FR2995124A1

FR2995124A1 - Grilles d'espacement avec des contacts de crayon a deviation limitee pour assemblages combustibles nucleaires et procedes de realisation de celles-ci

Info

Publication number: FR2995124A1
Application number: FR1358195A
Authority: FR
Inventors: Kathryn M Martin
Original assignee: Global Nuclear Fuel Americas LLC
Current assignee: Global Nuclear Fuel Americas LLC
Priority date: 2012-09-04
Filing date: 2013-08-27
Publication date: 2014-03-07
Anticipated expiration: 2033-08-27
Also published as: SE1351022A1; US10176899B2; US20140064434A1; SE541270C2; JP2014062896A; JP6286707B2; FR2995124B1

Abstract

Les grilles d'espacement de combustible nucléaire (100) comportent un contact de crayon élastique à déviation limitée (461). Les grilles d'espacement (100) peuvent en plus comporter un contact rigide (462) sans fonctionnalité élastique. Un degré de déviation peut être choisi sur la base d'un seuil de déformation plastique, d'un mouvement maximal de crayon combustible (14), de charges transversales prévues en relation avec l'assemblage combustible, l'inspection, la manipulation, le transport, le fonctionnement, des accidents et/ou n'importe quelles autres caractéristiques de fonctionnement. Les grilles d'espacement (100) comportent des contacts élastiques à déviation limitée (461) et/ou des contacts rigides (462) dans plusieurs arrangements dans la grille d'espacement (100) et/ou sur un seul crayon combustible (14). Les grilles d'espacement (100) sont compatibles avec un procédé de fabrication simple qui forme des composants rigides, limitant la déviation, et des composants élastiques à partir d'un seul support. Les grilles d'espacement de combustible (100) sont utilisables avec plusieurs types d'assemblages combustibles.

Description

Grilles d'espacement avec des contacts de crayon à déviation limitée pour assemblages combustibles nucléaires et procédés de réalisation de celles-ci La figure 1 est une vue en coupe d'un assemblage combustible 10 classique de réacteur nucléaire, utilisé généralement dans des réacteurs nucléaires commerciaux à eau légère pour la production d'électricité partout dans le monde. Plusieurs assemblages combustibles 10 sont transportés jusqu'à un réacteur et sont mis en place dans celui-ci, en étant proches les uns des autres, pour entretenir une réaction nucléaire en chaîne. Un fluide modérateur et/ou un caloporteur passe habituellement dans l'assemblage combustible 10 dans une direction axiale, améliorant la réaction en chaîne et/ou transportant la chaleur à partir de l'assemblage 10. Comme le montre la figure 1, l'assemblage combustible 10 comporte plusieurs crayons combustibles 14 contenant de la matière fissile et s'étendant dans la direction axiale à l'intérieur de l'assemblage 10. Les crayons combustibles 14 sont délimités par un canal 12 qui forme l'extérieur de l'assemblage 10, en maintenant l'écoulement de fluide dans l'assemblage 10 sur toute la longueur axiale de celui-ci. Un assemblage combustible 10 classique comporte également une ou plusieurs grilles d'espacement de combustible 18 classiques, à différentes positions axiales. La grille d'espacement de combustible 18 permet aux crayons combustibles 14 de passer dans des ouvertures de type quadrillage dans la grille d'espacement 18, en alignant et en espaçant ainsi les crayons combustibles 14. Un ou plusieurs crayons d'eau 16 ou d'autres éléments de l'assemblage peuvent également passer dans la grille d'espacement 18, et les dimensions et la forme de quadrillage et la forme globale de la grille d'espacement 18 peuvent varier selon des conceptions différentes de l'assemblage 10. La figure 2 est une illustration d'une grille d'espacement de combustible 18 de l'état de la technique, vue dans une direction axiale. Comme le montre la figure 2, la grille d'espacement 18 classique comporte plusieurs ouvertures de grille 41 qui peuvent être formées par plusieurs lames intérieures 42 réunies. Une bande périphérique 49 peut entourer la grille d'espacement 18 et comporter un ou plusieurs éléments incurvés en forme de baignoire 44 qui sont en contact avec le canal 12 (fig. 1). Comme on le voit dans la figure 2, plusieurs crayons combustibles 14 peuvent passer dans la grille d'espacement 18, à travers des ouvertures de grille 42 correspondantes, lorsqu'elle est utilisée dans un assemblage. Les ouvertures de grille 41 peuvent avoir une taille sensiblement similaire et une disposition linéaire, telles qu'elles sont montrées dans la figure 2, ou bien elles peuvent être disposées et dimensionnées d'une autre manière pour recevoir d'autres conceptions de combustible. Par exemple, les ouvertures de grille 41 pour les crayons d'eau 16 peuvent être plus grandes que les ouvertures de grille 41 pour des crayons combustibles 14 plus petits. En variante, toutes les ouvertures de grille 41 peuvent avoir la même dimension, et un ou plusieurs contacts de crayon 46 peuvent être utilisés pour amener les crayons combustibles 14 en contact rigide avec la grille d'espacement 18, si les ouvertures de grille 41 sont plus grandes qu'un diamètre des crayons combustibles 14. Par exemple, les contacts de crayon 46 peuvent être fixés à une ou plusieurs parois latérales 45 de l'ouverture de grille 41 et s'étendre vers l'intérieur pour entrer en contact avec le crayon combustible 14 et relier celui-ci de façon rigide à la grille d'espacement 18, dans une direction transversale. Des exemples de réalisation englobent des grilles d'espacement de combustible nucléaire qui se trouvent le long 5 d'emplacements axiaux d'un assemblage combustible et entourent/alignent des crayons combustibles qui les traversent. Des exemples de réalisation d'éléments d'espacement englobent un contact de crayon spécialisé avec un composant élastique et un composant limiteur associé qui limite la déviation du composant 10 élastique. Le composant élastique peut être réalisé de plusieurs manières différentes, comprenant une saillie incurvée avec une longueur permettant d'entrer en contact minimal avec le crayon combustible. Les composants limiteurs sont également de natures diverses et peuvent englober une saillie incurvée avec une longueur 15 inférieure à celle du composant élastique pour permettre un certain degré de mouvement du crayon combustible contre le composant élastique, avant être arrêté, par exemple par un contact avec le composant limiteur. Le degré de mouvement autorisé peut être à peu près un seuil pour la déformation plastique du composant élastique 20 ou tout autre critère souhaité. Les composants élastique et limiteur de déviation peuvent être disposés et mis en relation de plusieurs manières différentes dans les exemples de réalisation, englobant un composant élastique central, s'étendant dans le sens axial, relié par - deux extrémités axiales à la grille d'espacement, avec des limiteurs 25 de déviation à chaque extrémité axiale. Des exemples de réalisation de grilles d'espacement de combustible peuvent en outre comprendre une butée rigide, sans aucun composant élastique correspondant. Des exemples de grilles d'espacement de combustible peuvent comporter des contacts de crayons spécialisés, en n'importe quel 30 nombre et avec n'importe quel motif, en fonction de la conception de l'assemblage combustible, des caractéristiques de fonctionnement souhaitées et des charges et chocs prévus. Des exemples de grilles d'espacement de combustible peuvent être rectilignes avec des ouvertures de grille carrées, présentant des contacts de crayon spécialisés, s'étendant par exemple par quatre depuis chaque paroi intérieure de chaque ouverture. Dans un exemple de ce type, les contacts de crayon spécialisés peuvent comporter une combinaison de butées rigides et de composants élastiques placés autour de chaque crayon combustible. Des exemples de réalisation englobent 10 des assemblages combustibles nucléaires dotés de grilles d'espacement dans lesquelles passent plusieurs crayons, qui sont chacun en contact avec une combinaison souhaitée de contacts à déviation limitée et rigides, en différents points autour de chaque crayon. 15 Des exemples de procédé comprennent la fabrication et l'utilisation d'assemblages combustibles nucléaires et de grilles d'espacement avec des composants élastiques à déviation limitée. Des exemples de procédé peuvent comprendre le découpage de pièces intérieures de grilles d'espacement, pour former ensemble la 20 pièce et des pièces élastiques et/ou rigides limitant la déviation, de sorte que l'on obtient un procédé de fabrication simplifié et des éléments internes de grille d'espacement intégrés et continus. En outre, différents composants peuvent être découpés ou amincis pour apporter de la rigidité et des niveaux d'élasticité souhaités, en 25 fonction des besoins en combustible. L'objet de la présente invention sera mieux compris par l'homme du métier à l'étude détaillée de la description ci-après des modes de réalisation préférés fournis uniquement à titre d'exemple, en se référant aux dessins annexés, sur lesquels -la figure 1 est une vue d'une partie d'un assemblage combustible nucléaire classique; -la figure 2 est une vue d'une grille d'espacement de l'état de la technique, dans une direction axiale; -la figure 3 est une vue d'un exemple de réalisation de grille d'espacement de combustible, dans une direction axiale; -la figure 4 est une vue d'un exemple de réalisation de contact de crayon spécialisé; et -la figure 5 est une vue en coupe d'un exemple de réalisation d'une grille d'espacement de combustible, dans une direction axiale, représentant un détail d'un exemple de réalisation de contact de crayon spécialisé. Les déposants ont constaté que les assemblages combustibles sont soumis à différents chocs et contraintes au cours de leur durée de vie, englobant le transport, l'installation, la manipulation, des événements sismiques et la production d'énergie, qui couvrent une grande plage de profils de forces transversales agissant sur l'assemblage. Ainsi, bien qu'il soit souhaitable de maintenir les crayons combustibles dans des positions particulières dans un assemblage combustible en vue de l'écoulement de fluide, de la neutronique et de la manipulation, le contact rigide et direct entre la grille d'espacement et les crayons combustibles peut augmenter le risque d'endommagement de la grille d'espacement ou des crayons combustibles, lorsque l'assemblage est soumis à certaines charges transversales, par exemple des événements de chocs soudains ou des vibrations intenses. D'autre part, les déposants ont constaté qu'une liaison rigide entre la grille d'espacement et les crayons combustibles peut provoquer des détériorations au cours du mouvement axial de la grille d'espacement par rapport aux crayons combustibles, au cours des processus d'assemblage et de désassemblage dé combustible, et/ou peut conduire à une déformation plastique d'éléments internes de la grille d'espacement ou de crayons combustibles au cours de certains événements de charge transversale, ce qui risque d'endommager l'assemblage. D'un autre côté, des liaisons purement élastiques entre la grille d'espacement et les crayons combustibles peuvent avoir pour résultat un espacement moins facile à prévoir des crayons combustibles, lorsque l'assemblage est soumis à certaines charges transversales, conduisant à une déformation plastique de telles liaisons élastiques et/ou à un mauvais positionnement des crayons combustibles. Des liaisons élastiques peuvent également avoir des grandes sections transversales qui sont inacceptables pour produire la force élastique nécessaire, réduisant l'écoulement du caloporteur et le transfert thermique de refroidissement de crayon. Les exemples de réalisation décrits ci-après traitent ces problèmes ainsi que d'autres problèmes relevés par les déposants, avec des solutions uniques apportées par des exemples de réalisation. La présente invention concerne des grilles d'espacement de combustible, des assemblages combustibles comportant des grilles d'espacement et des procédés de formage et d'utilisation de celles- ci, où les grilles d'espacement comportent un contact de crayon qui applique une force élastique à un crayon combustible, jusqu'à un certain degré, et est ensuite limité en déviation. Cela peut éviter une déformation permanente de l'élément élastique, aboutir à un espacement souhaité des crayons combustibles, simplifier la fabrication et/ou aboutir à plusieurs autres caractéristiques souhaitées. Des exemples de réalisation spécifiques sont traités ci-après et illustrent des exemples de mise en oeuvre. La figure 3 est une illustration d'une coupe d'un profil d'un exemple de réalisation de grille d'espacement de combustible 100.

Comme le montre la figure 3, l'exemple de grille d'espacement de combustible 100 peut comporter plusieurs éléments de grilles d'espacement de l'état de la technique et être utilisé avec ou à la place de celles-ci, par exemple celles représentées dans les figures 1 et 2. La grille d'espacement de combustible peut présenter plusieurs ouvertures de grille 141 intérieures, formées par des lames 142 intérieures dans une bande périphérique 149 extérieure. Des crayons combustibles 14 peuvent traverser la grille d'espacement de combustible 100 en passant par les ouvertures de grille 141, une ou plusieurs parois 145 intérieures des ouvertures de grille 141 n'étant pas en contact direct avec un crayon 14 correspondant. Des parties non représentées de Pexemple de réalisation de grille d'espacement de combustible 100 peuvent être similaires à la partie représentée dans la figure 3, de manière à doter la totalité de l'exemple de réalisation de grille d'espacement 100 d'un nombre arbitraire d'ouvertures 141 et de crayons combustibles 14. Bien que l'exemple spécifique de la figure 3 soit montré sous une forme et avec une disposition rectilignes, comme les grilles d'espacement de l'état de la technique des figures 1 et 2, il faut savoir que d'autres géométries, dimensions et dispositions d'ouvertures de grille sont possibles et utilisables comme exemples de réalisation. L'exemple de réalisation de la grille d'espacement de combustible 100 peut comporter d'autres éléments, tels que des volets d'écoulement, des mélangeurs à ailettes de turbulence, des filtres à débris, des éléments baignoires, et autres, qui permettent d'utiliser la grille d'espacement avec plusieurs types d'assemblages combustibles, par le biais de variations appropriées ou connues. Comme le montre la figure 3, l'exemple de réalisation de grille d'espacement de combustible 100 comporte un exemple de réalisation de contact de crayon 146 qui entre en contact avec le crayon combustible 14 en s'étendant transversalement (la direction horizontale ou verticale dans l'exemple de la figure 3) depuis la paroi intérieure 145 de l'ouverture de grille 141. Le contact de crayon 146 de l'exemple de réalisation comporte au moins un élément parmi une butée rigide 462 et un contact élastique 461 à déviation limitée. La butée rigide 462 empêche généralement le mouvement relatif d'un crayon combustible 14 mis en contact, en direction de la paroi intérieure 145 la plus proche, à partir de laquelle s'étend la butée rigide 462. Le contact élastique 461 à déviation limitée est souple et permet un certain mouvement, mais pas un mouvement complet, d'un crayon combustible 14 mis en contact, en direction de la paroi intérieure 145 la plus proche, à partir de laquelle s'étend le contact élastique 461 à déviation limitée. Cela signifie que le contact élastique 146 à déviation limitée établit une distance ou un jeu que le crayon combustible 14 peut parcourir en direction d'une paroi intérieure 145, en étant soumis uniquement à une force élastique de restauration, mais au-delà de laquelle/duquel le crayon combustible 14 est soumis à une force de blocage rigide. Ce jeu ou ce degré de mouvement peut être choisi sur la base d'une constante d'élasticité du contact élastique 461 à déviation limitée, d'une distance minimale souhaitée entre le crayon combustible 14 et la paroi intérieure 145, des forces de choc prévues, rencontrées par un assemblage combustible comportant ceux-ci, lors du transport, de l'utilisation ou en cas d'accident, et/ou du seuil plastique du contact élastique 461 à déviation limitée. Il est possible de placer n'importe quel nombre de contacts de crayon 146 spécialisés dans une ouverture de grille 141. Par exemple, si une ouverture de grille 141 comporte quatre parois intérieures 145, un contact de crayon 146 spécialisé peut s'étendre depuis chaque paroi 145 pour prévoir quatre contacts 146 spécialisés en contact avec un crayon combustible 14. En variante, il est également possible de prévoir des contacts de crayon 146 multiples ou non spécialisés sur n'importe quelle paroi intérieure 145 donnée, et n'importe quel nombre de parois intérieures 145, y compris une paroi intérieure unique circulaire, de type virole, peut être utilisé dans des exemples de réalisation de grilles d'espacement. Ainsi, dans des exemples de réalisation de grilles d'espacement, un seul contact de crayon 146 spécialisé dans une seule ouverture de grille 141 peut être présent, et dans d'autres exemples de réalisation, jusqu'à des douzaines de contacts de crayon 146 spécialisés peuvent être présents dans un nombre allant jusqu'à la totalité des ouvertures de grille 141 Les contacts de crayon 146 spécialisés peuvent être disposés pour doter les crayons combustibles 14 de caractéristiques d'amortissement souhaitées. Par exemple, comme montré dans la figure 3, deux contacts élastiques 461 à déviation limitée peuvent s'étendre à partir de deux parois 145 perpendiculaires, tandis que deux butées rigides 462 peuvent s'étendre à partir de parois 145 perpendiculaires opposées, dans une ouverture de grille 141 donnée.

L'exemple de disposition de la figure 3 peut ainsi produire des forces élastiques à déviation limitée, dans deux directions transversales perpendiculaires, et des forces rigides dans deux autres directions perpendiculaires. Bien entendu, d'autres dispositions, y compris toute la résistance élastique à déviation limitée à partir de contacts élastiques 461 à déviation limitée, dans une direction Ou dans toutes les directions, un seul contact rigide à partir d'une seule direction, et/ou différents mélanges de contacts élastiques, de contacts rigides et/ou d'absence de contact à partir de n'importe quel nombre de côtés dans différentes ouvertures de grille 141, peuvent etre utilisées dans des modes de réalisation de grilles d'espacement. Les ingénieurs en matière de combustible nucléaire peuvent utiliser des modes de réalisation de grilles d'espacement avec des contacts de crayon rigides et élastiques variables pour atteindre un degré élevé de support et de réponse pour des crayons combustibles espacés par des modes de réalisation, en obtenant des degrés souhaités de support et/ou d'amortissement, en fonction de la position du crayon dans une grille d'espacement, d'un faisceau et/ou du coeur, en fonction d'amplitudes et de directions prévues de chocs de fonctionnement ou de transport, en fonction de conditions de vibration en régime permanent, et autres. Si les contacts de crayon 146 spécialisés utilisent deux contacts opposés, par exemple à la fois un contact élastique 461 à déviation limitée et une butée rigide 462, comme montré dans la figure 3, le contact de crayon 146 spécialisé peut être en contact avec plusieurs crayons combustibles 14 dans différentes ouvertures de grille 141, en s'étendant des deux côtés d'une lame interne 142. Dans l'exemple de la figure 3, le contact de crayon spécialisé comporte une butée rigide 462, qui crée un contact rigide pour un crayon combustible 14 dans une ouverture de grille 141, et un contact élastique 461 opposé à déviation limitée, qui crée un contact de restauration souple pour un autre crayon combustible 14 dans une ouverture de grille 141 adjacente. Le contact de crayon 146 spécialisé peut être mis en oeuvre de plusieurs manières pour obtenir des caractéristiques de contact élastique souhaitées, rigides et/ou à déviation limitée, pour les crayons combustibles qu'il supporte. La figure 4 est un exemple de réalisation montrant une disposition particulière pour un contact de crayon 146 spécialisé qui crée à la fois un contact rigide et un contact élastique à déviation limitée pour des crayons combustibles adjacents. Comme le montre la figure 4, le contact de crayon 146 spécialisé de l'exemple de réalisation comprend un contact élastique 461a qui peut être un ressort ou un prolongement ayant une longueur transversale suffisante pour entrer en contact avec un crayon combustible placé dans une cellule avec le contact de crayon 146 spécialisé. Le contact élastique 461a peut avoir des bords arrondis et un profil relativement mince, de manière à avoir un effet minimal de capture et/ou de blocage de débris sur le fluide s'écoulant sur un crayon et un contact de crayon 146 spécialisé, dans la direction axiale. Le contact élastique 461a peut en outre être formé pour réduire à un minimum le profil hydraulique de modes de réalisation de grilles d'espacement dans lesquels il peut être utilisé, en étant mince et allongé dans la direction axiale (la direction verticale dans l'exemple de la figure 4), tout en s'étendant de façon minimale dans la direction transversale (la direction horizontale dans l'exemple de la figure 5), de manière à bloquer le moins possible l'écoulement de fluide, tout en produisant la force de résistance souhaitée. Le contact de crayon élastique 461a peut être formé de n'importe quel matériau compatible avec un environnement d'exploitation de réacteur nucléaire, par exemple des zircaloys, des alliages d'aluminium, des aciers inoxydables et/ou des alliages de nickel, tel que X-750. Le contact élastique 461a peut être formé jusqu'à obtenir une épaisseur et d'autres dimensions permettant de produire une constante d'élasticité souhaitée et/ou un seuil de déformation plastique, sur la base de n'importe quel nombre de critères, tels que la position dans le coeur, des caractéristiques de crayon combustible, des charges et des vibrations prévues, et autres. Etant donné que le contact élastique 461a peut produire une force de restauration souple pour un crayon combustible en contact, avec seulement une zone de contact incurvée relativement étroite/mince, le risque d'encrassement, de corrosion et/ou de capture de débris entre le contact élastique 461a et un crayon combustible peut être réduit à un minimum. L'exemple de réalisation de contact de crayon 146 spécialisé comporte également un limiteur de déviation 461b s'étendant dans la direction transversale depuis la lame intérieure 142. Le limiteur de déviation 461b est relativement rigide et, lorsqu'il est poussé pour venir en contact avec un crayon combustible, il empêchera dans une large mesure tout mouvement supplémentaire du crayon combustible en direction d'une paroi intérieure 145 (fig. 3) d'une grille d'espacement dans laquelle il est utilisé. Comme montré dans la figure 5, le limiteur de déviation 461b s'étend en direction d'un crayon combustible sur une distance plus courte qu'un contact élastique 461a correspondant. Ainsi, le limiteur de déviation 461b établit un jeu d permettant au crayon combustible 14 de se déplacer en direction d'une paroi intérieure 145 d'un exemple de grille d'espacement, tout en étant soumis uniquement à la force de restauration du contact résistant élastique 461a. Le jeu d peut être choisi sur la base d'une constante d'élasticité du contact élastique 461a, d'une distance minimale souhaitée entre des exemples de grilles d'espacement et des crayons combustibles 14, de forces de choc attendues, rencontrées par un assemblage combustible qui en est doté, lors du transport, de l'utilisation ou en cas d'accident, et/ou du seuil de déformation plastique du contact élastique 461a.

Par exemple, d peut être une distance inférieure à un seuil de déformation plastique du contact élastique 461a, de manière à ce que le contact élastique 461a conserve une constante élastique et une longueur suffisantes, et donc une fonctionnalité, même à la suite d'une force transversale irnportante qui amène le limiteur de déviation 461b en contact direct avec le crayon combustible 14. En variante ou en plus, d peut par exemple être une distance maximale entre une lame intérieure 142 d'un exemple de réalisation de grille d'espacement et une surface interne du crayon combustible 14, afin de conserver des niveaux souhaités d'écoulement ou d'autres propriétés thermohydrauliques d'un assemblage combustible qui les contient. Comme montré dans la figure 4, des limiteurs de déviation 461b multiples peuvent être utilisés, à savoir un sur chaque côté axial du contact élastique 461a. De toutes ces manières et d'autres manières, le limiteur de déviation 461b peut empêcher de façon rigide un mouvement relatif supplémentaire entre les éléments de la grille d'espacement et les crayons combustibles 14 dans des combinaisons souhaitées, avec un mouvement relatif autorisé entre ceux-ci, auquel résiste le contact élastique 461a qui l'inverse. Le contact de crayon 146 spécialisé de l'exemple de réalisation peut en outre comporter une butée rigide 462 qui établit un contact solide rigide avec un crayon combustible. Comme le montrent les figures 4 et 5, la butée rigide 462 peut être similaire au limiteur de déviation 461b mais pas appariée à un élément élastique quelconque en contact avec le même crayon combustible. Par exemple, la butée rigide 462 peut également être un prolongement mince arrondi d'une longueur transversale pour fournir un support rigide à un crayon combustible 14 en contact avec elle. Ainsi, la butée rigide 462 peut également présenter un blocage d'écoulement et/ou un profil de retenue de débris minimal, tout en étant en contact avec une zone minimale du crayon combustible 14. Par exemple, comme le montre la figure 5, une largeur latérale de la butée rigide 462, du contact élastique 461a et du limiteur de déviation 461b peut être d'environ 0,1 pouce ou moins. La butée rigide 462 et le limiteur de déviation 461b peuvent s'étendre dans des directions transversales relativement opposées pour créer l'espacement minimal respectif requis entre les crayons combustibles 14 dans des ouvertures de grille 141 adjacentes. La butée rigide 462 et le limiteur de déviation 461b peuvent être relativement plus épais que le contact élastique 461a et peuvent être supportés de manière plus directe depuis la lame intérieure 142, afin de présenter une élasticité relativement faible et apporter la rigidité et la limitation de mouvement souhaitées. De façon similaire, la butée rigide 462 et/ou le limiteur de déviation 461b, conjointement avec d'autres pièces de l'exemple de contact de crayon 146 spécialisé, peuvent être fabriqués à partir de n'importe quel matériau compatible avec un environnement d'exploitation de réacteur nucléaire, englobant des zircaloys, des alliages d'aluminium, des aciers inoxydables et/ou des alliages de nickel, tel que X-750.

Les contacts de crayon 146 spécialisés peuvent être formés à partir de lames intérieures 142 par un processus de fabrication de découpage ou de moulage qui ne nécessite pas de pièces supplémentaires ni de raccords avec les lames intérieures 142 et crée ainsi un exemple de grille d'espacement 100 simplifié, plus léger. Par exemple, les lames intérieures 142 peuvent être fabriquées par un procédé de découpage qui produit une quantité de matière et définit une épaisseur des lames intérieures 142 à par exemple environ 0,010 ou plus. Le contact élastique 462 peut être formé ensuite par élargissement, découpage et/ou amincissement de portions souhaitées de la lame intérieure 142, ou par élimination de portions souhaitées de la lame intérieure 142, comme dans le cas de l'exemple de réalisation de contact de crayon 146 spécialisé montré dans les figures 4 et 5, où des portions de la lame intérieure 142 sont retirées autour du contact élastique 462. Ou bien, par exemple, le contact élastique 461a peut être formé en soudant une lame de ressort sur la lame intérieure 142 ou en la fixant d'une autre manière à la lame intérieure 142. Les contacts de crayon 146 spécialisés et d'autres éléments d'exemples de réalisation de grilles d'espacement de combustible 100 peuvent être soumis à des traitements thermiques ou à un durcissement par vieillissement après leur fabrication. Le limiteur de déviation 461b et la butée rigide 462, comme le contact élastique 461a, peuvent être formés par découpage ou moulage de lames intérieures 142 au cours de la fabrication d'exemples de réalisation de grilles d'espacement. Ainsi, le processus de fabrication peut être simplifié, puisqu'il ne nécessite pas de pièces ou de raccords supplémentaires et réduit à un minimum le poids d'exemples de réalisation de grilles d'espacement en utilisant des contacts de crayon spécialisés. Les limiteurs de déviation 461b et les butées rigides 462 peuvent être découpés lors de la formation de la lame intérieure 142, de manière à conserver une épaisseur d'origine, avec peu ou pas d'amincissement du matériau. En variante, les limiteurs de déviation 461b et les butées rigides 462 peuvent être des pièces rigides séparées qui sont soudées ou fixées d'une autre manière aux lames intérieures 142. Bien qu'il soit représenté dans un agencement spécifique dans les figures 4 et 5, et dans une disposition dans un exemple de réalisation de grille d'espacement 100 dans la figure 3, le contact élastique 461 à déviation limitée peut comporter des éléments élastiques et limiteurs de déviation arrangés dans plusieurs configurations différentes, et des exemples de réalisation de contacts de crayon 462 spécialisés peuvent être positionnés et orientés de plusieurs manières différentes et comporter différents composants. Ainsi, des exemples de réalisation de grilles d'espacement peuvent comporter un limiteur de déviation 462 de type anneau entourant un contact élastique 461, des limiteurs de déviation 462 espacés à intervalles réguliers entre les contacts élastiques 461a sur la lame intérieure 142, et autres éléments. Ainsi, tant qu'une paroi intérieure 145 souhaitée comporte un contact élastique 461a et un limiteur de déviation 461b, pouvant fonctionner ensemble pour empêcher la déformation plastique du contact élastique 461a, la grille d'espacement comporte un contact de crayon 146 élastique à déviation limitée. D'après les exemples de modes de réalisation et de procédés 10 ainsi décrits, l'homme du métier comprendra que les exemples de réalisation peuvent être modifiés et remplacés par l'expérience acquise par la routine, tout en restant dans le cadre des revendications qui suivent. Ainsi, bien que quelques exemples de réalisation soient décrits avec des contacts de crayon spécialisés 15 dans certaines positions et avec des caractéristiques rigides et élastiques dans des ouvertures de grille rectilignes opposées, il faut savoir que des exemples de réalisation de grilles d'espacement peuvent comporter n'importe quelle combinaison et n'importe quel positionnement d'un élément élastique et d'un limiteur de déviation. 20 En outre, il faut savoir que des exemples de modes de réalisation et de procédés peuvent être utilisés en relation avec tout type de combustible et de réacteur, où des grilles d'espacement axiales sont utilisées pour aligner les crayons combustibles. Ces variantes ne doivent pas être considérées comme s'écartant de la portée des 25 revendications qui suivent.

Nomenclature des pièces Pièce Référence Assemblage combustible 10 Canal 12 Crayon combustible 14 Crayon d'eau 16 Grille d'espacement de combustible 18 Ouverture de grille 41 Lame intérieure 42 Parois latérales 45 Contacts de crayon 46 Bande périphérique 49 Exemple de réalisation de grille d'espacement de combustible 100 Ouverture de grille intérieure 141 Lame intérieure 142 Parois intérieures 145 Exemple de réalisation de contact de crayon 146 Bande périphérique 149 Contact élastique à déviation limitée 461 Contact élastique 461a Limiteur de déviation 461b Butée rigide 462

Claims

REVENDICATIONS1. Assemblage combustible nucléaire, caractérisé en ce qu'il comprend : une pluralité de crayons combustibles (14) contenant du combustible nucléaire et s'étendant dans une direction axiale; et une grille d'espacement dans laquelle passent les crayons combustibles (14), la grille d'espacement comportant : une pluralité d'éléments intérieurs formant une pluralité d'ouvertures intérieures, chacun des crayons combustibles (14) passant dans une ouverture correspondante des ouvertures intérieures; et au moins un contact de crayon (46) s'étendant dans l'une des ouvertures intérieures et présentant une longueur transversale pour entrer en contact avec le crayon combustible (14) passant dans l'ouverture, le contact de crayon (46) comportant un élément résistant élastique et un limiteur de déviation (461b) correspondant.
2. Assemblage combustible selon la revendication 1, caractérisé en ce que la grille d'espacement comprend en outre une pluralité de contacts de crayon (46), et en ce que les contacts de crayon (46) s'étendent dans une pluralité des ouvertures intérieures.
3. Assemblage combustible selon la revendication 2, caractérisé en ce que chacun des contacts de crayon (46) comporte en outre une butée rigide (462) qui s'étend dans une ouverture adjacente à une ouverture dans laquelle s'étendent l'élément résistant élastique et le limiteur de déviation (461b) correspondazt.
4. Assemblage combustible selon la revendication 3, caractérisé en ce que chacun des crayons combustibles (14) est mis en contact en un premier point par l'un des éléments résistants élastiques, en un deuxième point par un autre des élémentsrésistants élastiques, en un troisième point par l'une des butées rigides (462) et en un quatrième point par une autre des butées rigides (462), et en ce que les premier, deuxième, troisième et quatrième points sont répartis autour du crayon combustible (14) à un intervalle de 90 degrés, et en ce que le premier point est opposé au troisième point sur le crayon combustible (14).
5. Assemblage combustible selon la revendication 3, caractérisé en ce que chaque élément résistant élastique, butée rigide (462) et limiteur de déviation (461b) est sans interruption matérielle avec l'un des éléments intérieurs.
6. Assemblage combustible selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément résistant élastique comporte une saillie incurvée configurée pour entrer en contact avec le crayon combustible (14) seulement au sommet de la courbe.
7. Grille d'espacement de combustible pour un assemblage combustible selon la revendication 1, caractérisé en ce que le limiteur de déviation (461b) présente une longueur transversale plus courte que l'élément résistant élastique, de manière à ce que le crayon combustible (14) et l'élément résistant élastique doivent se déplacer en direction de l'élément intérieur dans la direction transversale pour entrer en contact avec le limiteur de déviation (461b).
8. Grille d'espacement de combustible pour un assemblage combustible selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'une différence entre la longueur transversale du limiteur de déviation (461b) et la longueur transversale de l'élément résistant élastique est à peu près égale à un seuil de déformation plastique de l'élément résistant élastique.
9. Grille d'espacement de combustible destinée à être utilisée dans un assemblage combustible nucléaire selon la revendication 1, la grille d'espacement comprenant : au moins un élément intérieur formant une ouverture intérieure configurée pour recevoir un crayon combustible (14) et fixer le crayon combustible (14) dans la grille d'espacement; et un contact de crayon (46) s'étendant à partir de l'élément intérieur et présentant une longueur transversale pour entrer en contact avec un crayon combustible (14) passant dans l'ouverture, caractérisé en ce que le contact de crayon (46) comporte un élément résistant élastique et un limiteur de déviation (461b).
10. Grille d'espacement de combustible selon la revendication 9, caractérisée en ce que l'élément résistant élastique comporte une saillie incurvée, configurée pour entrer en contact avec le crayon combustible (14), seulement au sommet de la courbe.
11. Grille d'espacement de combustible selon la revendication 9, caractérisée en ce que le limiteur de déviation (461b) présente une longueur transversale plus courte que l'élément résistant élastique, de manière à ce que le crayon combustible (14) et l'élément résistant élastique doivent se déplacer en direction de l'élément intérieur dans la direction transversale pour entrer en contact avec le limiteur de déviation (461b).
12. Grille d'espacement de combustible selon la revendication 11, caractérisée en ce qu'une différence entre la longueur transversale du limiteur de déviation (461b) et la longueur transversale de l'élément résistant élastique est à peu près égale à un seuil de déformation plastique de l'élément résistant élastique.
13. Grille d'espacement de combustible selon la revendication 11, caractérisée en ce que le limiteur de déviation (461b) comporte deux prolongements incurvés s'étendant dans ladirection transversale sur chaque côté axial de l'élément résistant élastique.
14. Grille d'espacement de combustible selon la revendication 9, caractérisée en ce que le contact élastique 461a est relié à l'élément intérieur uniquement à deux extrémités axiales.
15. Grille d'espacement de combustible selon la revendication 9, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre : au moins une butée rigide (462), s'étendant à partir de l'élément intérieur et présentant une longueur transversale pour entrer en contact avec le crayon combustible (14) passant dans l'ouverture.
16. Grille d'espacement de combustible selon la revendication 9, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre : une pluralité d'éléments intérieurs, les éléments intérieurs étant des lames intérieures (142), s'étendant sur une longueur ou une largeur de la grille d'espacement de combustible, et les éléments intérieurs étant réunis pour former une pluralité d'ouvertures.
17. Grille d'espacement de combustible selon la revendication 16, caractérisée en ce que les lames intérieures (142) réunies se croisent à angles droits et forment une pluralité d'ouvertures qui sont des ouvertures de grille carrées.
18. Grille d'espacement de combustible selon la revendication 16, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre : une pluralité de contacts de crayon- (46) s'étendant à partir des lames intérieures (142) dans chacune des ouvertures; et une pluralité de butées- rigides (462) s'étendant à partir des lames intérieures (142) dans chacune des ouvertures, en vis-à-vis d'un contact correspondant des contacts de crayon (46), chacune des butées rigides (462) présentant une longueur transversale pourentrer en contact avec le crayon combustible (14) passant dans l'ouverture.
19. Procédé de fabrication d'un assemblage de combustible nucléaire, le procédé comprenant : la constitution d'une grille d'espacement de combustible présentant une pluralité de lames intérieures (142) qui forment des ouvertures, pour recevoir des crayons combustibles (14), et une bande périphérique s'étendant autour de la grille d'espacement, caractérisé en ce que la constitution comprend la mise en place d'un élément résistant élastique et d'un limiteur de déviation (461b) correspondant sur une même lame intérieure, Pélément résistant élastique se déplace de façon élastique dans une direction transversale, et le limiteur de déviation (461b) correspondant est rigide dans la direction transversale.
20. Procédé selon la revendication 19, caractérisé en ce que la mise en place comprend le découpage d'un support pour former la lame intérieure, l'élément résistant élastique et le limiteur de déviation (461b).