquelles on favorise le relâchement de produits radioactifs par l'assemblage combustible, ces produits radio-actifs étant ensuite entraînés par de l'eau ou un gaz dans une

installation permettant leur détection.

Dans le cas o de tels produits radio-actifs ont été détectés, il est nécessaire d'effectuer le

remplacement ou la réparation de l'assemblage combus-

tible, avant son rechargement dans le coeur du réacteur.

Les fuites de produit radio-actif provenant d'un assem-

blage ont pour origine un défaut d'étanchéité d'au moins

un crayon de l'assemblage dont la gaine est fissurée.

Certains procédés de contrôle des assemblages combustibles permettent de localiser le ou les crayons défectueux mais ces procédés sont généralement d'une

mise en oeuvre complexe et ne permettent pas de déter-

miner de manière totalement sûre l'emplacement des

crayons défectueux.

La restauration des assemblages défectueux effectuée en remplaçant les crayons suceptibles de présenter des fuites par des crayons neufs n'est donc

pas toujours effectuée dans des conditions satisfaisan-

tes. En outre, dans le cas des études effectuées pour rechercher les causes de la présence de défauts sur des éléments combustibles, on utilise jusqu'ici des

méthodes d'examen par courants de Foucault ou des métho-

des d'examen visuelles macroscopiques effectuées indivi- duellement sur chacun des crayons des assemblages

combustibles soumis aux essais.

On ne connaissait pas jusqu'ici de procédé et

de dispositif permettant de déterminer de manière extrê-

mement sûre la présence de fuites sur un élément combus-

tible d'un assemblage pour réacteur nucléaire, tel qu'un

crayon combustible.

Le but de l'invention est donc de proposer un

procédé de détection de fuites sur un élément combusti-

ble d'un assemblage pour réacteur nucléaire qui soit extrêmement sûr, qui soit d'une mise en oeuvre en oeuvre

relativement simple et rapide et qui puisse être effec-

tué sur des éléments combustibles individuels de lon-

gueur variable.

Dans ce but on introduit l'élément combustible dans une cellule, sous eau, dans une piscine, on injecte de l'air sous pression dans la cellule de manière à la vidanger de l'eau qu'elle contient, on établit une pression inférieure à la pression atmosphérique dans la cellule, de manière à favoriser l'échappement de produits de fission provenant de l'élément combustible en cas de fuite, on réalise un balayage des gaz contenus dans la cellule, par un courant d'air de balayage et on recueille ces gaz dans une installation de détection de produit de fission, on introduit de l'eau dans la cellule, on effectue un prélèvement d'eau dans la cellule, on effectue une détection de produits de fission dans le prélèvement d'eau, et on extrait l'élément combustible de la cellule, après avoir déterminé la présence éventuelle de fuite sur cet élément combustible, par détection de

produits de fission.

L'invention est également relative à un dispo-

sitif permettant de mettre en oeuvre le procédé suivant l'invention. Afin de bien faire comprendre l'invention, on va maintenant décrire, à titre d'exemple non limitatif,

en se référant aux figures jointes en annexe, un dispo-

sitif de détection de fuite sur des crayons combustibles d'un assemblage pour réacteur nucléaire à eau sous pression et son utilisation pour la mise en oeuvre du

procédé suivant l'invention.

Les figures l A et 1 B sont des vues en éléva-

tion de la partie supérieure et de la partie inférieure respectivement d'une cellule permettant de réaliser la

détection de fuite sur un crayon combutible.

Les figures 2 A et 2 B sont des vues en coupe par un plan vertical de la partie supérieure et de la

partie inférieure respectivement de la cellule représen-

tée sur les figures l A et 1 B. La figure 3 est une vue de dessus suivant 3 de la figure 2 A. La figure 4 est une vue schématique d'un circuit d'alimentation et de commande d'une cellule de détection telle que représentée sur les figures l A, 1 B, 2 A et 2 B. Sur les figures l A, 1 B, 2 A et 2 B, on voit une cellule de détection de fuite ou cellule de ressuage destinée à un crayon combustible individuel et désigné

de manière générale par le repère 1.

La cellule 1 comporte un corps tubulaire allongé à double enveloppe 2 constitué par un tronçon supérieur 2 a et un tronçon inférieur 2 b relié par un

dispositif de raccordement 3.

Le tronçon supérieur 2 a est fixé à son extré-

mité supérieure à une tête 4 sur laquelle repose un

couvercle 5 de fermeture de la cellule 1.

Le tronçon inférieur 2 b est solidaire d'une

partie de pied 6 à sa partie inférieure.

Le tronçon supérieur 2 a comporte une enveloppe

externe tubulaire 8 a et une enveloppe interne 9 a égale-

ment tubulaire et coaxiale à l'enveloppe 8 a.

De même, le tronçon inférieur 2 b comporte une enveloppe tubulaire externe 8 b et une enveloppe interne

9 b coaxiale à l'enveloppe externe 8 b.

Le dispositif de raccordement 3 comporte une bride supérieure 3 a solidaire du tronçon 2 a, une bride inférieure 3 b solidaire du tronçon 2 b et trois vis

telles que 3 c montées pivotantes autour d'un axe hori-

zontal, sur des pattes fixées à 1200 les unes des autres

autour du tronçon inférieur 2 b.

Les brides 3 a et 3 b comportent des échancrures périphériques dans lesquelles peuvent venir s'engager les vis 3 c L'assemblage et le serrage des brides 3 a et

3 b sont assurés par les écrous engagés sur les vis 3 c.

Les brides 3 a et 3 b comportent une partie centrale cylindrique en saillie dont le diamètre est sensiblement égal au diamètre intérieur des enveloppes 8 a et 8 b qui sont engagées sur la partie centrale de la bride 3 a et

sur la partie centrale de la bride 3 b respectivement.

Les enveloppes externes 8 a et 8 b sont fixées par soudure sur les brides 3 a et 3 b respectivement, à la périphérie

de leur partie centrale.

De plus, les brides 3 a et 3 b comportent un alésage central dont le diamètre est sensiblement égal

au diamètre des enveloppes internes 9 a et 9 b.

Les parties d'extrémité des enveloppes 9 a et 9 b sont engagées dans les alésages des brides 3 a et 3 b respectivement. Lorsque les deux tronçons 2 a et 2 b sont dans leur position assemblée, comme représenté sur la figure 2, les enveloppes internes 9 a et 9 b des tronçons 2 a et 2 b respectivement se trouvent dans le prolongement l'une de l'autre et constituent une enveloppe interne continue délimitant un logement 10 pour un crayon combustible 7,

à l'intérieur de la cellule 1.

Un joint d'étanchéité externe 11 et un joint dyétanchéité interne 12 sont intercalés entre les brides

3 a et 3 b et placés dans des positions coaxiales.

Le joint interne 12 assure la fermeture étan-

che du logement 10, au niveau de l'extrémité de jonction

des enveloppes 9 a et 9 b.

La double enveloppe 8 a, 8 b; 9 a, 9 b permet de réaliser une isolation thermique du logement 10 et

participe à la résistance mécanique de la cellule 1.

La tête 4 de la cellule est traversée, dans le prolongement axial de l'enveloppe 9 a, par un canal 14 débouchant dans une ouverture 15 du couvercle 5 à son

extrémité supérieure.

Le canal 14 et l'ouverture 15 constituent la

partie supérieure du logement 10 de la cellule 1 desti-

née à recevoir un crayon combustible 7.

La partie de pied 6 de la cellule est traver-

sée par une ouverture 16, dans le prolongement axial de

l'enveloppe 9 b.

L'ouverture 16 comporte une partie taraudée 16 a dans laquelle est engagée une vis 17 de fermeture du logement 10 à sa partie inférieure Une pige de réglage 18 dont le diamètre est légèrement inférieur au diamètre intérieur du logement 10 vient en appui, par sa partie inférieure, sur l'extrémité interne de la vis 17 La vis 17 assure la fermeture étanche du logement 10 à sa partie inférieure. Une cellule telle que la cellule 1 est conçue pour permettre la détection de fuite sur des crayons combustibles de types différents présentant différentes longueurs comprises entre une valeur minimale et une

valeur maximale.

Dans leur configuration représentée sur la figure 2, la cellule 1 et le logement 10 présentent une longueur minimale permettant de réaliser à l'intérieur de la cellule une détection sur un crayon combustible du

type présentant la plus faible longueur.

La détection de fuite sur des crayons combus-

tibles de types différents présentant des longueurs supérieures peuvent être effectuée à l'intérieur de la cellule, en intercalant des tronçons supplémentaires sensiblement analogues au tronçon supérieur 2 a et au

tronçon inférieur 2 b, entre ces deux tronçons.

L'assemblage des tronçons successifs du corps 2 de la cellule peut être réalisé en utilisant des dispositifs de raccordement à brides et à vis pivotantes

tels que le dispositif 3.

De plus, les crayons combustibles d'un même

type peuvent présenter certaines variations dimension-

nelles et en particulier certaines différences de lon-

gueur, par exemple sous l'effet des dilatations subies

dans l'ambiance du réacteur.

Dans la mesure o il est nécessaire d'obtenir une localisation précise de la partie supérieure du crayon combustible 7 introduit dans le logement 10, on utilisera des piges de réglage analogue à la pige 18 pour compenser les variations de longueur des différents

crayons combustibles introduits dans le logement 10.

L'introduction des piges 18 est effectuée par l'extrémité de l'ouverture 16 du pied 6 de la cellule et le maintien de ces piges est assuré par la vis 17 de

fermeture de la partie inférieure du logement 10.

Généralement, la position du crayon combus-

tible à l'intérieur du logement 10 est réglée de manière que la partie supérieure du crayon soit saillante d'une longueur voisine de 10 mm par rapport à la surface supérieure de la tête 4 de la cellule sur laquelle vient

reposer le couvercle 5.

L'enveloppe supérieure externe 8 a du corps 2 porte une patte de support 20 sur laquelle est fixé un vérin pneumatique 21 d'ouverture et de fermeture du couvercle 5 La tige 22 du vérin 21 est solidaire d'une

tige d'actionnement 23 montée coulissante dans la direc-

tion axiale à l'intérieur de la tête 4 de la cellule,

grâce à des paliers de glissement.

La tige d'actionnement 23 comporte une extré-

mité supérieure à diamètre réduit venant s'engager dans

le couvercle 5, à l'intérieur d'une ouverture 24.

L'extrémité supérieure de la tige d'actionne-

ment 23 comporte une ouverture de direction diamétrale

dans laquelle est engagée une goupille 25.

Les extrémités de la goupille 25 traversant la partie supérieure de la tige 23 sont engagées dans des

saignées usinées dans le couvercle 5.

L'ouverture 24 traversant le couvercle 5 débouche par une partie d'extrémité taraudée 24 a sur la surface supérieure du couvercle La partie supérieure de la tige d'actionnement 23 constituée sous une forme tubulaire présente sur sa surface interne une partie taraudée 27 dont le diamètre et le pas sont identiques au diamètre et au pas de la partie taraudée 24 a de

l'ouverture 24.

Au-dessus de la partie taraudée 27, l'alésage intérieur de l'extrémité de la tige 23 est élargie diamétralement. Une vis 28 comportant une partie filetée 28 a peut être engagée dans l'ouverture taraudée 24 a puis dans l'ouverture taraudée 27 de l'extrémité de la tige 23, pour assurer une liaison entre le couvercle 5 et la

tige 23.

Le couvercle 5 relié à l'extrémité de la tige

23 par la vis 28 peut être actionné par le vérin pneuma-

tique 23 dans le sens de l'ouverture ou de la fermeture du couvercle 5 Le vérin pneumatique 21 à double effet est alimenté par des conduites reliées à deux raccords

29 a et 29 b solidaires du corps du vérin 21.

Le corps du vérin 21 est fixé de manière articulée par l'intermédiaire d'un axe horizontal 31 sur

la patte de support 20.

La tige d'actionnement 23 porte un galet 34 monté rotatif sur un axe de direction transversale par

rapport à la tige 23 Le galet 34 est engagé à l'inté-

rieur d'une rainure 35 usinée dans la tête 4 de la

cellule 1.

La rainure 35 comporte une partie inférieure rectiligne et une partie supérieure de forme hélicoïdale

ayant pour axe l'axe de déplacement de la tige 23 soli-

daire de la tige 22 du vérin.

Pour réaliser l'ouverture du couvercle 5, à partir de sa position de fermeture représentée sur les figures 1 et 2, on actionne le vérin pneumatique 21 dans le sens provoquant le déplacement de la tige 22 vers le haut. La tige d'actionnement 23 solidaire de la tige 22 du vérin se déplace également vers le haut et assure le soulèvement du couvercle au-dessus de la surface supérieure de la tête 4, le couvercle 5 étant solidaire

de la tige d'actionnement 23, grâce à la vis 28.

Lorsque le galet 34 parvient dans la partie supérieure de la rainure 35 de forme hélicoïdale, la coopération du galet 34 et de la rainure 35 entraîne une mise en rotation de la tige d'actionnement 23 et du couvercle 5 autour de l'axe de déplacement vertical de

la tige 23.

Le couvercle 5 vient se placer par pivotement

autour de l'axe de la tige 23, dans la position d'ouver-

ture de l'extrémité supérieure du logement 10 représen-

tée sur la figure 3.

La fermeture du couvercle 5 est assurée par un déplacement vers le bas de la tige 22 du vérin et de la tige d'actionnement 23, le couvercle effectuant, dans un premier temps, une rotation venant le replacer à

l'aplomb de l'ouverture du logement 10 et, dans un deu-

xième temps, un déplacement vertical, ces déplacements étant obtenus par déplacement du galet 34 en contact respectivement avec la partie hélicoïdale et avec la

partie rectiligne de la rainure 35.

Dans le cas d'une défaillance du vérin 21, l'ouverture ou la fermeture du couvercle 5 peuvent être

réalisées de manière manuelle.

On réalise le dévissage à distance de la vis 28 grâce à une perche à l'extrémité de laquelle est placé un outil venant en prise avec la tête de vis, la cellule 1 étant placée sous une certaine profondeur

d'eau.

Le dévissage de la vis 28 permet de désolida-

riser le couvercle 5 de la tige d'actionnement 23 Le couvercle 5 peut être placé en position d'ouverture grâce à un outil de traction qui est mis en prise avec

l'anse de manutention 37 solidaire du couvercle.

il Le couvercle de la cellule 1 qui est utilisée sous une profondeur d'eau de l'ordre de 10 mètres peut donc être actionné à distance dans tous les cas, soit de manière automatique en utilisant le vérin pneumatique 21, soit en cas de défaillance du vérin, de manière manuelle. Après ouverture du couvercle 5, un élément combustible tel qu'un crayon 7 extrait d'un assemblage défectueux peut être introduit à l'intérieur du logement 10 de la cellule 1, par l'intermédiaire du canal 14 de la tête 4 de la cellule présentant une ouverture évasée

vers le haut.

La position dans la direction verticale du crayon 7 peut être réglée, comme il a été indiqué plus haut, en choisissant une pige de réglage 18 de longueur voulue. Le logement 10 de la cellule est rempli d'eau de la piscine dans laquelle se trouve plongé l'élément combustible Le couvercle 5 est remis en position de

fermeture.

Un joint torique 38 permet d'assurer une fermeture étanche du couvercle 5 qui vient reposer sur la partie supérieure de la tête 4 de la cellule avec une certaine pression qui peut être exercée grâce au vérin 21, par l'intermédiaire de la tige d'actionnement 23 et

de la vis 28.

Le vérin 21 est alimenté en air comprimé par

l'intermédiaire de conduites 39 a et 39 b reliées respec-

tivement aux ajutages 29 a et 29 b.

La tête 4 de la cellule est percée de canaux de distribution de fluide auxquels sont reliés des ajutages 40, 41 et 42 permettant le raccordement de

tuyauteries d'alimentation en fluide.

L'ajutage 40 communique avec un canal débou-

chant dans la partie supérieure du canal 14, c'est-à-

dire à la partie supérieure du logement 10 de la cellu-

le. L'ajutage 41 communique avec un canal relié par l'intermédiaire d'une canalisation 43 à une vanne à trois voies 45 fixée sur le pied 6 de la cellule. L'ajutage 42 communique avec un canal relié par l'intermédiaire d'une canalisation souple 46 à l'une

des voies de la vanne 45 à trois voies.

Les ajutages 40, 41 et 42 permettent de relier la cellule à des conduites d'alimentation d'un circuit de fluide qui est représenté sur la figure 4 et qui sera

décrit plus loin.

Les ajutages 40 et 42 sont reliés à des conduites du circuit de fluide dans lesquelles peuvent

circuler de l'eau déminéralisée ou de l'air sous pres-

sion. L'ajutage 40 permet de mettre en communication la partie supérieure du logement 10 de la cellule avec le circuit de fluide alors que l'ajutage 42 permet de mettre en communication la partie inférieure du logement avec le circuit de fluide, par l'intermédiaire de la

vanne à trois voies 45.

L'ajutage 41 qui est relié à une conduite d'air comprimé du circuit de fluide permet d'assurer la

commande de la vanne à trois voies 45.

La vanne à trois voies 45 comporte une premiè-

re voie communiquant avec la conduite 46, une seconde voie communiquant avec un canal 48 débouchant à la partie inférieure du logement 10 (figure 2 B) et une troisième voie non représentée débouchant à l'intérieur

de la piscine.

On va maintenant se reporter à la figure 4, pour décrire le circuit de fluide relié à la cellule 1

et permettant d'effectuer les différentes phases succes-

sives du procédé de détection suivant l'invention.

On a représenté la cellule 1 dont le couvercle peut être actionné pour son ouverture ou sa fermeture par le vérin pneumatique 21 à double effet dont les

chambres sont alimentées en air comprimé par les condui-

tes 39 a et 39 b. Le logement 10 de la cellule, comme il a été décrit plus haut, est relié à sa partie inférieure au circuit de fluide, par l'intermédiaire du canal 48, de la vanne à trois voies 45 et d'une canalisation 46 ' comportant une partie d'extrémité constituée par la

conduite 46 représentée sur les figures 1 et 2.

Le circuit de fluide comporte une source d'eau déminéralisée sous pression 50 et une source d'air

comprimé 51 reliées l'une et l'autre, par l'intermédiai-

re de conduits de liaison, à la canalisation 46 ' reliée à la vanne à trois voies 45 à la partie inférieure de la cellule i et, à une canalisation 53 reliée à la partie

supérieure de la cellule par l'intermédiaire de l'ajuta-

ge 40.

Des électrovannes telles que 54 a, 54 b et 54 c permettent d'assurer la liaison des canalisations 46 ' et 53 avec la source d'eau déminéralisée ou avec la source d'air comprimé dont la pression est de l'ordre de

bars.

La source d'air comprimé 51 est de plus reliée

aux conduites 39 a et 39 b d'alimentation du vérin pneuma-

tique 21, par l'intermédiaire d'une conduite 55 et de

vannes à trois voies 56 a et 56 b.

La commande des vannes à trois voies 56 a et

56 b permet d'assurer l'alimentation de l'une des cham-

bres du vérin en air comprimé et la mise à l'atmosphère de l'autre chambre, pour commander le déplacement du vérin dans un sens ou dans l'autre, c'est-à-dire dans le

sens de l'ouverture ou de la fermeture du couvercle 5.

Des manomètres tels que 57 a, 57 b, 57 c et 57 d permettent de mesurer la pression de l'eau déminéralisée

ou de l'air comprimé provenant des sources 50 et 51.

Une vanne à trois voies 58 est intercalée sur la conduite 53 reliée à la partie supérieure du logement de la chambre 1, entre l'ajutage 40 et le point de raccordement de la conduite 53 avec la conduite 60 d'alimentation en eau déminéralisée ou en air comprimé

sur laquelle est placée l'électrovanne 54 a.

L'une des voies de la vanne 58 est reliée à l'ajutage 40 par la conduite 53, une seconde voie est reliée à la conduite 60 par une conduite 53 ' et la troisième voie est reliée par une conduite 61 à un

dispositif de prélèvement d'eau 62.

La conduite 53 ' est prolongée au-delà de son embranchement avec la conduite 60, de manière à être reliée à un pot de comptage radio-actif 63 comportant un détecteur Y ou p disposé à l'intérieur d'un blindage de

plomb 64.

Le pot de comptage 63 est lui-même relié, par l'intermédiaire d'une vanne à trois voies, à un circuit

de pompage comportant une pompe à vide 66.

Le pot de comptage 63 comporte une unité de comptage 65 constituée par le détecteur t ou p reliée à un module électronique 67 permettant d'exploiter les

résultats fournis par l'unité de comptage 65 et d'assu-

rer leur affichage en sortie sur un enregistreur 67 '.

Le dispositif de prélèvement 62 comporte un récipient 68 ayant une capacité voisine d'un litre, une vanne de prélèvement 69 et un flacon 70 d'une capacité

de 100 cm 3.

Le récipient de prélèvement 62 comporte une conduite de sortie reliée à un conduit d'évacuation 71 permettant de renvoyer l'eau prélevée par le récipient 68, dans la piscine 75 à l'intérieur de laquelle est

plongée la cellule 1.

Un dispositif de vidange 72 relié à la conduite 71 est également placé en-dessous du flacon de prélèvement 70. La vanne à trois voies 45 fixée à la partie inférieure de la cellule comporte une première voie 45 a reliée par l'intermédiaire du canal 48 à la partie inférieure du logement 10 de la cellule, une seconde voie 45 b reliée à la conduite 46 ' du circuit de fluide

et une troisième voie 45 c reliée à une conduite d'éva-

cuation d'eau débouchant dans la piscine.

La conduite 55 d'alimentation en air comprimé du vérin 21 est également reliée à la conduite 43, avec interposition d'une électrovanne 73 On peut ainsi assurer la commande de la vanne à trois voies 45 par

* ouverture ou fermeture de l'électrovanne 73.

Comme il est indiqué plus haut, pour effectuer une détection sur un crayon combustible, on introduit ce crayon 7 dans le logement 10 de la cellule dont on

laisse le couvercle ouvert.

Dans un premier temps, l'eau contenue dans les conduites 46 et 46 ' est repoussée par de l'air comprimé, dans la piscine, à travers la cellule 1 Pour celà, la vanne 54 b est ouverte et les voies 45 b et 45 a de la

vanne 45 sont remises en communication.

On ferme ensuite le couvercle 5 de la cellule

-1 de manière étanche.

On injecte de l'air comprimé provenant de la source 51, dans la partie supérieure du logement 10 de la cellule 1, par l'intermédiaire des conduites 60 et 53, la vanne 54 c étant ouverte et la vanne à trois voies

58 étant placée dans une position mettant en communica-

tion les conduites 53 ' et 53.

La vanne à trois voies 45 est commandée de

manière que ses voies 45 a et 45 c soient mises en commu-

nication, pour faire communiquer le canal 48 débouchant à la partie inférieure du logement 10 avec la conduite d'évacuation d'eau à l'intérieur de la piscine 75. L'air sous pression pénétrant dans le logement

à sa partie supérieure permet d'évacuer l'eau conte-

nue dans le logement 10, à l'intérieur de la piscine 75, par l'intermédiaire du canal 48 et de la vanne à trois

voies 45.

La vanne à trois voies 45 est ensuite placée dans une position assurant la liaison entre les voies b et 45 a Ainsi, tout le circuit sur lequel sont

disposées les électrovannes 54 b et 54 c est rempli d'air.

On commande la fermeture de l'électrovanne 54 c et on met en fonctionnement la pompe à vide 66, de manière à évacuer l'air contenu dans le logement 10 de la cellule 1 et à établir une pression sensiblement

inférieure à la pression atmosphérique dans ce logement.

Le crayon combustible contenu dans le logement se trouve alors soumis, sur sa surface extérieure, à une pression réduite, si bien que dans le cas o ce crayon présente une ou plusieurs fissures génératrices de fuite, des gaz de fission sont aspirés à l'intérieur

du logement 10.

On commande alors l'ouverture de l'électrovan-

ne 54 d.

De l'air est ainsi introduit dans le logement de la cellule 1 par sa partie inférieure et réalise un balayage du logement 10 provoquant l'entraînement des

gaz de fission dégagés précédemment. Les gaz de fission sont entraînés par l'air de balayage dans le pot de

comptage 63 dont le volume est

sensiblement supérieur au volume du logement 10.

On assure ainsi le recueil dans le pot de comptage 63 de la totalité ou d'une-partie substantielle des gaz de fission dégagés éventuellement par le crayon combustible. Un comptage radio-actif effectué par l'unité dans le pot 63 permet d'afficher sur l'enregistreur 67, après traitement par le module électronique 66, les

résultats du comptage effectué.

On détecte alors, par comparaison avec un comptage effectué sur un crayon sain, la présence de gaz de fission et on en déduit que le crayon combustible en

cours d'examen est défectueux.

Dans le cas o des gaz de fission ne sont pas détectés en quantité significative, on en déduit que le crayon en cours de contrôle ne présente pas de fuite

interdisant sa réutilisation.

L'enregistreur 67 ' peut être conçu de manière à afficher en clair le diagnostic (défectueux ou non

défectueux) relatif au crayon.

Cependant, dans tous les cas, le diagnostic

effectué par comptage sur les gaz de balayage du loge-

ment 10, après mise sous pression réduite de ce loge-

ment, est vérifié, par une seconde opération de détec-

tion, dans le cadre de la mise en oeuvre du procédé

suivant l'invention.

Pour celà, on effectue, grâce à l'électrovanne 54 a, le remplissage du logement 10 en eau déminéralisée,

l'air de balayage précédemment introduit dans le loge-

ment étant évacué par le circuit de comptage.

On place la vanne à trois voies 58 dans sa position mettant en communication la conduite 53 et la

conduite 61 de prélèvement.

L'eau déminéralisée qui est venue en contact avec le crayon à l'intérieur du logement 10 parvient dans le récipient de prélèvement 68 On remplit le flacon de prélèvement 70 en ouvrant la vanne 69 et on effectue un comptage en laboratoire sur l'échantillon

contenu dans le flacon 70 pour déterminer, par comparai-

son avec un comptage effectué sur un échantillon de l'eau de piscine, la présence éventuelle de produits de

fission dans cet échantillon.

Lorsqu'un résultat certain a été obtenu, on extrait le crayon de la cellule après ouverture du couvercle 5 et on dépose le crayon dans une zone de

stockage, avant son évacuation vers une usine de retrai-

tement, à l'intérieur d'un conteneur ou sa réutilisation à l'intérieur d'un assemblage combustible, suivant le

résultat du contrôle effectué.

Après avoir extrait le crayon du logement de la cellule, à l'issue d'une opération de détection, on referme le couvercle de la cellule et l'on effectue une décontamination et un lavage du volume intérieur de la

cellule par une circulation d'air, puis par une circula-

tion d'eau On vérifie ensuite que la cellule est reve-

nue dans son état initial et ne renferme plus de produit

de fission, par un comptage direct sur du gaz de balaya-

ge traversant la cellule vide et par un prélèvement

d'eau dont on effectue le comptage en laboratoire.

Le pot de comptage 63 qui est utilisé pour la détection de produits de fission dans les gaz circulant à l'intérieur de la cellule comporte un détecteur 3

associé à la chaîne de comptage 65, au module électroni-

-que 67 et à l'enregistreur 67 '.

Après détection d'un crayon non-étanche, on effectue, sur la cellule ne renfermant pas de crayon combustible dans son logement, un cycle complet analogue

au cycle mis en oeuvre pour la détection.

Après lavage et décontamination, la cellule est de nouveau prête pour assurer la détection sur un

crayon combustible.

L'extraction et la mise en place des crayons

dans le logement de la cellule de détection sont effec-

tuées grâce à une pince de manutention qui est mise en prise avec l'extrémité du crayon restant saillante par rapport à la surface supérieure de la tête 4 de la cellule, après enlèvement du couvercle 5 La longueur de

cette partie d'extrémité venant à l'intérieur du loge-

ment 15 du couvercle en position fermée est de l'ordre

de 10 mm; cette longueur peut être réglée, comme indi-

qué plus haut, en choisissant une pige de réglage de

longueur voulue.

Le procédé et le dispositif suivant l'inven-

tion permettent de réaliser une détection de fuite sur des éléments combustibles individuels, tels que des crayons pour assemblages combustibles, de manière très fiable, rapide et par des opérations réalisées en grande

partie de façon automatique.

Le comptage effectué sur un échantillon d'eau prélevé dans le logement de la cellule qui est réalisé en laboratoire permet de vérifier dans les meilleures conditions possibles les résultats du comptage effectué

sur un gaz ayant circulé dans le logement de la cellule.

Le procédé et le dispositif suivant l'inven-

tion permettent de vérifier des résultats obtenus par

une méthode de détection de crayons combustibles défec-

tueux dans un assemblage utilisant par exemple des transducteurs d'ultrasons ou des sondes à courants de Foucault Il devient ainsi possible de contrôler de manière individuelle et de vérifier l'état des crayons d'un assemblage combustible, de manière à effectuer la

restauration de cet assemblage de manière très sûre.

L'invention ne se limite pas au mode de réali-

sation qui a été décrit C'est ainsi que la cellule de détection peut présenter une structure différente de celle qui a été décrite Le corps de la cellule peut être réalisé sous forme monobloc La constitution sous

forme de tronçons séparés permettant cependant un régla-

ge en fonction de la longueur des éléments combustibles

sur lesquels on effectue la détection.

Le couvercle de la cellule peut comporter des moyens d'ouverture et de fermeture différents de ceux qui ont été décrits Le circuit de fluide peut également être réalisé d'une manière différente en utilisant tout

composant hydraulique ou pneumatique, tel que des élec-

trovannes ou des distributeurs.

L'invention s'applique à la détection de fuite sur tout élément combustible individuel d'un assemblage

pour réacteur nucléaire refroidi à l'eau.

Claims (13)

REVENDICATIONS

1. Procédé de détection de fuite sur un

élément combustible d'un assemblage pour réacteur nuclé-

aire, caractérisé par le fait: qu'on introduit l'élément combustible dans une cellule ( 1), disposé sous eau, dans une piscine

( 75),

qu'on injecte de l'air sous pression dans la cellule ( 1), de manière à la vidanger de l'eau qu'elle contient, qu'on établit une presion inférieure à la pression atmosphérique dans la cellule ( 1), de manière à favoriser l'échappement de produit de fission provenant de l'élément combustible, en cas de fuite, qu'on réalise un balayage des gaz contenus dans la cellule ( 1) par un courant d'air de balayage et qu'on recueille ces gaz dans une installation ( 63) de détection de produit de fission, qu'on introduit de l'eau dans la cellule

( 1),

qu'on effectue un prélèvement d'eau dans la cellule ( 1) qu'on effectue une détection de produits de fission dans le prélèvement d'eau et qu'on extrait l'élément combustible de la cellule ( 1) après avoir

déterminé la présence éventuelle de fuite sur cet élé-

ment combustible, par détection de produits de fission.

2. Procédé suivant la revendication 1, carac-

térisé par le fait qu'on réalise successivement en

utilisant un détecteur Y ou p un comptage sur les pro-

duits de fission contenus dans la cellule ( 1) et entraî-

nés par l'air de balayage immédiatement après le balaya-

ge de la cellule et un comptage sur un échantillon d'eau prélevé dans la cellule ( 1), de manière différée et en

laboratoire.

3. Procédé suivant la revendication 2, carac-

térisé par le fait qu'on détermine-de manière automati-

que et qu'on affiche sur un enregistreur ( 67 ') le résul-

tat du comptage sur les produits de fission contenus dans l'air de balayage.

4. Dispositif de détection de fuite sur un

élément combustible d'un assemblage pour réacteur nuclé-

aire caractérisé par le fait qu'il comporte: une cellule ( 1) comportant un corps creux ( 2) de forme allongée délimitant un logement ( 10) pour

un élément combustible ( 7) s'étendant suivant la direc-

tion longitudinale du corps ( 2) et débouchant dans des pièces d'extrémité ( 4, 6) de la cellule, l'une de ces pièces d'extrémité ( 4) recevant un couvercle ( 5) de

fermeture et d'ouverture d'une des extrémités du loge-

ment ( 10), des moyens ( 21, 23, 28, 37) d'ouverture et de fermeture à distance du couvercle ( 5), et un circuit de fluide comportant au moins une source d'eau déminéralisée sous pression ( 50), une source d'air comprimé ( 51), des conduites de liaison ( 46, 46 ', 53, 53 ', 60) des sources ( 50, 51) au logement

( 10) de la cellule ( 1), des moyens de comptage de pro-

duits radio-actifs ( 63, 65, 67, 67 ') et une pompe ( 66) reliée au logement ( 10) de la cellule ( 1), des moyens ( 61, 62, 70) de prélèvement d'eau dans le logement ( 10) de la cellule ( 1) et des organes de commande ( 54 a, 54 b, 54 c, 58, 45) de la circulation de l'eau et de l'air sous pression dans le circuit de fluide et dans le logement

( 10) de la cellule ( 1).

5. Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé par le fait que le corps ( 2) de la cellule ( 1) comporte au moins deux tronçons successifs ( 2 a, 2 b) suivant la direction longitudinale de la cellule, reliés

par un dispositif de raccordement démontable ( 3).

6. Dispositif suivant l'une quelconque des

revendications 4 et 5, caractérisé par le fait que les

moyens de commande de l'ouverture et de la fermeture du couvercle ( 5) de la cellule ( 1) comportent un vérin ( 21) fixé sur le corps ( 2) de la cellule ( 1) dont la tige ( 22) est prolongée par une tige d'actionnement ( 23) reliée au couvercle ( 5) à son extrémité opposée à la

tige ( 22) du vérin ( 21) mobile dans la direction longi-

tudinale de la cellule ( 1), de manière à déplacer le couvercle ( 5) dans la direction longitudinale, la tige ( 23) portant au moins un galet ( 34) engagé dans une rainure ( 35) de la pièce d'extrémité ( 4) de la cellule ( 1) sur laquelle repose le couvercle ( 5) de manière à réaliser successivement le déplacement du couvercle dans la direction longitudinale et le pivotement du couvercle

autour de l'axe de la tige d'actionnement ( 23).

7. Dispositif suivant la revendication 6, caractérisé par le fait que la tige d'actionnement ( 23) est reliée au couvercle ( 5) par l'intermédiaire d'une vis ( 28) de direction longitudinale engagée dans une ouverture du couvercle et dans une ouverture taraudée de la tige ( 23) et par une goupille ( 25) de direction transversale par rapport à la tige ( 23), traversant la

tige ( 23) et comportant des parties d'extrémité à l'ex-

térieur de la tige ( 23) engagée dans des logements du

couvercle ( 5).

8. Dispositif -suivant la revendication 7, caractérisé par le fait qu'une anse de manutention ( 37) est fixée sur le couvercle ( 5), de manière à pouvoir réaliser l'ouverture du couvercle ( 5) de façon manuelle et à distance, après dévissage de la vis ( 28) de liaison

entre le couvercle ( 5) et la tige d'actionnement ( 23).

9. Dispositif suivant l'une quelconque des

revendications 4 à 8, caractérisé par le fait que l'une

des pièces d'extrémité ( 6) de la cellule ( 1) percée d'un canal ( 16) de direction longitudinale comporte des moyens ( 17) de fermeture et d'ouverture de l'extrémité du canal ( 16) débouchant à l'extérieur de la cellule, pour l'introduction et le maintien dans le logement ( 10) de la cellule d'une pige de réglage ( 18) de direction longitudinale servant de support à l'une des extrémités de l'élément combustible pour régler la position de l'élément combustible dans le logement ( 10), dans la

direction longitudinale.

10 Dispositif suivant l'une quelconque des

revendications 4 à 9, caractérisé par le fait que le

circuit de fluide est relié au logement ( 10) de la

cellule ( 1), à l'une de ses extrémités, par l'intermé-

diaire d'une vanne à trois voies ( 45), dont une voie communique avec l'extrémité du logement ( 10) dont une seconde voie communique avec une canalisation ( 46, 46 ') de circulation d'eau ou d'air sous pression du circuit

de fluide et dont une troisième voie débouche, à l'exté-

rieur de la cellule, dans la piscine dans laquelle est plongée la cellule ( 1), la vanne à trois voies ( 45)

étant commandée par un fluide sous pression.

11. Dispositif suivant la revendication 10, caractérisé par le fait que la vanne à trois voies ( 45) est reliée, pour sa commande, à une conduite ( 46, 46 ')

du circuit de fluide recevant de l'air comprimé.

12. Dispositif suivant l'une quelconque des

revendications 6 à 8, caractérisé par le fait que le

vérin pneumatique ( 21) de commande d'ouverture et de fermeture du couvercle ( 5) est relié par des conduites ( 39 a, 39 b) au circuit de fluide pour son alimentation en

air comprimé.

13. Dispositif suivant l'une quelconque des

revendications 4 à 12, caractérisé par le fait que le

corps ( 2) de la cellule ( 1) comporte une double envelop-

pe ( 8 a, 9 a, 8 b, 9 b) dont l'enveloppe interne ( 9 a, 9 b) délimite le logement ( 10) de réception de l'élément

combustible ( 7).