WO2000028548A1 - Procede de montage d'un assemblage de combustible pour reacteur nucleaire et assemblage de combustible ainsi realise - Google Patents

Procede de montage d'un assemblage de combustible pour reacteur nucleaire et assemblage de combustible ainsi realise Download PDF

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WO2000028548A1
WO2000028548A1 PCT/FR1999/002717 FR9902717W WO0028548A1 WO 2000028548 A1 WO2000028548 A1 WO 2000028548A1 FR 9902717 W FR9902717 W FR 9902717W WO 0028548 A1 WO0028548 A1 WO 0028548A1
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WO
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holding
pencils
fuel assembly
rods
fuel
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PCT/FR1999/002717
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Inventor
Bernard Petit
Original Assignee
Framatome
Compagnie Generale Des Matieres Nucleaires
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C3/00—Reactor fuel elements and their assemblies; Selection of substances for use as reactor fuel elements
    • G21C3/30—Assemblies of a number of fuel elements in the form of a rigid unit
    • G21C3/32—Bundles of parallel pin-, rod-, or tube-shaped fuel elements
    • G21C3/34—Spacer grids
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C3/00—Reactor fuel elements and their assemblies; Selection of substances for use as reactor fuel elements
    • G21C3/30—Assemblies of a number of fuel elements in the form of a rigid unit
    • G21C3/32—Bundles of parallel pin-, rod-, or tube-shaped fuel elements
    • G21C3/334—Assembling, maintenance or repair of the bundles
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30—Nuclear fission reactors

Definitions

  • the present invention relates to a fuel assembly for a nuclear reactor.
  • such a fuel assembly comprises fuel rods constituted by tubes of material which absorb little neutrons, into which pellets of fissile material are introduced. These rods are arranged parallel to each other in a bundle and are supported by means of holding elements distributed evenly over the length of this bundle.
  • These holding elements are formed, in a known manner, by spacer grids each comprising receiving cells either of a fuel rod, or of a guide tube intended for the passage of absorbent rods.
  • the walls of the receiving cells of each fuel rod are provided with means for axially and transversely holding this rod, which are constituted by elastic means, such as springs, as well as by fixed points, such as bosses.
  • This arrangement gives, for example, six support points with a fuel rod on the walls of each cell.
  • the assembly of a fuel assembly as described above consists first of all in forming the framework of this assembly.
  • the various spacer grids are placed one behind the other in the precise configuration which they must adopt once the assembly has been carried out.
  • These spacers are generally secured to the guide tubes to form a skeleton.
  • the set of rods is pulled so as to position them in corresponding cells formed in the spacer grids, before axially securing the assembly thus formed, by means of end caps, fixed to the guide tubes, by example removably.
  • end caps fixed to the guide tubes, by example removably.
  • such a fuel assembly has certain drawbacks inherent in its mounting method. Indeed, the operation consisting in pulling the rods induces a tensioning of these, which is likely to generate stresses causing embrittlement of these rods.
  • the invention proposes to implement a method of mounting a fuel assembly which makes it possible to dispense with tensioning and pulling operations. fuel rods.
  • the invention relates more particularly to the implementation of such a method, in which the axial stresses exerted on the pencils and the risk of scratches of the latter are largely eliminated.
  • the subject of the invention is a method of mounting a fuel assembly for a nuclear reactor, the assembly comprising fuel rods arranged in a bundle and a frame comprising several rod holding assemblies, distributed along the length. of these pencils, characterized in that it comprises the following stages consisting in:
  • each holding module is introduced into the internal volume of each belt after a corresponding row of fuel rods.
  • the invention also relates to a fuel assembly for a nuclear reactor capable of being mounted in accordance with the method as described above, comprising fuel rods arranged in a bundle and a frame comprising several rod holding assemblies, distributed over the length of these pencils, characterized in that each holding assembly comprises a polygonal belt having a configuration for access to its interior volume and a configuration for closing the interior volume, each holding assembly further comprising modules for holding the pencils, suitable for immobilizing the pencils with respect to the belt and between them.
  • FIG. 1 is a schematic side elevation view of a fuel assembly for a nuclear reactor according to the invention
  • FIG. 2A is a schematic view along the line II-II in Figure 1, illustrating the mounting of fuel rods in a holding assembly according to a first embodiment of the invention
  • Figure 2B is a perspective view of a clip with which the holding assembly shown in Figure 2 is provided;
  • FIG. 2C is a perspective view illustrating the fixing of a fuel rod in its axial direction
  • FIG. 2D is a sectional view on a larger scale, similar to Figure 2A, illustrating the fuel rods immobilized within the holding assembly;
  • FIG. 3A and 3B are views similar to Figures 2B and 2D respectively, illustrating a second embodiment of the invention;
  • Figure 4A is a sectional view, similar to Figure 2A, illustrating the mounting of fuel rods in a holding assembly according to a third embodiment of the invention
  • FIG. 4B is a perspective view illustrating a clip which is provided with the holding assembly shown in Figure 4A;
  • - Figure 4C is a sectional view on a larger scale, similar to Figure 4A, showing the fuel rods once immobilized within the holding assembly;
  • Figures 5A and 5B are views similar to Figures 4B and 4C, illustrating a fourth embodiment of the invention.
  • FIGS. 6A and 6B are views similar to Figures 4B and 4C, illustrating a fifth embodiment of the invention
  • FIGS. 7A and 7B are views similar to FIGS. 4B and 4C, illustrating a sixth embodiment of the invention
  • Figures 8A and 8B are views similar to Figures 4B and 4C, illustrating a seventh embodiment of the invention.
  • FIG. 1 represents a fuel assembly of a nuclear reactor, designated as a whole by the reference 2.
  • This assembly comprises fuel rods 4 arranged parallel to each other so as to form a beam.
  • End grids 6 are also attached to the two axial ends of the rods 4.
  • the latter are supported by holding elements, distributed evenly over the length of these rods.
  • These holding elements which are designated by the reference 8 in this figure 1, will be described in more detail in the following.
  • a certain number of guide tubes 10, intended in a known manner for the passage of absorbent rods, are interposed within the bundle of rods 4.
  • the guide tubes are fixed, at their two ends, to respective end pieces 12, 14 ensuring the axial maintenance of the fuel assembly.
  • FIGS. 2A to 2D illustrate a first alternative embodiment of a holding assembly 8 for the fuel rods 4, as well as the various steps making it possible to subject these rods and this holding assembly to one another.
  • the holding assembly according to this first alternative embodiment of the invention comprises a belt 16 formed by two complementary elements, namely a main part 16A and a cover 16B, both in the shape of a U.
  • the bottom of the main part 16A is designated by the reference 16C, while its side walls are designated by the reference 16D.
  • FIG. 2A represents the belt 16 in its configuration for access to its interior volume, which is permitted because the main part 16A and the cover 16B which is complementary thereto are not mutually subject.
  • the main part 16A of the belt 16 is intended to receive successive rows R of pencils 4, in which are inserted guide tubes 10 shown in FIG. 1.
  • the bottom 16C of this part 16A is provided with bosses 18 produced so known and each of which is intended to come into contact with a fuel rod 4.
  • the central part of the cover 16B is further provided with means of elastic snap-fastening of the rods 4, which will be described in detail in the following.
  • the holding assembly also comprises holding modules 20, each of which is intended to immobilize a row of pencils 4 relative to the belt 16, by elastic snap-fastening.
  • Each holding module 20 comprises a plate 22 intended to be interposed between two successive rows of rods 4. This plate 22 is provided, at its transverse ends with reference to the main direction of the rods 4, with two flanges 23, directed at the opposite of the bottom 16C of the main part 16A and whose function will be explained in what
  • the plate 22 is further provided with staples 24 intended to hold the pencils 4 by elastic snap-fastening.
  • Each staple has two transverse ends 24A and 24B, as well as a median projection 24C, directed opposite the plate 22.
  • a pencil can be fixed by means of a single clip, the axial dimension of which, with reference to the main direction of the pencils, is substantially close to that of the plate 22. It is also possible to provide, as shown in particular in the figure 2C, for fixing a single pencil, several staples of the same transverse profile, the axial dimension of which is smaller and which are distributed along the plate 22.
  • Bosses 26, similar to those 18 provided on the bottom 16C, are further formed on the plate 22, opposite the retaining clips 24.
  • the plate 22 and the staples 24 are linked to each other by a mechanical process or by any other process, such as by welding.
  • Spacers 28 also project from the plate 22 perpendicular to the main direction thereof, opposite the bosses 26.
  • the rods of a first row R x are fixed by elastic snap-fastening in the corresponding clips 24 of the first plate 22 n .
  • each pencil 4 rests against a corresponding clip at three points of the latter, namely its two transverse ends 24A and 24B as well as a midpoint corresponding to the projection 24C.
  • the holding module 20 ⁇ is brought to which this first row R ⁇ is fixed, against the bottom 16C of the main part 16A.
  • This row of pencils is therefore introduced into the interior volume of the belt 16 in a direction generally perpendicular to the longitudinal axis of these pencils.
  • Each pencil 4 then bears against a corresponding boss 18.
  • the spacers 28 bear against the bottom 16C.
  • the flanges 23 with which the plate 22 1 is provided are fixed to the side walls 16D of the main part 16A, for example by welding. They can also be fixed removably.
  • a second row R 2 of rods 4 is inserted into the staples 24 of the plate 22 2 of a second holding module 20 2 . The whole is then moved so as to bring the rods of this second row into contact with the bosses 26 with which the first plate 22 x is provided. This operation is then repeated with all of the rows R of fuel rods 4.
  • the upper row R n is held in place by elastic snap-fastening by means of clips which are provided with the central part of the cover 16B, which are similar to those 24 fitted to each plate 22.
  • the holding modules 20 are independent of the belt 16 and are fixed thereto, for example removably.
  • the fixing of the guide tubes 10 is ensured by means of staples 30 of particular shape, comprising two branches 32 projecting from each plate 22, and having a curvature similar to that of these guide tubes 10.
  • FIGS 3A and 3B illustrate a second embodiment of the invention.
  • the holding assembly 108 of the pencils 4 comprises a belt 116, generally similar to that 16 of the previous figures, and successive holding modules 120. Each of them is formed by a plate 122 similar to that 22 of the previous figure , each plate 122 being provided with clips 124 for holding the rods 4 by elastic snap-fastening.
  • each clip 124 is similar, in its middle part, to clip 24 described with reference to the previous figure. It further comprises a return 131 directed towards the clip which is immediately adjacent to it, in a first direction.
  • each clip 124 is provided, at its end opposite to the return 131, with a projection 132 extending in the direction of the clip which is immediately adjacent to it, in the other direction.
  • each of these has four support points, namely those 124A, 124B and 124C similar to those of the clip 24 previously described, as well as a contact point additional 124D conferred by the return 131 of the immediately adjacent clip.
  • the projection 132 of each clip bears against the immediately adjacent clip, which guarantees the latter increased mechanical strength.
  • the holding assembly 208 of the pencils 4 comprises a belt 216 and successive holding modules 220, each of which is formed by a plate 222 similar to those 22, 122 of the preceding figures, each plate 222 being provided with staples 224 of holding the pencils 4 by elastic snap-fastening.
  • These clips 224 have an elongated shape and extend perpendicular to the plate 222, opposite the flanges 223 which is provided therewith.
  • each clip 224 comprises two bulged end portions, one of which 232A is adjacent to the plate 222 and the other 232B is opposite this plate. These two ends 232A and 232B are separated by a neck 233 the walls of which have a radius of curvature less than the radius of a fuel rod 4. In this way, when a pencil is placed in the vicinity of this neck 233, it is in support against the clip at two points 224A, 224B. This double point support is more advantageous than a linear contact operating on the entire neck 233, since this arrangement makes it possible to reduce the contact surface between the pencil and the staple, which contributes to limiting the overheating undergone by pencils.
  • each staple 224 may be formed of a single element having axial dimensions close to that of the plate 222, or alternatively of several elements spaced from each other, arranged along this plate 222.
  • the side walls of the main part 216A and of the cover 216B, intended to form the belt 216 are provided with bosses 218 similar to those 18 described above.
  • the bottom 216C of this main part 216A and the middle part of this cover 216B are devoid of such bosses.
  • a bare plate 222 ' against the face of the staples 224, opposite the core of the bottom 216A, there is a bare plate 222 ', namely without a staple 224.
  • This plate 222' is fixed to the side walls 216D of the main part 216A, by example by welding.
  • a second row of pencils 4 is then placed against the bare plate 222 ′, then a first holding module 220 is added above this row.
  • the pencils are then fixed to this module by elastic snap-fastening.
  • the operation is then repeated with all of the rows of fuel rods 4.
  • the upper row is held by means of additional clips 224 with which the middle part of the cover 216B is provided.
  • the cover 216B is brought back, which is fixed to the bottom 216A, so as to form the belt 216.
  • each of the central rods bears, in cross section, at four points against the staples 224, namely at the level of the two support points 224A, 224B which each of them gives it.
  • central pencil is meant any pencil which is not adjacent to a guide tube and which is not disposed against the side walls of the main part 216A or of the cover 216B.
  • the rods adjacent to a guide tube are supported at three points, namely at one point on the clip 230 separating them from the guide tube considered, and at two points on the clip 224 separating them from a neighboring pencil.
  • the rods arranged against the side walls of the main part 216A and of the cover 216B also rest at three points, namely a point at the level of the boss 218 and two points at the level of the clip 224.
  • an additional holding module can be used replacing the staples 224 resting against the core of the bottom 216A and the bare plate 222 '.
  • FIGS. 5A and 5B illustrate a fourth embodiment of the invention.
  • the holding assembly 308 of the rods 4 comprises holding modules 320 which, unlike the embodiments of the preceding figures, are formed of successive main spacers 321 which extend according to transverse dimensions significantly smaller than those of a row of pencils.
  • Each main spacer 321 has an elongated shape and comprises three successive necks 334A, 334B, 334C defining four bulged portions, arranged on either side of each of these necks and designated by the references 336A, 336B, 336C and 336D respectively.
  • Each neck has two walls arranged on either side of the longitudinal axis of the element.
  • Each of the walls of the end necks 334A, 334C is intended to come into contact with a fuel rod 4, while each wall of the middle neck 334B is intended to support one of the bulged end portions 336A, 336D of a another main spacer 321 arranged perpendicularly, as will be described below.
  • end necks 334A, 334C of the spacers 321 intended to come into contact with the fuel rods, have a radius of curvature less than the radius of these rods.
  • auxiliary spacers 322 on the bottom 316C of the main part 316A of the belt 316. These auxiliary spacers are elongated and have a length close to the half that of the main spacers 321. These auxiliary spacers 322 comprise a single neck 338 defining bulged end portions 340.
  • auxiliary spacers 322 it is advisable to place two successive auxiliary spacers 322 at a distance such that two rods of a first row R x can be interposed between these two spacers, providing a space allowing the insertion, in width, of a main spacer 321.
  • the first row R ⁇ of rods is then held between a main spacer 321 and an auxiliary spacer 322.
  • a row of main spacers 321 is placed above the first row R x of rods 4, parallel to the main direction of this row R 1 , that is to say horizontally in FIG. 5B.
  • a second row R 2 of rods 4 above these horizontal spacers 321.
  • additional main spacers are inserted, perpendicular to the main direction of the rows of rods, that is to say vertically in FIG. 5B.
  • An auxiliary spacer 322 ′ similar to those resting on the bottom 316C, is secured against one of the side walls 316D.
  • the operation is then repeated with all of the rows R of fuel rods 4.
  • the central part of the cover is provided with auxiliary spacers not shown, similar to those 322, allowing the last row of fuel rods to be fixed.
  • the spacers intended to be placed in contact with a guide tube have limited transverse dimensions.
  • the rods which are not disposed at the periphery of the belt 316 rest, at eight contact points, against the main spacers 321 which ensure that they are held in place by snap-fastening elastic.
  • four of these spacers 321 are arranged at the periphery of a given pencil, and come into contact with the latter at two points, through a wall of one of their end necks. Each of these pencils is therefore received in a housing 350 formed by these main peripheral spacers.
  • each holding module 320 relating to a given row of rods, comprises a succession of main spacers 321, two successive spacers extending perpendicularly to one another.
  • Figures 6A and 6B illustrate a fifth embodiment of the invention.
  • the holding assembly 408 comprises, in addition to a belt 416, holding modules 420 which are formed of holding elements 421.
  • the transverse profile of each of these holding elements 421 is substantially square, each side being provided with a edge 421A, directed along a diagonal and projecting towards the outside of the element.
  • the inner periphery of the main part 416A and the cover 416B is provided with bosses 418, on each of which is intended to bear a corresponding pencil. Two successive bosses are separated by a projection 425 of substantially triangular profile.
  • the first row R x of pencils is first placed on each of the bosses 418. Each pencil is then held laterally between two projections 425. A first row of holding elements 421 is then placed, so that their diagonals extend respectively approximately parallel and approximately perpendicular to the row of pencils R x . A second row R 2 of rods is then put in place, then a second row of holding elements 421.
  • the holding elements intended to come into contact with the guide tubes have transverse dimensions smaller than those of the elements intended to be only adjacent to the fuel rods, in order to take account of the larger radius of these guide tubes.
  • each rod which is not in contact with the belt 416, bears at four of its points against one side of each of the four holding elements 420 arranged at its periphery. These support points are placed on diameters D, D ′ of the pencil, which are perpendicular to each other and inclined by approximately 45 ° relative to the plane P of the row of pencils. Each pencil is received in a housing 450 formed by these peripheral holding elements.
  • the pencils in contact with this belt they are in abutment at five points, on one or two holding elements 421, two projections 425 and one or two bosses 418.
  • the elements 421 maintain the pencils 4 by spacing.
  • Each holding module 420 comprises a succession of holding elements 421 extending parallel to each other.
  • Figures 7A and 7B illustrate a sixth embodiment.
  • the holding assembly 508 comprises a belt 516 as well as holding modules 520.
  • the walls of the main part 516A and of the cover, not shown, which form the belt 516, have a corrugated profile, so as to define a cell 517 for receipt of a corresponding fuel rod 4.
  • Each cell 517 is curved and has a radius of curvature less than that of the pencils 4, so that each pencil rests, within its cell, at two points 517A, 517B.
  • Each retaining module 520 has an elongated shape and extends, in a single piece, over the entire width of the rows R of pencils 4.
  • Each module 520 has two corrugated walls defining a succession of bulged portions 521 and collars 522, a pencil corresponding fuel 4 being intended to rest at the level of a corresponding neck 522.
  • the walls of the necks 522 have a radius of curvature less than the radius of the rods 4, so that the latter rest at two points 522A, 522B of a neck corresponding.
  • Some of the bulged portions 521 are supported by a stiffener 524.
  • Each holding module 520 can have axial dimensions, with reference to pencils, similar to those of the belt 516. It is also possible to envisage using several holding modules of smaller axial dimensions, arranged one behind the other.
  • each rod 4 rests at four support points, which are either all conferred by the holding modules 520, or allowed both by a holding module 520 and the walls of the belt 516.
  • the four pencils arranged in the corners of the belt have only three support points, two of which are imparted by the belt itself and the third by one of the holding modules 520.
  • Each central pencil is received in a housing 550 formed by two neighboring holding modules.
  • FIGS 8A and 8B illustrate a seventh embodiment of the invention.
  • the holding assembly 608 comprises a belt 616 as well as holding modules 620.
  • Each holding module 620 has an elongated shape, symmetrical with respect to its main axis. It defines a succession of portions 621 of large section and 622 of small section.
  • Each portion 621 of large section has an end heel 623 intended to come into contact with a corresponding heel of a neighboring holding module.
  • Two projections 625 further extend on either side of this heel 623, and are each intended to come into contact with a corresponding pencil.
  • the large section portions 621 can be supported by ribs not shown, while the portions 622 of small section are provided with fins 626 for stirring the fluid, projecting axially from the holding module.
  • the main part 616A of the belt is provided, at its bottom 616C, with a preformed double bottom 627, defining cells 628 for receiving a corresponding pencil.
  • the walls of each cell have two projections 629 intended to come into contact with a pencil.
  • the assembly consists first of all in placing a first row of pencils on the double bottom 627, then in adding, above this first row, a first holding module 620, which is secured to the side walls of the main part. 616A, for example by welding or mechanical deformation. There is then a second row of pencils, then an additional holding module. This operation is repeated for all the rows of pencils. Then, the cover is not shown, the core of which is provided with a double bottom similar to that 627 fitted to the bottom 616C.
  • each rod 4 rests at four support points, which are either all conferred by the two holding modules arranged on either side of this rod, or by one of the double bottoms 627 and an end support module.
  • Each pencil is received in a housing 650 formed by two neighboring holding modules.
  • the module 620 may have axial dimensions which are close to those of the belt 616, or which are significantly smaller.
  • the holding assemblies equipping the fuel assembly in accordance with the invention ensure an assembly of the fuel rods which does not involve either axial tensioning or pulling of the latter.
  • This assembly also turns out to be significantly shorter than that inherent in fuel assemblies of the prior art.

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Abstract

Ce procédé comporte les étapes suivantes consistant à: disposer des ceintures polygonales (16) dont chacune possède une configuration d'accès à son volume intérieur et une configuration de fermeture dudit volume intérieur; placer lesdites ceintures, dans leur configuration d'accès au volume intérieur, dans la position qu'elles doivent adopter une fois l'assemblage monté; introduire des crayons de combustible (4) dans le volume intérieur desdites ceintures, selon une direction globalement perpendiculaire à l'axe longitudinal desdits crayons; immobiliser lesdits crayons par rapport à chaque ceinture, au moyen de modules de maintien (201, 202) disposés dans le volume intérieur desdites ceintures; et disposer lesdites ceintures dans la configuration de fermeture de leur volume intérieur. Ce procédé permet de s'affranchir des étapes habituelles de mise en tension et de tirage des crayons.

Description

PROCEDE DE MONTAGE D'UN ASSEMBLAGE DE COMBUSTIBLE POUR REACTEUR NUCLEAIRE ET ASSEMBLAGE DE COMBUSTIBLE AINSI REALISE
La présente invention concerne un assemblage de combustible pour un réacteur nucléaire.
De manière habituelle, un tel assemblage de combustible comprend des crayons de combustible constitués par des tubes en matériau absorbant peu les neutrons, dans lesquels sont introduites des pastilles de matière fissile. Ces crayons sont disposés parallèlement les uns aux autres selon un faisceau et sont supportés au moyen d'éléments de maintien répartis de manière régulière sur la longueur de ce faisceau.
Ces éléments de maintien sont formés, de manière connue, par des grilles-entretoises comprenant chacune des cellules de réception soit d'un crayon combustible, soit d'un tube-guide destiné au passage de crayons absorbants. Les parois des cellules de réception de chaque crayon combustible sont pourvues de moyens de maintien axial et transversal de ce crayon, qui sont constitués par des moyens élastiques, tels que des ressorts, ainsi que par des points fixes, tels que des bossettes . Cet agencement confère par exemple six points d'appui au crayon combustible sur les parois de chaque cellule.
Le montage d'un assemblage de combustible tel que décrit ci-dessus consiste tout d'abord à former l'ossature de cet assemblage. On place à cet effet les différentes grilles- entretoises les unes derrières les autres dans la configuration précise qu'elles doivent adopter une fois l'assemblage réalisé. Ces entretoises sont généralement solidarisées avec les tubes- guides pour former un squelette. Puis, on tire l'ensemble des crayons de manière à les positionner dans des cellules correspondantes ménagées dans les grilles-entretoises, avant de solidariser axialement l'assemblage ainsi formé, au moyen d'embouts d'extrémité, fixés aux tubes guides, par exemple de façon amovible . Un tel assemblage de combustible présente cependant certains inconvénients inhérents à son mode de montage. En effet, l'opération consistant à tirer les crayons induit une mise en tension de ceux-ci, qui est susceptible de générer des contraintes entraînant une fragilisation de ces crayons. De plus, étant donné qu'il est nécessaire de tirer le crayon sur l'ensemble de sa longueur, cette opération contraint ce dernier à traverser les cellules des différentes grilles-entretoises disposées les unes à la suite des autres. Ceci a pour effet de soumettre la surface extérieure des crayons à des frottements répétés lors de ces différents passages. Etant donné que les crayons sont amenés à frotter au contact des ressorts et bossettes dont sont munies les parois des cellules, ces crayons sont donc exposés à des rayures qui sont susceptibles, sans précaution particulière, d'être autant d'amorces de corrosion et d'oxydation.
Ces fragilisations, de type mécanique et physico-chimique, auxquelles sont soumis les crayons de combustible, sont de nature à réduire sensiblement la durée de vie de ces derniers. Afin de pallier les inconvénients de l'art antérieur évoqués ci-dessus, l'invention se propose de mettre en oeuvre un procédé de montage d'un assemblage de combustible qui permette de s'affranchir des opérations de mise en tension et de tirage des crayons de combustible. L'invention vise plus particulièrement la mise en oeuvre d'un tel procédé, dans lequel les contraintes axiales s 'exerçant sur les crayons et les risques de rayures de ces derniers soient supprimés dans une large mesure.
A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de montage d'un assemblage de combustible pour réacteur nucléaire, l'assemblage comportant des crayons de combustible disposés en faisceau et une ossature comprenant plusieurs ensembles de maintien des crayons, répartis sur la longueur de ces crayons, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes consistant à :
- disposer des ceintures polygonales, dont chacune appartient à un desdits ensembles de maintien et possède une configuration d'accès à son volume intérieur et une configuration de fermeture dudit volume intérieur ;
- placer lesdites ceintures, dans leur configuration d'accès au volume intérieur, dans la position qu'elles doivent adopter une fois l'assemblage monté ; - introduire lesdits crayons dans le volume intérieur desdites ceintures, selon une direction globalement perpendiculaire à l'axe longitudinal desdits crayons ;
- immobiliser lesdits crayons par rapport à chaque ceinture, au moyen de modules de maintien disposés dans le volume intérieur desdites ceintures ; et
- disposer lesdites ceintures dans la configuration de fermeture de leur volume intérieur.
Selon une autre caractéristique de l'invention, chaque module de maintien est introduit dans le volume intérieur de chaque ceinture après une rangée correspondante de crayons de combustible .
L'invention a également pour objet un assemblage de combustible pour réacteur nucléaire apte à être monté conformément au procédé tel que décrit ci-dessus, comportant des crayons de combustible disposés en faisceau et une ossature comprenant plusieurs ensembles de maintien des crayons, répartis sur la longueur de ces crayons, caractérisé en ce que chaque ensemble de maintien comprend une ceinture polygonale possédant une configuration d'accès à son volume intérieur et une configuration de fermeture du volume intérieur, chaque ensemble de maintien comprenant en outre des modules de maintien des crayons, propres à immobiliser les crayons par rapport à la ceinture et entre eux.
L'invention va être décrite ci-dessous, en référence aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs et dans lesquels :
- la figure 1 est une vue schématique en élévation latérale d'un assemblage de combustible pour réacteur nucléaire conforme à l'invention ; - la figure 2A est une vue schématique suivant la ligne II-II à la figure 1, illustrant le montage de crayons de combustible dans un ensemble de maintien conforme à un premier mode de réalisation de l'invention ; la figure 2B est une vue en perspective d'une agrafe dont est muni l'ensemble de maintien représenté à la figure 2 ;
- la figure 2C est une vue en perspective illustrant la fixation d'un crayon de combustible selon sa direction axiale ,
- la figure 2D est une vue en coupe à plus grande échelle, analogue à la figure 2A, illustrant les crayons de combustible immobilisés au sein de l'ensemble de maintien ; - la figure 3A et 3B sont des vues analogues respectivement aux figures 2B et 2D, illustrant un deuxième mode de réalisation de l'invention ;
- la figure 4A est une vue en coupe, analogue à la figure 2A, illustrant le montage de crayons de combustible dans un ensemble de maintien conforme à un troisième mode de réalisation de l'invention ;
- la figure 4B est une vue en perspective illustrant une agrafe dont est pourvu l'ensemble de maintien représenté à la figure 4A ; - la figure 4C est une vue en coupe à plus grande échelle, analogue à la figure 4A, représentant les crayons de combustible une fois immobilisés au sein de l'ensemble de maintien ;
- les figures 5A et 5B sont des vues analogues aux figures 4B et 4C, illustrant un quatrième mode de réalisation de l'invention ;
- les figures 6A et 6B sont des vues analogues aux figures 4B et 4C, illustrant un cinquième mode de réalisation de l'invention ; - les figures 7A et 7B sont des vues analogues aux figures 4B et 4C, illustrant un sixième mode de réalisation de 1 ' invention et
- les figures 8A et 8B sont des vues analogues aux figures 4B et 4C, illustrant un septième mode de réalisation de l'invention.
La figure 1 représente un assemblage de combustible d'un réacteur nucléaire, désigné dans son ensemble par la référence 2. Cet assemblage comprend des crayons de combustible 4 disposés parallèlement les uns aux autres de manière à former un faisceau. Des grilles d'extrémité 6 sont en outre rapportées aux deux extrémités axiales des crayons 4. Ces derniers sont étayés par des éléments de maintien, répartis de manière régulière sur la longueur de ces crayons. Ces éléments de maintien, qui sont désignés par la référence 8 sur cette figure 1, seront décrits plus en détail dans ce qui suit. Un certain nombre de tubes-guides 10, destinés de manière connue au passage de crayons absorbants, sont interposés au sein du faisceau de crayons 4.
Les tubes-guides sont fixés, à leurs deux extrémités, sur des embouts respectifs 12, 14 assurant le maintien axial de l'assemblage combustible.
Les figures 2A à 2D illustrent une première variante de réalisation d'un ensemble de maintien 8 des crayons combustibles 4, ainsi que les différentes étapes permettant d'assujettir mutuellement ces crayons et cet ensemble de maintien.
L'ensemble de maintien conforme à cette première variante de réalisation de l'invention comprend une ceinture 16 formée par deux éléments complémentaires, à savoir une partie principale 16A et un couvercle 16B, tous deux en forme de U. Le fond de la partie principale 16A est désigné par la référence 16C, alors que ses parois latérales sont désignées par la référence 16D.
La figure 2A représente la ceinture 16 dans sa configuration d'accès à son volume intérieur, ce qui est permis du fait que la partie principale 16A et le couvercle 16B qui lui est complémentaire ne sont pas mutuellement assujettis. La partie principale 16A de la ceinture 16 est destinée à recevoir des rangées R successives de crayons 4, dans lesquelles sont intercalés des tubes-guides 10 représentés à la figure 1. Le fond 16C de cette partie 16A est pourvu de bossettes 18 réalisées de manière connue et dont chacune est destinée à entrer en contact avec un crayon combustible 4. La partie centrale du couvercle 16B est en outre pourvue de moyens d' encliquetage élastique des crayons 4, qui seront décrits en détail dans ce qui suit. L'ensemble de maintien comprend également des modules de maintien 20, dont chacun est destiné à immobiliser une rangée de crayons 4 par rapport à la ceinture 16, par encliquetage élastique. Ces modules permettent également d'immobiliser les crayons entre eux et contribuent à maintenir un espacement transversal constant entre ces crayons. Chaque module 20 de maintien comprend une plaque 22 destinée à être interposée entre deux rangées successives de crayons 4. Cette plaque 22 est pourvue, à ses extrémités transversales en faisant référence à la direction principale des crayons 4, de deux rebords 23, dirigés à l'opposé du fond 16C de la partie principale 16A et dont la fonction sera explicitée dans ce qui
La plaque 22 est en outre pourvue d'agrafes 24 destinées au maintien par encliquetage élastique des crayons 4. Chaque agrafe présente deux extrémités transversales 24A et 24B, ainsi qu'une saillie médiane 24C, dirigée à l'opposé de la plaque 22. Un crayon peut être fixé au moyen d'une unique agrafe dont la dimension axiale, en faisant référence à la direction principale des crayons, est sensiblement voisine de celle de la plaque 22. On peut également prévoir de réaliser, comme le montre en particulier la figure 2C, pour la fixation d'un unique crayon, plusieurs agrafes de même profil transversal, dont la dimension axiale est plus faible et qui sont réparties le long de la plaque 22. Des bossettes 26, analogues à celles 18 ménagées sur le fond 16C, sont en outre formées sur la plaque 22, à l'opposé des agrafes de maintien 24.
La plaque 22 et les agrafes 24 sont liées les unes aux autres par un procédé mécanique ou par tout autre procédé, tel que par soudage.
Des entretoises 28 font en outre saillie à partir de la plaque 22 perpendiculairement à la direction principale de celle-ci, à l'opposé des bossettes 26.
On va maintenant décrire le montage des crayons 4 dans la ceinture 16, au moyen des modules de maintien 20.
On fixe tout d'abord, par encliquetage élastique, les crayons d'une première rangée Rx dans les agrafes correspondantes 24 de la première plaque 22n. Une fois cet encliquetage réalisé, chaque crayon 4 repose contre une agrafe correspondante en trois points de cette dernière, à savoir ses deux extrémités transversales 24A et 24B ainsi qu'un point médian correspondant à la saillie 24C. Puis, on amène le module de maintien 20α auquel est fixée cette première rangée Rλ , contre le fond 16C de la partie principale 16A. Cette rangée de crayons est donc introduite dans le volume intérieur de la ceinture 16 selon une direction globalement perpendiculaire à l'axe longitudinal de ces crayons. Chaque crayon 4 prend alors appui contre une bossette 18 correspondante. De plus, les entretoises 28 prennent appui contre le fond 16C. Les rebords 23 dont est pourvue la plaque 221 sont fixés aux parois latérales 16D de la partie principale 16A par exemple par soudage. On peut aussi les fixer de manière amovible. Puis, on insère une deuxième rangée R2 de crayons 4 dans les agrafes 24 de la plaque 222 d'un deuxième module de maintien 202. On déplace ensuite le tout de manière à faire entrer en contact les crayons de cette deuxième rangée avec les bossettes 26 dont est munie la première plaque 22x. On réitère ensuite cette opération avec l'ensemble des rangées R de crayons combustibles 4. La rangée supérieure Rn est maintenue par encliquetage élastique au moyen d'agrafes dont est munie la partie centrale du couvercle 16B, qui sont analogues à celles 24 équipant chaque plaque 22. Enfin, il s'agit d'assujettir mutuellement le fond 16A au couvercle 16B, de manière à former la ceinture 16. Ceci est réalisé par exemple par rivetage ou soudage des extrémités en regard des parois latérales de ce fond 16A et du couvercle 16B.
Les modules de maintien 20 sont indépendants de la ceinture 16 et sont fixés à celle-ci, par exemple de manière amovible .
La fixation des tubes-guides 10 est assurée au moyen d'agrafes 30 de forme particulière, comportant deux branches 32 faisant saillie à partir de chaque plaque 22, et présentant une courbure analogue à celle de ces tubes-guides 10. Une fois effectué le maintien des crayons 4 dans la ceinture 16, chacun de ces crayons prend appui transversalement en quatre points, à savoir au niveau des trois points de contact 24A, 24B, 24C o avec l'agrafe 24, ainsi qu'au niveau de chaque bossette 18 ou 26.
On a seulement fait référence dans ce qui précède à la fixation des crayons 4 sur un unique ensemble de maintien. En vue de la réalisation de l'assemblage combustible conforme à l'invention, il s'agit tout d'abord de placer les parties principales 16A dans la position qu'elles doivent adopter une fois l'assemblage formé, puis d'insérer simultanément chaque rangée de crayons dans ces parties principales. Les couvercles 16B, complémentaires de chacune des parties 16A, sont alors assujettis à ces derniers.
Les figures 3A et 3B illustrent un deuxième mode de réalisation de l'invention. L'ensemble de maintien 108 des crayons 4 comprend une ceinture 116, globalement analogue à celle 16 des figures précédentes, et des modules de maintien successifs 120. Chacun d'eux est formé d'une plaque 122 analogue à celle 22 de la figure précédente, chaque plaque 122 étant pourvue d'agrafes 124 de maintien des crayons 4 par encliquetage élastique. En coupe transversale, chaque agrafe 124 est analogue, dans sa partie médiane, à l'agrafe 24 décrite en référence à la figure précédente. Elle comporte en outre un retour 131 dirigé vers l'agrafe qui lui est immédiatement voisine, selon un premier sens. De plus, chaque agrafe 124 est pourvue, à son extrémité opposée au retour 131, d'une saillie 132 s 'étendant en direction de l'agrafe qui lui est immédiatement voisine, dans l'autre sens.
Ainsi, une fois 1 ' encliquetage élastique des crayons effectué, chacun de ceux-ci possède quatre points d'appui, à savoir ceux 124A, 124B et 124C analogues à ceux de l'agrafe 24 précédemment décrite, ainsi qu'un point de contact supplémentaire 124D conféré par le retour 131 de l'agrafe immédiatement voisine. De plus, la saillie 132 de chaque agrafe prend appui contre l'agrafe immédiatement voisine, ce qui garantit à cette dernière une résistance mécanique accrue. La fixation des crayons 4 au sein de chaque module de maintien 120, ainsi que leur disposition au sein de la ceinture 116, sont identiques à celles décrites en référence aux figures précédentes. Il est à noter que le fond 116A et les plaques 122 sont dépourvus de bossettes, le quatrième point d'appui des crayons étant procuré par le retour 131 de chaque agrafe 124. Les figures 4A à 4C illustrent un troisième mode de réalisation de l'invention. L'ensemble de maintien 208 des crayons 4 comprend une ceinture 216 et des modules de maintien successifs 220, dont chacun est formé d'une plaque 222 analogue à celles 22, 122 des figures précédentes, chaque plaque 222 étant pourvue d'agrafes 224 de maintien des crayons 4 par encliquetage élastique. Ces agrafes 224 possèdent une forme allongée et s'étendent de façon perpendiculaire à la plaque 222, à l'opposé des rebords 223 dont est pourvue cette dernière .
Comme le montre notamment la figure 4A, chaque agrafe 224 comprend deux portions d'extrémité renflées, dont l'une 232A est adjacente à la plaque 222 et l'autre 232B est opposée à cette plaque. Ces deux extrémités 232A et 232B sont séparées par un col 233 dont les parois possèdent un rayon de courbure inférieur au rayon d'un crayon combustible 4. De la sorte, lorsqu'un crayon est disposé au voisinage de ce col 233, il est en appui contre l'agrafe au niveau de deux points 224A, 224B. Cet appui ponctuel double est plus avantageux qu'un contact linéaire s 'opérant sur l'ensemble du col 233, puisque cet agencement permet de réduire la surface de contact entre le crayon et l'agrafe, ce qui contribue à limiter les échauffements subis par les crayons.
Comme dans le cas des agrafes 24, 124 décrites dans ce qui précède, chaque agrafe 224 peut être formée d'un unique élément présentant des dimensions axiales voisines de celle de la plaque 222, ou bien encore de plusieurs éléments espacés les uns des autres, disposés le long de cette plaque 222.
On va maintenant décrire le montage des crayons 4 dans la ceinture 216, au moyen des modules de maintien 220.
Il est à noter que les parois latérales de la partie principale 216A et du couvercle 216B, destinés à former la ceinture 216, sont pourvues de bossettes 218 analogues à celles 18 décrites précédemment. En revanche, le fond 216C de cette partie principale 216A et la partie médiane de ce couvercle 216B sont dépourvus de telles bossettes. En vue du montage des crayons, il s'agit tout d'abord de disposer, sur le fond de la partie principale 216A, des agrafes 224 analogues à celles équipant le module de maintien 220. Ces agrafes sont fixées au fond par exemple par soudage. Puis, on fixe par encliquetage élastique une première rangée Rλ de crayons 4, chacun de ces derniers étant disposé entre deux agrafes 224 voisines.
On rapporte ensuite contre la face des agrafes 224, opposée à l'âme du fond 216A, une plaque nue 222', à savoir dépourvue d'agrafe 224. Cette plaque 222' est fixée aux parois latérales 216D de la partie principale 216A, par exemple par soudage .
On dispose alors une deuxième rangée de crayons 4 contre la plaque nue 222', puis on rapporte un premier module de maintien 220 au-dessus de cette rangée. Les crayons se trouvent alors fixés à ce module par encliquetage élastique.
On réitère ensuite l'opération avec l'ensemble des rangées des crayons combustibles 4. La rangée supérieure est maintenue au moyen d'agrafes supplémentaires 224 dont est munie la partie médiane du couvercle 216B. Puis, on rapporte le couvercle 216B que l'on assujettit au fond 216A, de manière à former la ceinture 216.
Le maintien des tubes-guides 10 est assuré au moyen d'agrafes 230 dont la largeur est inférieure à celle des agrafes 224, étant entendu que le rayon de ce tube-guide 10 est supérieur à celui des crayons 4. Une fois positionné dans la ceinture, chacun des crayons centraux prend appui, en coupe transversale, en quatre points contre les agrafes 224, à savoir au niveau des deux points d'appui 224A, 224B que leur confère chacune de celle-ci. On entend, par crayon central, tout crayon qui n'est pas adjacent à un tube-guide et qui n'est pas disposé contre les parois latérales de la partie principale 216A ou du couvercle 216B. Les crayons adjacents à un tube-guide s'appuient en trois points, à savoir en un point sur l'agrafe 230 les séparant du tube-guide considéré, et en deux points sur l'agrafe 224 les séparant d'un crayon voisin. Les crayons disposés contre les parois latérales de la partie principale 216A et du couvercle 216B s'appuient également en trois points, à savoir un point au niveau de la bossette 218 et deux points au niveau de l'agrafe 224.
En variante de ce montage, on peut faire appel à un module de maintien supplémentaire remplaçant les agrafes 224 reposant contre l'âme du fond 216A et la plaque nue 222' .
Les figures 5A et 5B illustrent un quatrième mode de réalisation de l'invention. L'ensemble de maintien 308 des crayons 4 comprend des modules de maintien 320 qui, contrairement aux modes de réalisation des figures précédentes, sont formés d'écarteurs principaux 321 successifs qui s'étendent selon des dimensions transversales nettement inférieures à celles d'une rangée de crayons.
Chaque écarteur principal 321 possède une forme allongée et comprend trois cols successifs 334A, 334B, 334C définissant quatre portions renflées, disposées de part et d'autre de chacun de ces cols et désignées respectivement par les références 336A, 336B, 336C et 336D.
Chaque col présente deux parois disposées de part et d'autre de l'axe longitudinal de l'élément. Chacune des parois des cols d'extrémité 334A, 334C est destinée à entrer en contact avec un crayon combustible 4, alors que chaque paroi du col médian 334B est destinée à étayer l'une des portions renflées d'extrémité 336A, 336D d'un autre écarteur principal 321 disposé perpendiculairement, comme cela sera décrit dans ce qui suit.
Il est à noter que les cols d'extrémité 334A, 334C des écarteurs 321, destinés à entrer en contact avec les crayons de combustible, possèdent un rayon de courbure inférieur au rayon de ces crayons. Ainsi, une fois l'ensemble en place, les parois de chaque col sont en contact, en deux points avec chacun des crayons qui leur sont adjacents.
On va maintenant décrire le montage des crayons 4 dans la ceinture 316, au moyen des modules de maintien 320 formés par les écarteurs principaux 321. II s'agit tout d'abord de fixer, par exemple par rivetage, des écarteurs auxiliaires 322 sur le fond 316C de la partie principale 316A de la ceinture 316. Ces écarteurs auxiliaires sont de forme allongée et possèdent une longueur voisine de la moitié de celle des écarteurs principaux 321. Ces écarteurs auxiliaires 322 comprennent un unique col 338 définissant des portions renflées d'extrémité 340.
Il convient de placer deux écarteurs auxiliaires 322 successifs à une distance telle que deux crayons d'une première rangée Rx puissent être intercalés entre ces deux écarteurs, en ménageant un espace permettant l'insertion, en largeur, d'un écarteur principal 321. La première rangée Rλ de crayons est alors maintenue entre un écarteur principal 321 et un écarteur auxiliaire 322.
Puis, on place au-dessus de la première rangée Rx de crayons 4 une rangée d' écarteurs principaux 321, parallèlement à la direction principale de cette rangée R1 , c'est-à-dire horizontalement sur la figure 5B . On dispose ensuite une deuxième rangée R2 de crayons 4 au-dessus de ces écarteurs 321 horizontaux. Puis, on insère entre les espaces laissés libres entre deux crayons successifs de la seconde rangée R2, des écarteurs principaux supplémentaires, perpendiculairement à la direction principale des rangées de crayons, c'est-à-dire verticalement sur la figure 5B. On assujettit un écarteur auxiliaire 322', analogue à ceux reposant sur le fond 316C, contre l'une des parois latérales 316D. On réitère ensuite l'opération avec l'ensemble des rangées R de crayons combustibles 4. La partie médiane du couvercle est munie d' écarteurs auxiliaires non représentés, analogues à ceux 322, permettant la fixation de la dernière rangée de crayons combustibles .
L'assujettissement mutuel de deux écarteurs principaux 321 adjacents est amélioré grâce à des tétons d'extrémité 342 dont sont pourvus ces écarteurs, coopérant avec une rainure correspondante ménagée dans les parois du col médian 334B.
Il est à noter que les écarteurs destinés à être placés au contact d'un tube-guide possèdent des dimensions transversales restreintes . Une fois l'assemblage de combustible réalisé, les crayons qui ne sont pas disposés à la périphérie de la ceinture 316 reposent, en huit points de contact, contre les écarteurs principaux 321 qui en assurent le maintien par encliquetage élastique. En effet, quatre de ces écarteurs 321 sont disposés à la périphérie d'un crayon donné, et entrent en contact avec ce dernier en deux points, par une paroi de l'un de leurs cols d'extrémité. Chacun de ces crayons est donc reçu dans un logement 350 formé par ces écarteurs principaux périphériques. En ce qui concerne les crayons agencés sur la périphérie intérieure de la ceinture, ils sont maintenus en six ou sept points, à savoir par l'intermédiaire d'un ou deux écarteurs principaux 321, d'un écarteur auxiliaire 322 et d'une ou deux bossettes 318 ménagées à la périphérie de cette ceinture 316. Chaque module de maintien 320, relatif à une rangée donnée de crayons, comprend une succession d' écarteurs principaux 321, deux écarteurs successifs s 'étendant perpendiculairement l'un à 1 ' autre . Les figures 6A et 6B illustrent un cinquième mode de réalisation de l'invention. L'ensemble de maintien 408 comprend, outre une ceinture 416, des modules de maintien 420 qui sont formés d'éléments de maintien 421. Le profil transversal de chacun de ces éléments de maintien 421 est sensiblement carré, chaque côté étant pourvu d'une arête 421A, dirigée suivant une diagonale et faisant saillie vers l'extérieur de l'élément.
La périphérie intérieure de la partie principale 416A et du couvercle 416B est munie de bossettes 418, sur chacune desquelles est destiné à venir en appui un crayon correspondant . Deux bossettes successives sont séparées par une saillie 425 de profil sensiblement triangulaire.
En vue du montage, on dispose tout d'abord la première rangée Rx de crayons sur chacune des bossettes 418. Chaque crayon est alors maintenu latéralement entre deux saillies 425. On place ensuite une première rangée d'éléments de maintien 421, de sorte que leurs diagonales s'étendent respectivement de manière à peu près parallèle et à peu près perpendiculaire à la rangée de crayons Rx . On met ensuite en place une deuxième rangée R2 de crayons, puis une deuxième rangée d'éléments de maintien 421. Les éléments de maintien destinés à venir en contact avec les tubes-guide présentent des dimensions transversales inférieures à celles des éléments destinés à être adjacents uniquement aux crayons de combustible, afin de tenir compte du rayon plus élevé de ces tubes-guide.
Une fois l'assemblage de combustible réalisé, chaque crayon qui n'est pas en contact avec la ceinture 416, prend appui en quatre de ses points contre un côté de chacun des quatre éléments de maintien 420 disposés à sa périphérie. Ces points d'appui sont placés sur des diamètres D, D' du crayon, qui sont perpendiculaires entre eux et inclinés d'environ 45° par rapport au plan P de la rangée de crayons. Chaque crayon est reçu dans un logement 450 formé par ces éléments de maintien périphériques.
En ce qui concerne les crayons en contact avec cette ceinture, ils se trouvent en appui en cinq points, sur un ou deux éléments de maintien 421, deux saillies 425 et une ou deux bossettes 418. Les éléments 421 assurent un maintien des crayons 4 par écartement .
Chaque module de maintien 420 comprend une succession d'éléments de maintien 421 s 'étendant parallèlement les uns aux autres . Les figures 7A et 7B illustrent un sixième mode de réalisation. L'ensemble de maintien 508 comprend une ceinture 516 ainsi que des modules de maintien 520. Les parois de la partie principale 516A et du couvercle non représenté, qui forment la ceinture 516, présentent un profil ondulé, de manière à définir un alvéole 517 pour la réception d'un crayon combustible 4 correspondant. Chaque alvéole 517 est recourbé et possède un rayon de courbure inférieur à celui des crayons 4, de sorte que chaque crayon repose, au sein de son alvéole, en deux points 517A, 517B. Chaque module de maintien 520 présente une forme allongée et s'étend, de façon monobloc, sur toute la largeur des rangées R de crayons 4. Chaque module 520 présente deux parois ondulées définissant une succession de portions renflées 521 et de cols 522, un crayon combustible 4 correspondant étant destiné à reposer au niveau d'un col 522 correspondant. De manière analogue aux alvéoles 517, les parois des cols 522 possèdent un rayon de courbure inférieur au rayon des crayons 4, de sorte que ces derniers reposent en deux points 522A, 522B d'un col correspondant. Certaines des portions renflées 521 sont étayées au moyen d'un raidisseur 524.
En vue du montage des crayons 4 au sein de la ceinture 516, on dispose tout d'abord une première rangée R1 de crayons sur le fond 516C de la partie principale 516A, puis on place un premier module de maintien 520 que l'on assujettit aux parois latérales 516D par soudage ou déformation mécanique. Puis, on met en place une deuxième rangée de crayons au-dessus de laquelle on rapporte un deuxième module de maintien 520. Cette opération est réitérée avec l'ensemble des rangées de crayons, puis le couvercle est fixé à la partie principale 516A, de manière à former la ceinture 516.
Chaque module de maintien 520 peut posséder des dimensions axiales, en faisant référence aux crayons, analogues à celles de la ceinture 516. On peut également envisager d'utiliser plusieurs modules de maintien de dimensions axiales plus faibles, disposés les uns derrières les autres.
Une fois l'assemblage combustible réalisé, chaque crayon 4 repose en quatre points d'appui, qui sont soit tous conférés par les modules de maintien 520, soit permis à la fois par un module de maintien 520 et les parois de la ceinture 516. Les quatre crayons disposés dans les coins de la ceinture disposent seulement de trois points d'appui, dont deux sont conférés par la ceinture elle-même et le troisième par l'un des modules de maintien 520. Chaque crayon central est reçu dans un logement 550 formé par deux modules de maintien voisins.
Les figures 8A et 8B illustrent un septième mode de réalisation de l'invention. L'ensemble de maintien 608 comprend une ceinture 616 ainsi que des modules de maintien 620. Chaque module de maintien 620 possède une forme allongée, symétrique par rapport à son axe principal . Il définit une succession de portions 621 de grande section et 622 de faible section. Chaque portion 621 de grande section présente un talon 623 d'extrémité destiné à entrer en contact avec un talon correspondant d'un module de maintien voisin. Deux saillies 625 s'étendent en outre de part et d'autre de ce talon 623, et sont destinées chacune à entrer en contact avec un crayon correspondant. Les portions 621 de grande section peuvent être étayées au moyen de nervures non représentées, alors que les portions 622 de faible section sont pourvues d'ailettes 626 de brassage du fluide, faisant saillie axialement à partir du module de maintien. En vue du montage du crayon, la partie principale 616A de la ceinture est munie, au niveau de son fond 616C, d'un double- fond 627 préformé, définissant des alvéoles 628 de réception d'un crayon correspondant. Les parois de chaque alvéole présentent deux saillies 629 destinées à entrer en contact avec un crayon.
Le montage consiste tout d'abord à disposer une première rangée de crayons sur le double-fond 627, puis à rapporter, au- dessus de cette première rangée, un premier module de maintien 620, qui est assujetti aux parois latérales de la partie principale 616A, par exemple par soudage ou déformation mécanique. On dispose alors une seconde rangée de crayons, puis un module de maintien supplémentaire. Cette opération est répétée pour l'ensemble des rangées de crayons. Puis, on rapporte le couvercle non représenté, dont l'âme est pourvue d'un double-fond analogue à celui 627 équipant le fond 616C.
Une fois l'assemblage de combustible réalisé, chaque crayon 4 repose en quatre points d'appui, qui sont soit tous conférés par les deux modules de maintien disposés de part et d'autre de ce crayon, soit par un des double-fonds 627 et un module de maintien d'extrémité. Chaque crayon est reçu dans un logement 650 formé par deux modules de maintien voisins. Comme dans le cas du module de maintien 520 décrit en référence aux figures précédentes, le module 620 peut présenter des dimensions axiales qui soient voisines de celles de la ceinture 616, ou qui soient nettement inférieures.
Dans l'ensemble des exemples décrits et représentés, on a fait allusion à des montages faisant intervenir une partie principale de la ceinture dont le fond est disposé horizontalement et qui reçoit des rangées successives de crayons s 'étendant également de façon horizontale. On peut aussi, par exemple, placer ce fond de manière inclinée et disposer des rangées de crayons horizontales.
L'invention permet de réaliser les objectifs précédemment mentionnés. En effet, les ensembles de maintien équipant l'assemblage de combustible conforme à l'invention assurent un montage des crayons de combustible qui n'implique ni mise en tension axiale, ni tirage de ces derniers. Ce montage se révèle en outre nettement moins long que celui inhérent aux assemblages de combustibles de l'art antérieur.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de montage d'un assemblage de combustible pour réacteur nucléaire, ledit assemblage comportant des crayons de combustible (4) disposés en faisceau et une ossature comprenant plusieurs ensembles de maintien (8 ; 108 ; 208 ; 308 ; 408 ; 508 ; 608) desdits crayons, répartis sur la longueur de ces crayons, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes consistant à :
- disposer des ceintures polygonales (16 ; 116 ; 216 ; 316 ; 416 ; 516 ; 616) , dont chacune appartient à un desdits ensembles de maintien et possède une configuration d'accès à son volume intérieur et une configuration de fermeture dudit volume intérieur ;
- placer lesdites ceintures, dans leur configuration d'accès au volume intérieur, dans la position qu'elles doivent adopter une fois l'assemblage monté ;
- introduire lesdits crayons dans le volume intérieur desdites ceintures, selon une direction globalement perpendiculaire à l'axe longitudinal desdits crayons ;
- immobiliser lesdits crayons par rapport à chaque ceinture, au moyen de modules de maintien (20 ; 120 ; 220 ; 320 ; 420 ; 520 ; 620) disposés dans le volume intérieur desdites ceintures ; et
- disposer lesdites ceintures dans la configuration ' de fermeture de leur volume intérieur.
2. Procédé de montage suivant la revendication 1, caractérisé en ce que chaque module de maintien (20 ; 120 ; 220 ; 320 ; 420 ; 520 ; 620) est introduit dans le volume intérieur de chaque ceinture (16 ; 116 ; 216 ; 316 ; 416 ; 516 ; 616) après une rangée (R) correspondante de crayons de combustible (4) .
3. Assemblage de combustible pour réacteur nucléaire, apte à être monté conformément au procédé selon l'une des revendications 1 ou 2 , comportant des crayons de combustible (4) disposés en faisceau et une ossature comprenant plusieurs ensembles de maintien (8 ; 108 ; 208 ; 308 ; 408 ; 508 ; 608) desdits crayons, répartis sur la longueur de ces crayons, caractérisé en ce que chaque ensemble de maintien comprend une ceinture polygonale (16 ; 116 ; 216 ; 316 ; 416 ; 516 ; 616) possédant une configuration d'accès à son volume intérieur et une configuration de fermeture dudit volume intérieur, chaque ensemble de maintien comprenant en outre des modules de maintien (20 ; 120 ; 220 ; 320 ; 420 ; 520 ; 620) des crayons, propres à immobiliser lesdits crayons par rapport à la ceinture et entre eux.
4. Assemblage de combustible suivant la revendication 3, caractérisé en ce que, en coupe transversale, au moins chaque crayon central (4) prend appui, en au moins quatre points, contre le ou les modules de maintien (20 ; 120 ; 220 ; 320 ; 420 ; 520 ; 620) placés à sa périphérie.
5. Assemblage de combustible suivant l'une des revendications 3 ou 4 , caractérisé en ce que ladite ceinture polygonale (16 ; 116 ; 216 ; 316 ; 416 ; 516 ; 616) comprend des premier (16A) et second (16B) éléments complémentaires possédant chacun une extrémité ouverte.
6. Assemblage de combustible suivant l'une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que lesdits modules de maintien (20 ; 120 ; 220) assurent le maintien des crayons de combustible (4) par encliquetage élastique.
7. Assemblage de combustible suivant la revendication 6, caractérisé en ce que chaque rangée (R) de crayons (4) est maintenue au moyen d'un module de maintien (20 ; 120 ; 220) correspondant .
8. Assemblage de combustible suivant la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que chaque module de maintien (20 ; 120 ; 220) comprend une plaque (22 ; 122 ; 222) pourvue de plusieurs agrafes (24 ; 124 ; 224) de maintien des crayons par encliquetage élastique.
9. Assemblage de combustible suivant l'une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que chaque crayon est maintenu par encliquetage élastique au moyen d'une agrafe (24 ; 124) correspondante.
10. Assemblage de combustible suivant l'une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que chaque crayon est maintenu par encliquetage élastique entre deux agrafes (224) voisines .
11. Assemblage de combustible suivant l'une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que lesdits modules de maintien (320 ; 420 ; 520 ; 620) constituent des entretoises en appui mutuel et/ou en appui contre lesdits crayons, et délimitent des logements (350 ; 450 ; 550 ; 650) de réception des crayons .
12. Assemblage de combustible suivant la revendication 11, caractérisé en ce que chaque rangée de crayons est maintenue entre deux modules de maintien (320 ; 420 ; 520 ; 620) voisins.
13. Assemblage de combustible suivant l'une des revendications 11 ou 12, caractérisé en ce que chaque crayon prend appui en quatre points contre lesdits modules de maintien (420 ; 520 ; 620) , lesdits quatre points étant disposés sur deux diamètres dudit crayon, perpendiculaires entre eux et inclinés d'environ 45° par rapport au plan des rangées de crayons .
14. Assemblage de combustible suivant l'une des revendications 11 à 13, caractérisé en ce que chaque module de maintien (420) comprend des éléments de maintien (421) parallèles les uns aux autres, notamment de section carrée.
15. Assemblage de combustible suivant la revendication 11 ou 12, caractérisé en ce que chaque module de maintien (320) comprend une succession d'éléments de maintien (321) de forme allongée, deux éléments de maintien successifs s 'étendant perpendiculairement l'un à l'autre.
16. Assemblage de combustible suivant la revendication 15, caractérisé en ce que chaque élément de maintien (321) comporte deux cols d'extrémité (334A, 334C) , chacune des parois de chacun de ces cols d'extrémité étant en contact avec un crayon de combustible en deux points de celui-ci.
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