WO2019193088A1 - Réacteur nucléaire et procédé de maintenance correspondant - Google Patents

Réacteur nucléaire et procédé de maintenance correspondant Download PDF

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WO2019193088A1
WO2019193088A1 PCT/EP2019/058487 EP2019058487W WO2019193088A1 WO 2019193088 A1 WO2019193088 A1 WO 2019193088A1 EP 2019058487 W EP2019058487 W EP 2019058487W WO 2019193088 A1 WO2019193088 A1 WO 2019193088A1
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WO
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sleeve
axial end
guide tube
nuclear reactor
guide
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PCT/EP2019/058487
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Christian BRENIN
Denis POLLIER
Laurent Cahouet
Denis Cedat
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Framatome
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Priority to US17/045,086 priority patent/US11557402B2/en
Priority to EP19714223.5A priority patent/EP3776595A1/fr
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    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C7/00—Control of nuclear reaction
    • G21C7/06—Control of nuclear reaction by application of neutron-absorbing material, i.e. material with absorption cross-section very much in excess of reflection cross-section
    • G21C7/08—Control of nuclear reaction by application of neutron-absorbing material, i.e. material with absorption cross-section very much in excess of reflection cross-section by displacement of solid control elements, e.g. control rods
    • G21C7/10—Construction of control elements
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C13/00—Pressure vessels; Containment vessels; Containment in general
    • G21C13/02—Details
    • G21C13/032—Joints between tubes and vessel walls, e.g. taking into account thermal stresses
    • G21C13/036—Joints between tubes and vessel walls, e.g. taking into account thermal stresses the tube passing through the vessel wall, i.e. continuing on both sides of the wall
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C7/00—Control of nuclear reaction
    • G21C7/06—Control of nuclear reaction by application of neutron-absorbing material, i.e. material with absorption cross-section very much in excess of reflection cross-section
    • G21C7/08—Control of nuclear reaction by application of neutron-absorbing material, i.e. material with absorption cross-section very much in excess of reflection cross-section by displacement of solid control elements, e.g. control rods
    • G21C7/12—Means for moving control elements to desired position
    • G21C7/16—Hydraulic or pneumatic drive
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C19/00—Arrangements for treating, for handling, or for facilitating the handling of, fuel or other materials which are used within the reactor, e.g. within its pressure vessel
    • G21C19/20—Arrangements for introducing objects into the pressure vessel; Arrangements for handling objects within the pressure vessel; Arrangements for removing objects from the pressure vessel
    • 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 invention generally relates to nuclear reactors with drive mechanisms of the reactivity control organs of the core located outside the vessel.
  • a nuclear reactor may include:
  • a tank having a substantially vertical central axis, the vessel having a lid having a plurality of orifices;
  • lid vias each comprising a tubular adapter fixed in one of the orifices and delimiting an internal passage, each lid penetration further comprising a tubular sleeve engaged in the internal passage and extending axially in the extension of one of the tubes; guides;
  • control rods secured to the control members and each extending through one of the cuffs
  • Each cuff may be suspended by an upper axial end of the cuff, which rests on an upper bearing formed on the corresponding adapter.
  • each sleeve is free relative to the corresponding tubular adapter, there may be wear of the tubular sleeve and / or the adapter, due to the relative movement between these two elements.
  • the invention aims to propose a nuclear reactor in which this phenomenon of wear is better controlled.
  • the invention relates to a nuclear reactor comprising:
  • a tank having a substantially vertical central axis, the vessel having a lid having a plurality of orifices;
  • each lug crossing further comprising a tubular sleeve engaged in the internal passage and extending axially in the extension of one of the tubes. guides;
  • each mechanism being configured to axially drive one of the rods; each cuff being suspended by an upper axial end of the cuff resting on an upper bearing formed on the corresponding adapter;
  • the sleeve then comes to rest by its lower axial end on the upper axial end of the guide tube.
  • the sleeve is no longer suspended by its upper axial end, but instead bears axially at both ends.
  • each lower axial end of the sleeve is separated from the upper axial end of the corresponding guide tube by a radial gap of radial width less than 20 millimeters; each lower axial end of the sleeve is of flared shape toward the guide tube, the upper axial end of the guide tube comprising an axially projecting portion engaged in the lower axial end of the sleeve, the said axial gap being defined between an internal surface of the sleeve; the lower axial end of flared cuff and the protruding portion;
  • said radial gap is defined between the inner surface of the lower axial end of the flared-shaped cuff and the projecting portion;
  • the lower axial end of the sleeve has a frustoconical shape, the projecting portion having a frustoconical shape conjugate with that of the lower axial end of the sleeve;
  • the upper axial end of the guide tube has a lower bearing surface, a free edge of the lower axial end of the sleeve being situated axially above the lower bearing surface, the said axial gap being defined between the free edge and the lower bearing surface;
  • the lower range is defined by a plurality of closed contour surfaces, separated from each other by passages, and distributed around the rod;
  • the upper axial end of the guide tube comprises at least one radial abutment located radially inward and / or outward of the lower bearing surface, said radial interstice being defined between the free edge and the at least one radial abutment; ;
  • each guide tube comprises a tubular guide structure and an end piece fastened to the guide structure and defining the upper end of the guide tube;
  • the end piece has a central axial orifice through which the rod passes, and fluid circulation ducts opening into the central axial orifice;
  • the guiding structure comprises an upper plate having a passage opening of the rod placed in coincidence with the central axial orifice, the end piece being fixed to the upper plate, the upper plate and the end piece presenting perpendicularly to the central axis of the substantially identical inner and / or outer sections.
  • the invention relates to a method of maintenance of a nuclear reactor, comprising:
  • a tank having a substantially vertical central axis, the vessel having a lid having a plurality of orifices;
  • each guide tube comprising a tubular guide structure
  • each lug crossing further comprising a tubular sleeve engaged in the internal passage and extending axially in the extension of one of the tubes. guides;
  • each cuff being suspended by an upper axial end of the cuff resting on an upper bearing formed on the corresponding adapter;
  • the method comprising at least the following step:
  • an end piece to the guide structure of at least one guide tube, the end piece defining an upper axial end of the guide tube, the lower axial end of the sleeve being separated from the upper axial end of the guide tube; corresponding guide tube by an axial gap of axial height less than 50 millimeters.
  • the method may further have the feature below:
  • the lower axial end of the sleeve is separated from the upper axial end of the corresponding guide tube by a radial gap of radial width less than 20 millimeters.
  • FIG. 1 is a sectional representation of the vessel of a nuclear reactor, taken in a vertical plane;
  • FIG. 2 is a sectional view in a vertical plane of a cover crossing of the nuclear reactor of FIG. 1;
  • FIG. 3 is a side view of the lower axial end of the sleeve of FIG. 2, and of the upper axial end of the corresponding guide tube for a nuclear reactor according to the invention;
  • FIG. 4 is a sectional view in a vertical plane of the lower axial end of the sleeve of Figure 2, and the upper axial end of the corresponding guide tube for a nuclear reactor according to the invention;
  • FIGS. 5 and 6 are perspective views, from above and below respectively, of the end piece shown in Figures 3 and 4; - Figures 7 and 8 illustrate an alternative embodiment of the end piece;
  • FIG. 9 illustrates another variant embodiment of the end piece
  • the nuclear reactor illustrated in FIG. 1 is a pressurized water or PWR type reactor.
  • the reactor is of the boiling water type, or BWR.
  • the nuclear reactor comprises a vessel 1 having a substantially vertical central axis.
  • the vessel 1 comprises a substantially cylindrical shell 1a, closed at its lower end by a substantially hemispherical curved bottom 1b.
  • the ferrule is open at its upper end.
  • the tank further comprises a lid 2, having a plurality of orifices 2a.
  • the cover 2 is substantially hemispherical and rests on a bearing surface at the upper end of the ferrule 1 a. It is typically fixed in a sealed manner on the ferrule 1a by clamping studs 3.
  • the nuclear reactor still has a core 4 disposed inside the tank
  • the core consists of nuclear fuel assemblies, typically of prismatic shape, arranged in a juxtaposed manner.
  • the nuclear reactor further comprises guide tubes 12, arranged inside the tank, and a plurality of organs 14 for controlling the reactivity of the core, axially movable inside the guide tubes 12.
  • the guide tubes are visible in FIG. 1, the upper part of the control members 14 being illustrated in FIG.
  • the guide tubes 12 are of vertical orientation. They typically comprise guide cards (not shown) in which the rods 16 slide, and an outer cowl 20 of cylindrical shape.
  • the rods 16 are engaged in the heart over at least part of their length when the control members are in the low position, and are extracted out of the heart when the control member is in the up position.
  • the nuclear reactor further includes lid vias 22 shown in detail in FIG. 2.
  • Each lid vias 22 comprise a tubular adapter 24 fixed in one of the orifices 2a.
  • the adapter 24 typically comprises a running portion 26 whose diameter corresponds to the internal diameter of the orifice 2a, and which is typically firstly hooped into the lid and then fixed by an annular weld bead 28 on the lower inner face of the cover 2.
  • the adapter 24 also has a diametrically enlarged upper portion 30 located outside and above the tank lid 2.
  • a lower portion 32 of the adapter 24 protrudes from the lower inner surface of the lid 2.
  • the adapter 24 delimits an internal passage 34.
  • This passage is typically of vertical axis.
  • Each bushing 22 also comprises a tubular sleeve 36 engaged in the internal passage 34 and extending axially in the extension of one of the guide tubes 12, as shown in FIG. 1.
  • Each sleeve 36 is suspended by an upper axial end of the cuff. 38 which rests on an upper span 40 provided on the corresponding adapter 24 (see Figure 2).
  • the sleeve 36 is typically coaxial with the adapter 24. It typically has a substantially cylindrical central portion 42 of substantially constant section over its entire height.
  • the upper axial end 38 has an enlarged outer section relative to the central section 42 and constitutes a development coming to rest on the upper span 40.
  • the internal passage 34 has a substantially constant inner section of current section, extending over almost the entire height of the adapter, this section being slightly greater than the outer section of the central section 42 of the sleeve so that a gap 44 exists between the central section 42 of the sleeve and the wall of the internal passage 34.
  • the internal passage 34 has an upper end 46 of enlarged section.
  • the upper span 40 constitutes a shoulder connecting the enlarged upper end 46 of the internal passage to the current section.
  • the upper bearing surface 40 is turned upwards, the upper axial end 38 resting due to the weight of the sleeve on the upper bearing surface 40.
  • the lower axial end 48 of the sleeve protrudes into the bowl beyond the tubular adapter 24.
  • the sleeve 36 carries an outer surface of the pads 49, which ensure the spacing between the sleeve and the inner surface of the passage 34.
  • the sleeve and the adapter are thus maintained in a substantially coaxial arrangement.
  • the nuclear reactor further comprises control rods 50, integral with the control members 14.
  • the spider 18 is rigidly attached to a lower end of the control rod 50, as shown in FIG.
  • Each rod 50 extends axially through one of the cuffs 36.
  • the nuclear reactor further comprises mechanisms 52 for driving the control members 14 located outside the tank 1.
  • Each mechanism 52 is configured to axially drive one of the rods 50, and thus move the corresponding control member 14 .
  • the mechanisms 52 are sealingly mounted on the upper parts 30 of the adapters.
  • the lower axial end 48 of the sleeve 36 is separated from an upper axial end 54 of the corresponding guide tube 12 by an axial gap of height less than 50 millimeters.
  • a gap 56 whose height, taken along the central axis, is less than 50 millimeters.
  • this height is less than 30 millimeters and more preferably less than 10 millimeters.
  • the lower axial end of the sleeve 48 is separated from the upper axial end of the corresponding guide tube 54 by a radial gap of width less than 20 millimeters.
  • This radial interstice is preferably less than 10 millimeters wide and more preferably less than 5 millimeters
  • the width of the gap 56 is less than the width stated above. This width is taken in a plane perpendicular to the central axis. It is taken in a radial direction relative to the axis X of the cuff.
  • the lower axial end of the sleeve 48 is flared towards the guide tube 12, and the upper axial end of the guide tube 54 comprises a projecting part 58, engaged in the lower axial end of the sleeve 48.
  • the gap 56 between the inner surface 60 of the lower axial end of the sleeve 48, and the outer surface 61 of the projecting portion 58 corresponds to both the axial gap and the interstice radial.
  • the lower axial end of the sleeve 48 has a frustoconical shape.
  • the projecting portion 58 also has a frustoconical shape, conjugated with that of the axial lower end of the sleeve. These frustoconical shapes are of axis coincident with the axis X of the cuff.
  • each guide tube 12 comprises a tubular guide structure 62 and an end piece 64 fixed to the guide structure 62 and defining the upper axial end of the guide tube 54.
  • the tubular guide structure 62 typically includes at least the guide cards and the shroud 20. It typically also includes an upper plate 66, closing an upper end of the shroud 20.
  • the upper plate 66 is typically oriented perpendicular to the axis central. It has a through hole 68 (FIG. 4), through which the rod 50 passes.
  • the end piece 64 comprises a base plate 70, having large lower faces 72 and upper 74.
  • the large lower face 72 bears directly against the upper face 76 of the upper plate 66.
  • the projecting portion 58 projects axially towards the sleeve 36 from the large upper face 74.
  • the base plate 70 is oriented substantially perpendicular to the central axis.
  • the end piece 64 has a central axial orifice 78, through which the rod 50 passes.
  • the central axial orifice 78 and the through hole 68 are placed in register with each other.
  • the upper plate 66 and the end piece 64 are perpendicular to the central axis of the substantially identical inner and / or outer sections.
  • the internal section of the through hole 68 is substantially identical to the inner section of the central axial orifice 78.
  • the outer section of the base plate 70 is substantially identical to the outer section of the upper plate 66.
  • the base plate 70 and the upper plate 66 are circular.
  • the end piece 64 has fluid circulation ducts opening into the central axial orifice 78.
  • the ducts 80 extend radially from the wafer 82 of the base plate 70 to the central axial orifice 78.
  • Other circulation ducts 86 extend radially from the outer surface 61 of the projecting portion 58 into the central axial orifice 78.
  • the end piece 64 further comprises three recessed reliefs 88 (FIG. 5) intended to house fastening screws of the end piece 64 to the upper plate 66.
  • These three recessed reliefs 88 are, in the example represented , partially formed in the base plate 64 and partially in the projecting portion 58.
  • the bottoms 90 of the recessed reliefs 88 are pierced by orifices 92, visible in FIG. 6, provided for the passage of the fixing screws 93 (FIG. ).
  • the heads of the fixing screws are housed in the recessed reliefs.
  • the end piece 64 is not fixed to the guide structure 62 by screws but by any other suitable means, for example by welding.
  • the guide tube 12 comprises anti-rotation bars 94 protruding from the upper face 76 of the upper plate 66.
  • the end piece 64 has on its large lower face 72 housings 96 of reception of the protruding parts of these bars.
  • the circulation ducts 80, 86 are replaced by large openings 97. These openings 97 are hollowed out in the projecting portion 58, and more precisely in the outer surface 61. They open into the central axial orifice 78. They are closed contour.
  • the openings 97 are typically distributed circumferentially around the projecting portion 58, between the recessed reliefs 88.
  • the openings 97 are not closed-contoured.
  • the projecting portion 58 is delimited laterally towards the inner surface 60 of the lower axial end 48 by the outer surface 61, and axially by an annular surface 98.
  • the annular surface 98 is perpendicular to the X axis and is turned upwards. .
  • the openings 97 open each at the level of the annular surface 98, dividing it into three annular sections completely separated from one another.
  • the upper axial end of the guide tube 54 has a lower bearing surface 99, a free edge 100 of the lower axial end of the sleeve 48 being situated axially above the bearing surface. lower 99.
  • the axial gap 56 is defined between the free edge 100 and the lower bearing surface 99.
  • the lower range 99 is for example defined by a plurality of closed contour surfaces, separated from each other by passages, and distributed around the rod 50.
  • closed contour surfaces are for example defined by studs projecting axially.
  • the lower range 99 typically falls in a surface perpendicular to the central axis.
  • the passages separating the different closed contour surfaces allow the circulation of the primary fluid filling the tank.
  • the lower bearing surface 99 is for example arranged on an end piece attached to the guide structure.
  • This end piece comprises a plate carrying the pads.
  • the lower scope is a continuous surface surrounding the shaft 50.
  • the upper axial end of the guide tube 54 comprises at least one radially inward and / or outward radial stop 102, 104, as shown in FIGS. 10 and 11.
  • the radial gap is defined between the free edge 100 and the outer radial stop 102 or inner 104.
  • the stops 102, 104 are formed on the end piece defining the bottom span 99.
  • the lower axial end of the sleeve 48 has a flared shape.
  • the lower axial end of sleeve 48 may not have a frustoconical shape with circular sections perpendicular to the central axis. These sections may be oval, or have any other shape.
  • the upper axial end of the guide tube 54 is defined by the tubular guide structure, and not by an end piece attached to the guide structure.
  • the invention relates to a method of maintenance of a nuclear reactor comprising:
  • a tank 1 having a substantially vertical central axis, the vessel 1 having a lid 2 having a plurality of orifices 2a;
  • each guide tube 12 comprising a tubular guide structure 62; a plurality of organs for controlling the reactivity of the core 14, axially movable inside the guide tubes 12;
  • each cover vias 22 comprising a tubular adapter 24 fixed in one of the orifices 2a and delimiting an internal passage 34, each cover vias 22 further comprising a tubular sleeve 36 engaged in the internal passage 34 and extending axially in the extension of one of the guide tubes 12;
  • Control rods 50 integral with the control members 14 and each extending through one of the sleeves 36;
  • Each sleeve 36 is suspended by an upper axial end of the sleeve 38 resting on an upper bearing surface 40 formed on the corresponding adapter 34.
  • a lower axial end 48 of the sleeve protrudes axially into the vessel 1 beyond the passage 22, and is located above the corresponding guide tube 12.
  • the method comprises at least the following step:
  • an end piece 64 attaching an end piece 64 to the guide structure 62 of at least one guide tube 12, the end piece 64 defining an upper axial end of the guide tube 54, the lower axial end of the sleeve 48 being separated from the upper axial end of the corresponding guide tube 54 by an axial gap 56 of height less than 50 millimeters.
  • the lower axial end of the sleeve 48 is separated from the upper axial end of the corresponding guide tube 54 by a radial gap of the width less than 20 millimeters.
  • the end piece is advantageously of the type described above.
  • the nuclear reactor is of the type described above.
  • the maintenance process is typically implemented on reactors already in service. It can be implemented preventively, before significant wear of the sleeve or the adapter. Alternatively, the method can also be implemented correctively, while the sleeve has already descended due to the wear of the sleeve or the adapter.
  • the maintenance method typically comprises the following steps, performed before the step of attaching the end piece to the guiding structure: - disassembly of the lid 2 and evacuation thereof;
  • the attachment operation of the end piece 64 is preferably performed with the guide tubes 12 immersed in the reactor pool.
  • the fixing step typically comprises the following substeps:
  • the centering cap serves as a guide during the sub-step of placing the end piece on the guide structure, and prevents the falling of objects in the guide tubes 12.
  • the central axial orifice 78 is threaded around centering plug.
  • the maintenance method comprises the following steps:
  • the invention makes it possible to stabilize the cuff 36 at a given altimetry, by means of the end piece 64 fixed on the guide structure 62.
  • the cuff 36 retains all of its functions:
  • the sleeve 36 has a function of a hydraulic valve in the sense that the sleeve 36 is raised from the upper bearing surface 40 to allow a flow of fluid from the inside of the tank 1 towards the inside of the mechanisms 52 in the event of rapid descent of the members control 14 of the reactivity of the heart.
  • the establishment of the end piece 64 stops the wear of the sleeve 36 and the adapter 24, because the sleeve 36 is held at both ends, which limits its movement.
  • the establishment of the end piece 64 has no impact on safety. It has little or no impact on the other maintenance operations provided on the guide tubes 12, and only requires adaptation of the grapple for gripping and handling the guide tubes 12.
  • the installation time of the end pieces 64 is not critical for the wafer stop, this operation can be done in masked time compared to other work on the cover.
  • the end pieces 64 are inexpensive and relatively simple to put in place. Attachment of the end piece 64 to the structure 62 typically requires only tapping operations.

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Abstract

Le réacteur nucléaire comprend : - des tubes guides (12); - des traversées de couvercle (22), comprenant chacune un adaptateur tubulaire (24) fixé dans un des orifices (2a) et délimitant un passage interne (34), chaque traversée de couvercle (22) comprenant en outre une manchette tubulaire (36) engagée dans le passage interne (34) et s'étendant axialement dans le prolongement d'un des tubes guides (12); chaque manchette (36) étant suspendue par une extrémité axiale supérieure de manchette (38) reposant sur une portée supérieure (40) ménagée sur l'adaptateur (24) correspondant; une extrémité axiale inférieure (48) de la manchette (36) faisant saillie axialement dans la cuve (1) au-delà de l'adaptateur (24) et étant séparée d'une extrémité axiale supérieure (54) du tube guide (12) correspondant par un interstice axial de hauteur axiale inférieure à 50 millimètres.

Description

Réacteur nucléaire et procédé de maintenance correspondant
L’invention concerne en général les réacteurs nucléaires avec des mécanismes d’entraînement des organes de contrôle de la réactivité du cœur situés à l’extérieur de la cuve.
Un réacteur nucléaire peut comporter :
- une cuve présentant un axe central sensiblement vertical, la cuve comportant un couvercle présentant une pluralité d’orifices ;
- un cœur, disposé à l’intérieur de la cuve ;
- des tubes guides, disposés à l’intérieur de la cuve ;
- une pluralité d’organes de contrôle de la réactivité du cœur, mobiles axialement à l’intérieur des tubes guides ;
- des traversées de couvercle, comprenant chacune un adaptateur tubulaire fixé dans un des orifices et délimitant un passage interne, chaque traversée de couvercle comprenant en outre une manchette tubulaire engagée dans le passage interne et s’étendant axialement dans le prolongement d’un des tubes guides ;
- des tiges de commande, solidaires des organes de contrôle et s’étendant chacune à travers une des manchettes ;
- des mécanismes d’entraînement des organes de contrôle, situés à l’extérieur de la cuve, chaque mécanisme étant configuré pour entraîner axialement une des tiges.
Chaque manchette peut être suspendue par une extrémité axiale supérieure de manchette, qui repose sur une portée supérieure ménagée sur l’adaptateur correspondant.
Du fait que chaque manchette est libre par rapport à l’adaptateur tubulaire correspondant, il peut se produire une usure de la manchette tubulaire et/ou de l’adaptateur, due au mouvement relatif entre ces deux éléments.
Dans ce contexte, l’invention vise à proposer un réacteur nucléaire dans lequel ce phénomène d’usure est mieux maîtrisé.
A cette fin, l’invention porte selon un premier aspect sur un réacteur nucléaire comprenant:
- une cuve présentant un axe central sensiblement vertical, la cuve comportant un couvercle présentant une pluralité d’orifices;
- un cœur, disposé à l’intérieur de la cuve;
- des tubes guides, disposés à l’intérieur de la cuve;
- une pluralité d’organes de contrôle de la réactivité du cœur, mobiles axialement à l’intérieur des tubes guides; - des traversées de couvercle, comprenant chacune un adaptateur tubulaire fixé dans un des orifices et délimitant un passage interne, chaque traversée de couvercle comprenant en outre une manchette tubulaire engagée dans le passage interne et s’étendant axialement dans le prolongement d’un des tubes guides;
- des tiges de commandes, solidaires des organes de contrôles et s’étendant chacune à travers une des manchettes;
- des mécanismes d’entraînement des organes de contrôle, situés à l’extérieur de la cuve, chaque mécanisme étant configuré pour entraîner axialement une des tiges; chaque manchette étant suspendue par une extrémité axiale supérieure de manchette reposant sur une portée supérieure ménagée sur l’adaptateur correspondant ;
une extrémité axiale inférieure de la manchette faisant saillie axialement dans la cuve au- delà de l’adaptateur et étant séparée d’une extrémité axiale supérieure du tube guide correspondant par un interstice axial de hauteur axiale inférieure à 50 millimètres.
Du fait que la manchette n’est que suspendue à l’adaptateur correspondant, il se produit nécessairement des mouvements relatifs entre la manchette et l’adaptateur, du fait de la circulation du fluide primaire à l’intérieur de la cuve. Ces mouvements relatifs conduisent à une usure de l’extrémité axiale supérieure de manchette et/ou de la portée supérieure, de telle sorte que la manchette au bout d’un certain temps descend axialement vers le cœur.
Du fait que l’interstice axial séparant l’extrémité axiale supérieure du tube guide et l’extrémité axiale inférieure de la manchette est très faible, la manchette vient alors reposer par son extrémité axiale inférieure sur l’extrémité axiale supérieure du tube guide.
La manchette n’est alors plus suspendue par son extrémité axiale supérieure, mais au contraire en appui axialement à ses deux extrémités.
Le mouvement relatif entre la manchette et l’adaptateur est drastiquement réduit, voire même complètement supprimé.
En conséquence, l’usure de la manchette et/ou de l’adaptateur devient extrêmement réduit, voire même est complètement arrêtée.
La durée de vie de la traversée de couvercle est considérablement augmentée.
Le réacteur nucléaire peut en outre présenter une ou plusieurs des caractéristiques ci-dessous, considérées individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles :
- l’extrémité axiale inférieure de manchette est séparée de l’extrémité axiale supérieure de tube guide correspondant par un interstice radial de largeur radiale inférieure à 20 millimètres ; - chaque extrémité axiale inférieure de manchette est de forme évasée vers le tube guide, l’extrémité axiale supérieure de tube guide comprenant une partie saillante axialement, engagée dans l’extrémité axiale inférieure de manchette, ledit interstice axial étant défini entre une surface interne de l’extrémité axiale inférieure de manchette de forme évasée et la partie saillante ;
- ledit interstice radial est défini entre la surface interne de l’extrémité axiale inférieure de manchette de forme évasée et la partie saillante ;
- l’extrémité axiale inférieure de manchette présente une forme tronconique, la partie saillante présentant une forme tronconique conjuguée de celle de l’extrémité axiale inférieure de manchette ;
- l’extrémité axiale supérieure de tube guide présente une portée inférieure, un bord libre de l’extrémité axiale inférieure de manchette étant situé axialement au-dessus de la portée inférieure, ledit interstice axial étant défini entre le bord libre et la portée inférieure ;
- la portée inférieure est définie par une pluralité de surfaces à contour fermé, séparées les unes des autres par des passages, et réparties autour de la tige ;
- l’extrémité axiale supérieure de tube guide comporte au moins une butée radiale située radialement vers l’intérieur et/ou vers l’extérieur de la portée inférieure, ledit interstice radial étant défini entre le bord libre et l’au moins une butée radiale ;
- chaque tube guide comprend une structure de guidage tubulaire et une pièce d’extrémité fixée à la structure de guidage et définissant l’extrémité supérieure de tube guide ;
- la pièce d’extrémité présente un orifice axial central traversé par la tige, et des conduits de circulation de fluide débouchant dans l’orifice axial central ;
- la structure de guidage comprend une plaque supérieure présentant un orifice de passage de la tige placé en coïncidence avec l’orifice axial central, la pièce d’extrémité étant fixée à la plaque supérieure, la plaque supérieure et la pièce d’extrémité présentant perpendiculairement à l’axe central des sections intérieure et/ou extérieure sensiblement identiques.
Selon un second aspect, l’invention porte sur un procédé de maintenance d’un réacteur nucléaire, comprenant :
- une cuve présentant un axe central sensiblement vertical, la cuve comportant un couvercle présentant une pluralité d’orifices;
- un cœur, disposé à l’intérieur de la cuve ;
- des tubes guides, disposés à l’intérieur la cuve, chaque tube guide comprenant une structure de guidage tubulaire ;
- une pluralité d’organes de contrôle de la réactivité du cœur, mobiles axialement à l’intérieur des tubes guides ; - des traversées de couvercle, comprenant chacune un adaptateur tubulaire fixé dans un des orifices et délimitant un passage interne, chaque traversée de couvercle comprenant en outre une manchette tubulaire engagée dans le passage interne et s’étendant axialement dans le prolongement d’un des tubes guides ;
- des tiges de commandes solidaires des organes de contrôle et s’étendant chacune à travers une des manchettes ;
- des mécanismes d’entraînement des organes de contrôle, situés à l’extérieur de la cuve, chaque mécanisme étant configuré pour entraîner axialement une des tiges;
chaque manchette étant suspendue par une extrémité axiale supérieure de manchette reposant sur une portée supérieure ménagée sur l’adaptateur correspondant ;
une extrémité axiale inférieure de la manchette faisant saillie axialement dans la cuve au- delà de l’adaptateur et étant située au-dessus du tube guide;
le procédé comprenant au moins l’étape suivante :
- fixer une pièce d’extrémité à la structure de guidage d’au moins un tube guide, la pièce d’extrémité définissant une extrémité axiale supérieure de tube guide, l’extrémité axiale inférieure de manchette étant séparée de l’extrémité axiale supérieure de tube guide correspondant par un interstice axial de hauteur axiale inférieure à 50 millimètres.
Le procédé peut en outre présenter la caractéristique ci-dessous :
- l’extrémité axiale inférieure de manchette est séparée de l’extrémité axiale supérieure de tube guide correspondant par un interstice radial de largeur radiale inférieure à 20 millimètres.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront de la description détaillée qui en est donnée ci-dessous, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux figures annexées, parmi lesquelles :
- la figure 1 est une représentation en coupe de la cuve d’un réacteur nucléaire, prise dans un plan vertical ;
- la figure 2 est une vue en coupe dans un plan vertical d’une traversée de couvercle du réacteur nucléaire de la figure 1 ;
- la figure 3 est une vue de côté de l’extrémité axiale inférieure de la manchette de la figure 2, et de l’extrémité axiale supérieure du tube guide correspondant pour un réacteur nucléaire selon l’invention ;
- la figure 4 est une vue en coupe dans un plan vertical de l’extrémité axiale inférieure de la manchette de la figure 2, et de l’extrémité axiale supérieure du tube guide correspondant pour un réacteur nucléaire selon l’invention ;
- les figures 5 et 6 sont des vues en perspective, de dessus et de dessous respectivement, de la pièce d’extrémité illustrée sur les figures 3 et 4 ; - les figures 7 et 8 illustrent une variante de réalisation de la pièce d’extrémité ;
- la figure 9 illustre une autre variante de réalisation de la pièce d’extrémité ; et
- les figures 10 à 12 illustrent différentes variantes de l’invention, correspondant à différentes formes de l’extrémité axiale supérieure du tube guide.
Le réacteur nucléaire illustré sur la figure 1 est un réacteur de type à eau pressurisée ou PWR. En variante, le réacteur est du type à eau bouillante, ou BWR.
Le réacteur nucléaire comprend une cuve 1 , présentant un axe central sensiblement vertical.
La cuve 1 comporte une virole sensiblement cylindrique 1 a, fermée à son extrémité inférieure par un fond bombé 1 b sensiblement hémisphérique. La virole est ouverte à son extrémité supérieure.
La cuve comporte par ailleurs un couvercle 2, présentant une pluralité d’orifices 2a.
Le couvercle 2 est sensiblement hémisphérique et repose sur une portée d’appui à l’extrémité supérieure de la virole 1 a. Il est typiquement fixé de manière étanche sur la virole 1 a par des goujons de serrage 3.
Le réacteur nucléaire comporte encore un cœur 4, disposé à l’intérieur de la cuve
1 .
Le cœur est constitué par des assemblages de combustible nucléaire, typiquement de forme prismatique, disposés de manière juxtaposée.
Le réacteur nucléaire comporte encore des tubes guides 12, disposés à l’intérieur de la cuve, et une pluralité d’organes 14 de contrôle de la réactivité du cœur, mobiles axialement à l’intérieur des tubes guides 12.
Les tubes guides sont visibles sur la figure 1 , la partie supérieure des organes de contrôle 14 étant illustrée sur la figure 2.
Les organes de contrôle de la réactivité du cœur 14, également appelés communément grappes de contrôle, comprennent typiquement un faisceau de crayons allongés 16 contenant un matériau absorbant les neutrons, suspendus à une araignée 18.
Les tubes guides 12 sont d’orientation verticale. Ils comportent typiquement des cartes de guidage (non représentées) dans lesquelles coulissent les crayons 16, et un capotage externe 20 de forme cylindrique. Les crayons 16 sont engagés dans le cœur sur au moins une partie de leur longueur quand les organes de contrôle sont en position basse, et sont extraits hors du cœur quand l’organe de contrôle est en position haute.
Le réacteur nucléaire comporte encore des traversées de couvercle 22 illustrées de manière détaillée sur la figure 2. Chaque traversée de couvercle 22 comprend un adaptateur tubulaire 24 fixé dans un des orifices 2a. L’adaptateur 24 comporte typiquement une partie courante 26 dont le diamètre correspond au diamètre interne de l’orifice 2a, et qui est typiquement d’abord fretté dans le couvercle et ensuite fixé par un cordon de soudure annulaire 28 sur la face interne inférieure du couvercle 2.
L’adaptateur 24 comporte également une partie supérieure 30 élargie diamétralement, située à l’extérieur et au-dessus du couvercle de cuve 2.
Par ailleurs, une partie inférieure 32 de l’adaptateur 24 fait saillie par rapport à la surface inférieure interne du couvercle 2.
L’adaptateur 24 délimite un passage interne 34. Ce passage est typiquement d’axe vertical.
Chaque traversée 22 comprend encore une manchette tubulaire 36 engagée dans le passage interne 34 et s’étendant axialement dans le prolongement d’un des tubes guides 12, comme illustré sur la figure 1. Chaque manchette 36 est suspendue par une extrémité axiale supérieure de manchette 38 qui repose sur une portée supérieure 40 ménagée sur l’adaptateur 24 correspondant (voir figure 2).
La manchette 36 est typiquement coaxiale à l’adaptateur 24. Elle comporte typiquement un tronçon central 42 sensiblement cylindrique, de section sensiblement constante sur toute sa hauteur.
L’extrémité axiale supérieure 38 présente une section externe élargie par rapport au tronçon central 42 et constitue un épanouissement venant reposer sur la portée supérieure 40.
Le passage interne 34 présente un tronçon courant de section interne sensiblement constante, s’étendant sur la quasi-totalité de la hauteur de l’adaptateur, cette section étant légèrement supérieure à la section externe du tronçon central 42 de la manchette de telle sorte qu’un interstice 44 existe entre le tronçon central 42 de la manchette et la paroi du passage interne 34.
Le passage interne 34 présente une extrémité supérieure 46 de section élargie. La portée supérieure 40 constitue un épaulement raccordant l’extrémité supérieure élargie 46 du passage interne au tronçon courant.
La portée supérieure 40 est tournée vers le haut, l’extrémité axiale supérieure 38 reposant du fait du poids de la manchette sur la portée supérieure 40.
L’extrémité axiale inférieure 48 de la manchette fait saillie dans la cuve au-delà de l’adaptateur tubulaire 24.
La manchette 36 porte sur une surface externe des patins 49, qui garantissent l’écartement entre la manchette et la surface interne du passage 34. La manchette et l’adaptateur sont ainsi maintenus dans une disposition pratiquement coaxiale. Le réacteur nucléaire comporte encore des tiges de commande 50, solidaires des organes de contrôle 14.
L’araignée 18 est rigidement fixée à une extrémité inférieure de la tige de commande 50, comme représenté sur la figure 2.
Chaque tige 50 s’étend axialement à travers l’une des manchettes 36.
Le réacteur nucléaire comporte encore des mécanismes 52 d’entraînement des organes de contrôle 14, situés à l’extérieur de la cuve 1. Chaque mécanisme 52 est configuré pour entraîner axialement une des tiges 50, et ainsi déplacer l’organe de contrôle 14 correspondant.
Les mécanismes 52 sont montés de manière étanche sur les parties supérieures 30 des adaptateurs.
Selon l’invention, l’extrémité axiale inférieure 48 de la manchette 36 est séparée d’une extrémité axiale supérieure 54 du tube guide 12 correspondant par un interstice axial de hauteur inférieure à 50 millimètres.
Cette situation est représentée sur les figures 3 et 4.
En d’autres termes, il existe entre l’extrémité inférieure de manchette 48 et l’extrémité axiale supérieure de tube guide 54 un interstice 56 dont la hauteur, prise selon l’axe central, est inférieure à 50 millimètres. De préférence, cette hauteur est inférieure à 30 millimètres et encore de préférence inférieure à 10 millimètres.
Ainsi, en cas de mouvements relatifs entre l’extrémité supérieure de manchette 38 et la portée supérieure 40, qui provoquerait une usure de la portée supérieure 40 ou de l’extrémité supérieure de manchette 38, le niveau vertical de la manchette 36 baisserait, et l’extrémité axiale inférieure de manchette 48 viendrait en appui contre l’extrémité axiale supérieure de tube guide 54. Ceci aurait pour effet d’interrompre l’usure de la portée supérieure 40 ou de l’extrémité supérieure de manchette 38.
Avantageusement, l’extrémité axiale inférieure de manchette 48 est séparée de l’extrémité axiale supérieure de tube guide 54 correspondant par un interstice radial de largeur inférieure à 20 millimètres. Cet interstice radial est de préférence de largeur inférieure à 10 millimètres et encore de préférence inférieure à 5 millimètres
Par exemple, la largeur de l’interstice 56, visible sur la figure 4, prise radialement, est inférieure à la largeur énoncée ci-dessus. Cette largeur est prise dans un plan perpendiculaire à l’axe central. Elle est prise suivant une direction radiale par rapport à l’axe X de la manchette.
Ceci a pour effet de limiter voire supprimer complètement un éventuel mouvement pendulaire de la manchette autour de son appui supérieur. Selon un premier mode de réalisation illustré sur les figures 3 à 6, l’extrémité axiale inférieure de manchette 48 est de forme évasée vers le tube guide 12, et l’extrémité axiale supérieure de tube guide 54 comprend une partie saillante 58, engagée dans l’extrémité axiale inférieure de manchette 48.
Comme visible sur la figure 4, l’interstice 56 entre la surface interne 60 de l’extrémité axiale inférieure de manchette 48, et la surface externe 61 de la partie saillante 58 correspond à la fois à l’interstice axial et à l’interstice radial.
Typiquement, l’extrémité axiale inférieure de manchette 48 présente une forme tronconique. La partie saillante 58 présente également une forme tronconique, conjuguée de celle de l’extrémité inférieure axiale de manchette. Ces formes tronconiques sont d’axe confondu avec l’axe X de la manchette.
Avantageusement, chaque tube guide 12 comprend une structure de guidage tubulaire 62 et une pièce d’extrémité 64 fixée à la structure de guidage 62 et définissant l’extrémité axiale supérieure de tube guide 54.
La structure de guidage tubulaire 62 comporte typiquement au moins les cartes de guidage et le capotage 20. Elle comporte typiquement également une plaque supérieure 66, fermant une extrémité supérieure du capotage 20. La plaque supérieure 66 est typiquement d’orientation perpendiculaire à l’axe central. Elle présente un orifice de passage 68 (figure 4), traversé par la tige 50.
La pièce d’extrémité 64 comporte une plaque de base 70, présentant des grandes faces inférieure 72 et supérieure 74. La grande face inférieure 72 est en appui directement contre la face supérieure 76 de la plaque supérieure 66.
La partie saillante 58 fait saillie axialement vers la manchette 36 à partir de la grande face supérieure 74.
La plaque de base 70 est d’orientation sensiblement perpendiculaire à l’axe central.
La pièce d’extrémité 64 présente un orifice axial central 78, traversé par la tige 50. L’orifice axial central 78 et l’orifice de passage 68 sont placés en coïncidence l’un avec l’autre.
La plaque supérieure 66 et la pièce d’extrémité 64 présentent perpendiculairement à l’axe central des sections intérieure et/ou extérieure sensiblement identiques.
Plus précisément, la section interne de l’orifice de passage 68 est sensiblement identique à la section interne de l’orifice axial central 78. La section externe de la plaque de base 70 est sensiblement identique à la section externe de la plaque supérieure 66.
Dans l’exemple représenté, la plaque de base 70 et la plaque supérieure 66 sont circulaires. Comme visible sur les figures 3 à 6, la pièce d’extrémité 64 présente des conduits de circulation de fluide débouchant dans l’orifice axial central 78. Les conduits 80 s’étendent radialement à partir de la tranche 82 de la plaque de base 70 jusque dans l’orifice axial central 78. D’autres conduits de circulation 86 s’étendent radialement depuis la surface externe 61 de la partie saillante 58 jusque dans l’orifice axial central 78.
La pièce d’extrémité 64 comporte encore trois reliefs en creux 88 (figure 5) prévus pour loger des vis de fixation de la pièce d’extrémité 64 à la plaque supérieure 66. Ces trois reliefs en creux 88 sont, dans l’exemple représenté, ménagés partiellement dans la plaque de base 64 et partiellement dans la partie saillante 58. Les fonds 90 des reliefs en creux 88 sont percés par des orifices 92, visibles sur la figure 6, prévus pour le passage des vis de fixation 93 (figure 7). Les têtes des vis de fixation sont logées dans les reliefs en creux.
En variante, la pièce d’extrémité 64 n’est pas fixée à la structure de guidage 62 par des vis mais par tout autre moyen adapté, par exemple par des soudures.
Comme visible sur la figure 4, le tube guide 12 comporte des barres anti rotation 94, faisant saillie par rapport à la face supérieure 76 de la plaque supérieure 66. La pièce d’extrémité 64 présente sur sa grande face inférieure 72 des logements 96 de réception des parties saillantes de ces barres.
Selon une variante de réalisation représentée sur les figures 7 et 8, les conduits de circulations 80, 86 sont remplacés par des ouvertures de grande taille 97. Ces ouvertures 97 sont creusées dans la partie saillante 58, et plus précisément dans la surface externe 61 . Elles débouchent dans l’orifice axial central 78. Elles sont à contour fermé.
Les ouvertures 97 sont typiquement réparties circonférentiellement autour de la partie saillante 58, entre les reliefs en creux 88.
Selon la variante de réalisation représentée sur la figure 9, les ouvertures 97 ne sont pas à contour fermé.
La partie saillante 58 est délimitée latéralement vers la surface interne 60 de l’extrémité axiale inférieure 48 par la surface externe 61 , et axialement par une surface annulaire 98. La surface annulaire 98 est perpendiculaire à l’axe X et est tournée vers le haut.
Les ouvertures 97 débouchent chacune au niveau de la surface annulaire 98, divisant celle-ci en trois tronçons annulaires entièrement séparés l’un de l’autre.
Selon des variantes de réalisation représentées sur les figures 10 à 12, l’extrémité axiale supérieure de tube guide 54 présente une portée inférieure 99, un bord libre 100 de l’extrémité axiale inférieure de manchette 48 étant situé axialement au-dessus de la portée inférieure 99. L’interstice axial 56 est dans ce cas défini entre le bord libre 100 et la portée inférieure 99.
La portée inférieure 99 est par exemple définie par une pluralité de surfaces à contour fermé, séparées les unes des autres par des passages, et réparties autour de la tige 50.
Ces surfaces à contour fermé sont par exemple définies par des plots, en saillie axialement. La portée inférieure 99 s’inscrit typiquement dans une surface perpendiculaire à l’axe central. Les passages séparant les différentes surfaces à contour fermé permettent la circulation du fluide primaire remplissant la cuve.
Dans ce cas, la portée inférieure 99 est par exemple ménagée sur une pièce d’extrémité rapportée sur la structure de guidage. Cette pièce d’extrémité comporte une plaque portant les plots.
En variante, la portée inférieure est une surface continue, entourant la tige 50.
Avantageusement, l’extrémité axiale supérieure de tube guide 54 comporte au moins une butée radiale 102, 104 située radialement vers l’intérieur et/ou vers l’extérieur de la portée inférieure 99, comme illustré sur les figures 10 et 1 1 . L’interstice radial est défini entre le bord libre 100 et la butée radiale extérieure 102 ou intérieure 104.
Typiquement, les butées 102, 104 sont formées sur la pièce d’extrémité définissant la portée inférieure 99.
Dans l’exemple représenté sur les figures 10 à 12, l’extrémité axiale inférieure de la manchette 48 présente une forme évasée.
Dans le mode de réalisation des figures 3 à 6, l’extrémité axiale inférieure de manchette 48 peut ne pas présenter une forme tronconique avec des sections circulaires perpendiculaires à l’axe central. Ces sections peuvent être ovales, ou présenter toute autre forme.
Selon une variante de réalisation, l’extrémité axiale supérieure de tube guide 54 est définie par la structure de guidage tubulaire, et non par une pièce d’extrémité fixée à la structure de guidage.
Selon un second aspect, l’invention vise un procédé de maintenance d’un réacteur nucléaire comprenant :
- une cuve 1 présentant un axe central sensiblement vertical, la cuve 1 comportant un couvercle 2 présentant une pluralité d’orifices 2a ;
- un cœur 4, disposé à l’intérieur de la cuve 1 ;
- des tubes guides 12, disposés à l’intérieur de la cuve 1 , chaque tube guide 12 comprenant une structure de guidage tubulaire 62 ; - une pluralité d’organes de contrôle de la réactivité du cœur 14, mobiles axialement à l’intérieur des tubes guides 12 ;
- des traversées de couvercle 22, comprenant chacune un adaptateur tubulaire 24 fixé dans un des orifices 2a et délimitant un passage interne 34, chaque traversée de couvercle 22 comprenant en outre une manchette tubulaire 36 engagée dans le passage interne 34 et s’étendant axialement dans le prolongement d’un des tubes guides 12 ;
- des tiges de commande 50, solidaires des organes de contrôle 14 et s’étendant chacune à travers une des manchettes 36 ;
- des mécanismes 52 d’entraînement des organes de contrôle 14, situés à l’extérieur de la cuve 1 , chaque mécanisme 52 étant configuré pour entraîner axialement une des tiges 50.
Chaque manchette 36 est suspendue par une extrémité axiale supérieure de manchette 38 reposant sur une portée supérieure 40 ménagée sur l’adaptateur 34 correspondant.
Une extrémité axiale inférieure 48 de la manchette fait saillie axialement dans la cuve 1 au-delà de la traversée 22, et est située au-dessus du tube guide correspondant 12.
Le procédé comprend au moins l’étape suivante :
- fixer une pièce d’extrémité 64 à la structure de guidage 62 d’au moins un tube guide 12, la pièce d’extrémité 64 définissant une extrémité axiale supérieure de tube guide 54, l’extrémité axiale inférieure de manchette 48 étant séparée de l’extrémité axiale supérieure de tube guide 54 correspondant par un interstice axial 56 de hauteur inférieure à 50 millimètres.
Avantageusement, l’extrémité axiale inférieure de manchette 48 est séparée de l’extrémité axiale supérieure de tube guide 54 correspondant par un interstice radial de la largeur inférieur à 20 millimètres.
La pièce d’extrémité est avantageusement du type décrit plus haut.
Après l’étape de fixation de la pièce d’extrémité 64 à la structure de guidage 62, le réacteur nucléaire est du type décrit plus haut.
Le procédé de maintenance est typiquement mis en œuvre sur des réacteurs déjà en service. Il peut être mis en œuvre de manière préventive, avant usure significative de la manchette ou de l’adaptateur. Alternativement, le procédé peut également être mis en œuvre de manière corrective, alors que la manchette est déjà descendue du fait de l’usure de la manchette ou de l’adaptateur.
Le procédé de maintenance comprend typiquement les étapes suivantes, exécutées avant l’étape de fixation de la pièce d”extrémité à la structure de guidage : - démontage du couvercle 2 et évacuation de celui-ci ;
- démontage des équipements internes supérieurs du réacteur nucléaire, y compris les tubes guides 12, et transfert dans une piscine du réacteur nucléaire.
L’opération de fixation de la pièce d’extrémité 64 est réalisée de préférence avec les tubes guides 12 immergés dans la piscine du réacteur.
L’étape de fixation comprend typiquement les sous-étapes suivantes :
- réalisation de taraudages dans la plaque supérieure 66 de la structure de guidage 62, ces taraudages étant prévus pour recevoir les vis de fixation de la pièce d’extrémité 64 à la structure de guidage 62 ;
- mise en place d’un bouchon centreur dans l’orifice de passage 68 de la plaque supérieure 66 ;
- mise en place de la pièce d’extrémité 64 sur la structure de guidage 62 ;
- vissage des vis de fixation de la pièce d’extrémité 64 dans les taraudages préalablement réalisés ;
- retrait du bouchon centreur.
Le bouchon centreur sert de guidage lors de la sous-étape de mise en place de la pièce d’extrémité sur la structure de guidage, et empêche la chute d’objets dans les tubes guides 12. L’orifice axial central 78 est enfilé autour du bouchon centreur.
Après l’étape de fixation de la pièce d’extrémité 64 à la structure de guidage 62, le procédé de maintenance comprend les étapes suivantes :
- transfert des équipements internes supérieurs du réacteur depuis la piscine dans la cuve 1 , y compris les tubes guides 12 incorporant maintenant les pièces d’extrémité 64 ;
- remise en place du couvercle 2 et fermeture de la cuve 1.
Ainsi, l’invention permet de stabiliser la manchette 36 à une altimétrie donnée, par le biais de la pièce d’extrémité 64 fixée sur la structure de guidage 62. La manchette 36 garde l’ensemble de ses fonctions :
- clapet hydraulique ;
- protection thermique de l’adaptateur 24 ;
- guidage et protection de la tige de commande 50.
La manchette 36 a une fonction de clapet hydraulique au sens où la manchette 36 se soulève de la portée supérieure 40 pour permettre une circulation de fluide depuis l’intérieur de la cuve 1 vers l’intérieur des mécanismes 52 en cas de descente rapide des organes de contrôle 14 de la réactivité du cœur. La mise en place de la pièce d’extrémité 64 permet de stopper l’usure de la manchette 36 et de l’adaptateur 24, du fait que la manchette 36 est maintenue à ses deux extrémités, ce qui limite son débattement.
La mise en place de la pièce d’extrémité 64 n’a pas d’impact sur la sûreté. Elle a peu ou pas d’impact sur les autres opérations de maintenance prévues sur les tubes guides 12, et nécessite seulement une adaptation du grappin permettant de saisir et manutentionner les tubes guides 12.
Le temps d’installation des pièces d’extrémité 64 n’est pas critique pour l’arrêt de tranche, cette opération pouvant se faire en temps masqué par rapport aux autres travaux sur le couvercle.
Les pièces d’extrémité 64 sont peu coûteuses, et relativement simples à mettre en place. La fixation de la pièce d’extrémité 64 sur la structure 62 nécessite typiquement seulement des opérations de taraudage.

Claims

REVENDICATIONS
1 Réacteur nucléaire comprenant :
- une cuve (1 ) présentant un axe central sensiblement vertical, la cuve (1 ) comportant un couvercle (2) présentant une pluralité d’orifices (2a);
- un cœur (4), disposé à l’intérieur de la cuve (1 ) ;
- des tubes guides (12), disposés à l’intérieur de la cuve (1 ) ;
- une pluralité d’organes de contrôle de la réactivité du cœur (14), mobiles axialement à l’intérieur des tubes guides (12) ;
- des traversées de couvercle (22), comprenant chacune un adaptateur tubulaire (24) fixé dans un des orifices (2a) et délimitant un passage interne (34), chaque traversée de couvercle (22) comprenant en outre une manchette tubulaire (36) engagée dans le passage interne (34) et s’étendant axialement dans le prolongement d’un des tubes guides (12);
- des tiges de commandes (50), solidaires des organes de contrôles (14) et s’étendant chacune à travers une des manchettes (36);
- des mécanismes (52) d’entraînement des organes de contrôle (14), situés à l’extérieur de la cuve (1 ), chaque mécanisme (52) étant configuré pour entraîner axialement une des tiges (50) ;
chaque manchette (36) étant suspendue par une extrémité axiale supérieure de manchette (38) reposant sur une portée supérieure (40) ménagée sur l’adaptateur (24) correspondant ;
une extrémité axiale inférieure (48) de la manchette (36) faisant saillie axialement dans la cuve (1 ) au-delà de l’adaptateur (24) et étant séparée d’une extrémité axiale supérieure (54) du tube guide (12) correspondant par un interstice axial de hauteur axiale inférieure à 50 millimètres.
2.- Réacteur nucléaire selon la revendication 1 , dans lequel l’extrémité axiale inférieure de manchette (48) est séparée de l’extrémité axiale supérieure de tube guide (54) correspondant par un interstice radial de largeur radiale inférieure à 20 millimètres.
3.- Réacteur nucléaire selon la revendication 1 ou 2, dans lequel chaque extrémité axiale inférieure de manchette (48) est de forme évasée vers le tube guide (12), l’extrémité axiale supérieure de tube guide (54) comprenant une partie saillante (58) axialement, engagée dans l’extrémité axiale inférieure de manchette (48), ledit interstice axial étant défini entre une surface interne (60) de l’extrémité axiale inférieure de manchette (48) de forme évasée et la partie saillante (58).
4.- Réacteur nucléaire selon la revendication 3 combinée à la revendication 2, dans lequel ledit interstice radial est défini entre la surface interne (60) de l’extrémité axiale inférieure de manchette (48) de forme évasée et la partie saillante (58).
5.- Réacteur nucléaire selon la revendication 3 ou 4, dans lequel l’extrémité axiale inférieure de manchette (48) présente une forme tronconique, la partie saillante (58) présentant une forme tronconique conjuguée de celle de l’extrémité axiale inférieure de manchette (48).
6.- Réacteur nucléaire selon la revendication 1 ou 2, dans lequel l’extrémité axiale supérieure de tube guide (54) présente une portée inférieure (99), un bord libre (100) de l’extrémité axiale inférieure de manchette (48) étant situé axialement au-dessus de la portée inférieure (99), ledit interstice axial étant défini entre le bord libre (100) et la portée inférieure (99).
7.- Réacteur nucléaire selon la revendication 6, dans lequel la portée inférieure (99) est définie par une pluralité de surfaces à contour fermé, séparées les unes des autres par des passages, et réparties autour de la tige (50).
8.- Réacteur nucléaire selon la revendication 6 ou 7 combinée à la revendication 2, dans lequel l’extrémité axiale supérieure de tube guide (54) comporte au moins une butée radiale (102, 104) située radialement vers l’intérieur et/ou vers l’extérieur de la portée inférieure (99), ledit interstice radial étant défini entre le bord libre (100) et l’au moins une butée radiale (102, 104).
9.- Réacteur nucléaire selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel chaque tube guide (12) comprend une structure de guidage tubulaire (62) et une pièce d’extrémité (64) fixée à la structure de guidage (62) et définissant l’extrémité supérieure de tube guide (54).
10.- Réacteur nucléaire selon la revendication 9, dans lequel la pièce d’extrémité (64) présente un orifice axial central (78) traversé par la tige (50), et des conduits de circulation de fluide (80, 86) débouchant dans l’orifice axial central (78).
1 1 .- Réacteur nucléaire selon la revendication 10, dans lequel la structure de guidage (62) comprend une plaque supérieure (66) présentant un orifice (68) de passage de la tige (50) placé en coïncidence avec l’orifice axial central (78), la pièce d’extrémité (64) étant fixée à la plaque supérieure (66), la plaque supérieure (66) et la pièce d’extrémité (64) présentant perpendiculairement à l’axe central des sections intérieure et/ou extérieure sensiblement identiques.
12.- Procédé de maintenance d’un réacteur nucléaire comprenant :
- une cuve (1 ) présentant un axe central sensiblement vertical, la cuve (1 ) comportant un couvercle (2) présentant une pluralité d’orifices (2a); - un cœur (4), disposé à l’intérieur de la cuve (1 ) ;
- des tubes guides (12), disposés à l’intérieur la cuve (1 ), chaque tube guide (12) comprenant une structure de guidage tubulaire (62);
- une pluralité d’organes de contrôle de la réactivité du cœur (14), mobiles axialement à l’intérieur des tubes guides (12) ;
- des traversées de couvercle (22), comprenant chacune un adaptateur tubulaire (24) fixé dans un des orifices (2a) et délimitant un passage interne (34), chaque traversée de couvercle (22) comprenant en outre une manchette tubulaire (36) engagée dans le passage interne (34) et s’étendant axialement dans le prolongement d’un des tubes guides (12);
- des tiges de commandes (50) solidaires des organes (14) de contrôle et s’étendant chacune à travers une des manchettes (36);
- des mécanismes (52) d’entraînement des organes de contrôle (14), situés à l’extérieur de la cuve (1 ), chaque mécanisme (52) étant configuré pour entraîner axialement une des tiges (50) ;
chaque manchette (36) étant suspendue par une extrémité axiale supérieure de manchette (38) reposant sur une portée supérieure (40) ménagée sur l’adaptateur (34) correspondant ;
une extrémité axiale (48) inférieure de la manchette (36) faisant saillie axialement dans la cuve (1 ) au-delà de l’adaptateur (24) et étant située au-dessus du tube guide (12) ;
le procédé comprenant au moins l’étape suivante :
- fixer une pièce d’extrémité (64) à la structure de guidage (62) d’au moins un tube guide (12), la pièce d’extrémité (64) définissant une extrémité axiale supérieure de tube guide (54), l’extrémité axiale inférieure de manchette (48) étant séparée de l’extrémité axiale supérieure de tube guide (54) correspondant par un interstice axial de hauteur axiale inférieure à 50 millimètres.
13.- Procédé selon la revendication 12, dans lequel l’extrémité axiale inférieure de manchette (48) est séparée de l’extrémité axiale supérieure de tube guide (54) correspondant par un interstice radial de largeur radiale inférieure à 20 millimètres.
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