WO2021058565A1 - Assemblage de combustible nucléaire muni d'un dispositif de renfort - Google Patents

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WO2021058565A1
WO2021058565A1 PCT/EP2020/076569 EP2020076569W WO2021058565A1 WO 2021058565 A1 WO2021058565 A1 WO 2021058565A1 EP 2020076569 W EP2020076569 W EP 2020076569W WO 2021058565 A1 WO2021058565 A1 WO 2021058565A1
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WO
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nuclear fuel
reinforcing plate
reinforcing
fuel assembly
guide tubes
Prior art date
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PCT/EP2020/076569
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Michel Bonnamour
Yassmail AKARIOUH
Original Assignee
Framatome
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    • Y02E30/30—Nuclear fission reactors

Definitions

  • the present invention relates to the field of nuclear fuel assemblies, in particular for pressurized water nuclear reactors (or PWR for “Pressurized Water Reactor”).
  • a nuclear fuel assembly for a pressurized water nuclear reactor generally includes a bundle of nuclear fuel rods extending along a longitudinal axis and a support skeleton configured to support the nuclear fuel rods.
  • the support skeleton comprises in particular two end pieces spaced apart longitudinally, a plurality of guide tubes extending along the longitudinal axis by connecting the end pieces to one another, and spacer grids distributed along the guide tubes and attached to the guide tubes, each spacer grid being configured to support the nuclear fuel rods.
  • Each spacer grid has rod cells traversed by the nuclear fuel rods, each rod cell being traversed by a respective nuclear fuel rod and provided with springs and / or bosses on internal surfaces of the rod cell to maintain transversely and longitudinally the nuclear fuel rod passing through this cell for rod.
  • the nuclear fuel assembly In operation, the nuclear fuel assembly is arranged vertically in the core of a nuclear reactor. In this position, the nuclear fuel assembly may tend to flex along its longitudinal axis, and assume a C, S, or W shape.
  • Such deformations can pose operational problems, for example for the insertion of control rods inside the guide tubes, and / or maintenance problems, for example for the insertion and / or the extraction of the assembly of nuclear fuel in or out of the nuclear reactor core.
  • FR2860334A1 and FR2860335A1 disclose nuclear fuel assemblies provided with reinforcement devices attached to guide tubes of the nuclear fuel assembly, to stiffen the support skeleton and thus limit lateral deformations of the nuclear fuel assembly.
  • These reinforcement devices comprise substantially flat plates, plates in the form of an angle or sets of intersecting plates, the plates being fixed on the guide tubes to link them together.
  • These reinforcing devices are provided in addition to the spacer grids.
  • One of the aims of the invention is to provide a nuclear fuel assembly whose rigidity can be improved while limiting the weight of the nuclear fuel assembly and / or the resistance to the flow of a fluid through it. nuclear fuel assembly.
  • the invention provides a nuclear fuel assembly comprising nuclear fuel rods extending along a longitudinal axis and a support skeleton configured to carry the nuclear fuel rods, the support skeleton comprising two end pieces spaced along a longitudinal axis. 'longitudinal axis, a plurality of guide tubes extending along the longitudinal axis and connecting the end pieces to one another, spacer grids distributed between the two end pieces and fixed to the guide tubes, each grid spacer supporting the nuclear fuel rods, the nuclear fuel assembly further comprising at least one reinforcing device, each reinforcing device comprising at least one reinforcing plate, each reinforcing plate being in contact with at least two of the tubes. guides and fixed to one or more of the guide tubes at fixing points, each reinforcing plate having at least two fixing points offset from one of the a utre along the longitudinal axis.
  • At least one said reinforcing plate is fixed to a guide tube at two fixing points spaced apart along this guide tube;
  • At least one reinforcing plate is fixed only to part of the guide tubes with which this reinforcing plate is in contact;
  • At least one reinforcing plate has at least two distinct branches connected together, the at least two branches being each in contact with at least one guide tube at contact points spaced from one another along the longitudinal axis ;
  • Each branch of the reinforcing plate has two ends, each end being fixed to a respective guide tube; - The two branches of the reinforcing plate are connected by at least one connection extending between the two branches;
  • the assembly includes at least one backing plate having two legs that meet at a junction, each leg extending from the junction away from the other leg;
  • the reinforcing device comprises at least one pair of reinforcing plates arranged on either side of a set of guide tubes with which the two reinforcing plates are in contact;
  • the reinforcement device comprises several intersecting reinforcing plates
  • the reinforcing device comprises several pairs of crossed reinforcing plates
  • At least one reinforcing plate is provided with at least one mixing fin and / or at least one deflector and / or at least one movement limiter;
  • Each attachment between a reinforcing plate and a guide tube is produced by plastic deformation, in particular by crimping or expanding, by welding and / or by brazing.
  • FIG. 1 is a schematic view in elevation of 'a nuclear fuel assembly
  • Figure 2 is a sectional view of the nuclear fuel assembly of Figure 2 according to 11-11 in Figure 1
  • Figure 3 is a side view illustrating guide tubes and a reinforcement device of the nuclear fuel assembly of Figure 1
  • Figure 4 is a top view of the guide tubes and the reinforcement device of Figure 3
  • Figure 5 is a perspective view of the reinforcement device of Figures 3 and 4
  • Figure 6 is a top view of the guide tubes and of a reinforcing device according to a variant
  • Figure 7 is a side view illustrating guide tubes and a reinforcement device of the nuclear fuel assembly of Figure 1 according to a variant
  • Figure 8 is a top view of the guide tubes and the reinforcement device of Figure 7
  • Figure 9 is a perspective view of some of the guide tubes and the reinforcement device of Figures 7 and 8
  • Figures 10 to 12 are side views illustrating each of
  • the nuclear fuel assembly 2 of Figure 1 comprises a nuclear fuel rod bundle 4 and a supporting skeleton 6 configured to support the nuclear fuel rods 4.
  • the nuclear fuel rods 4 extend parallel to each other and to a longitudinal axis L.
  • the longitudinal axis L extends vertically when the nuclear fuel assembly 2 is placed in a core of a nuclear reactor. In operation, a coolant flows vertically from bottom to top through the nuclear fuel assembly 2 as shown by arrow F in Figure 1.
  • the support skeleton 6 comprises a lower end piece 8, an upper end piece 10, a plurality of guide tubes 12 and a plurality of spacer grids 14. It optionally comprises an instrumentation tube 13 generally arranged in place of a central guide tube 12, as shown in Figure 2.
  • the lower end cap 8 and the top end cap 10 are spaced along the longitudinal axis L.
  • the guide tubes 12 are for example metallic.
  • the guide tubes 12 extend along the longitudinal axis L and connect the lower end piece 8 and the upper end piece 10 to each other, while maintaining the distance between the lower end piece 8 and the upper end piece 10.
  • the rods of nuclear fuel 4 are received between the lower nozzle 8 and the upper nozzle 10.
  • Each guide tube 12 is open at its upper end to allow the insertion of a control bar (not shown) inside the guide tube 12, through the upper end 10.
  • a control bar allows to control the reactivity of the nuclear reactor core in which the nuclear fuel assembly is inserted 2.
  • the spacer grids 14 are distributed along the guide tubes 12 being spaced from each other along the longitudinal axis L. Each spacer grid 14 is rigidly fixed to the guide tubes 12, the guide tubes 12 s 'extending through each spacer grid 14.
  • Each spacer grid 14 is configured to support the nuclear fuel rods 4 by maintaining them in a configuration in which they are spaced apart from each other in the transverse direction.
  • the nuclear fuel rods 4 are preferably held at the nodes of a substantially regular imaginary network.
  • Each spacer grid 14 comprises for example a plurality of rod cells, each rod cell being intended to receive a respective nuclear fuel rod 4, the walls of the rod cell being provided with support elements coming into contact with the fuel rod. outer surface of the nuclear fuel rod 4 to hold it longitudinally and transversely.
  • each cell for a pencil comprise for example at least one elastic spring and / or at least one rigid boss, each spring being for example configured to push the nuclear fuel rod 4 into abutment against one or more bosses.
  • the nuclear fuel assembly 2 further comprises at least one reinforcement device 20 configured to reinforce the support skeleton 6.
  • Each reinforcement device 20 is for example metallic.
  • Each reinforcement device 20 is separate from the spacer grids 14. Each reinforcement device 20 is provided in addition to the spacer grids 14.
  • Each reinforcement device 20 is disposed between two successive spacer grids 14, between the lower end piece 8 and a spacer grid 14 or between a spacer grid 14 and the upper end piece 10. In FIG. 1, each reinforcement device 20 is located between two successive spacer grids 14.
  • each reinforcement device 20 is in contact with several guide tubes 12, being further fixed on one or more of the guide tubes 12 with which it is in contact. This makes it possible to create an additional connection between the guide tubes 12 to which the reinforcing plate 22 is fixed, and thus to stiffen the support skeleton 6, in particular in bending along the longitudinal axis L.
  • Each reinforcement device 20 is not attached to the nuclear fuel rods 4. Each reinforcement device 20 does not include any attachment point on a nuclear fuel rod 4.
  • Each reinforcement device 20 is configured to allow the passage of nuclear fuel rods 4.
  • Each reinforcement device 20 optionally comprises movement limiters 36, for example in the form of rigid bosses, configured to limit the movement of a nuclear fuel rod 4 towards the reinforcement device 20.
  • movement limiters 36 are used. visible in Figure 3
  • each reinforcement device 20 is disposed inside the bundle of nuclear fuel rods 4.
  • each reinforcement device 20 does not extend between a peripheral layer of the nuclear fuel rods 4 and an adjacent layer of the nuclear fuel rods 4.
  • each reinforcement device 20 does not extend between the two layers of nuclear fuel rods 4 located outermost of the nuclear fuel rod bundle 4.
  • each reinforcing device 20 comprises at least one reinforcing plate 22, each reinforcing plate 22 being in contact with at least two guide tubes 12 and rigidly fixed to one or more tubes. -guides 12 at the fixing points 21.
  • Each reinforcing plate 22 is for example metallic.
  • Each reinforcing plate 22 has several fixing points 21, located on one or more guide tubes 12.
  • Each reinforcing plate 22 is fixed to only one of the guide tubes 12 with which it is in contact or to several among the guide tubes 12 with which it is in contact.
  • Each reinforcing plate 22 fixed on several guide tubes 12 is fixed on each of the guide tubes 12 with which the reinforcing plate 22 is in contact or on only part of the guide tubes 12 with which the reinforcing plate 22 is in contact. contact, the reinforcing plate 22 then being in simple contact (without rigid fixing) with at least one of the guide tubes 12 with which it is in contact.
  • the fixing between each reinforcing plate 22 and each of the guide tubes 12 to which the reinforcing plate 22 is fixed is carried out by mechanical assembly at the fixing points 21 in order to make the reinforcing device 20 integral with each guide tube 12 to which it is attached. is fixed.
  • Mechanical assembly can be direct.
  • the mechanical assembly can be indirect by using, for example, a sleeve positioned around the guide tube 12.
  • the attachment points 21 are preferably permanent and without a degree of freedom.
  • the fixing points 21 can, for example, be produced by plastic deformation (crimping, expanding, etc.), by welding or by brazing. In Figure 3, the attachment points 21 are
  • Each reinforcing plate 22 has at least two attachment points 21 which are offset from one another along the longitudinal axis L.
  • Two fixing points 21 offset along the longitudinal axis L are for example two fixing points 21 located on the same guide tube 12 and spaced from one another along this guide tube 12, or two points of fixing 21 located on two separate guide tubes 12.
  • the reinforcing plate 22 may comprise one or more branches 24.
  • Each branch 24 is preferably in contact with at least two guide tubes 12.
  • Each branch is in the form of an elongated strip in a direction transverse to the line. 'longitudinal axis L.
  • each reinforcing plate 22 has at least one branch 24 in contact with at least two guide tubes 12 and fixed to at least one of the guide tubes 12 with which the branch 24 is in contact.
  • Each attachment point 21 of a branch 24 on the guide tubes 12 constitutes an attachment point 21 of the reinforcement plate 22 on the guide tubes 12.
  • the reinforcing plate 22 comprises at least one branch 24 which is configured to ensure contact with at least one of the guide tubes 12.
  • the reinforcing plate 22 has at least two distinct branches 24 connected together, each branch 24 being in contact with at least two guide tubes 12.
  • At least one of the branches 24 is fixed to one of the guide tubes 12 with which it is in contact, and at least one fixing point 21 of the reinforcing plate 22 is located on this branch 24.
  • each of the branches 24 is fixed to at least one of the guide tubes 12 on which the reinforcing plate 22 is fixed.
  • Each of the branches 24 is therefore provided with at least one fixing point 21.
  • At least one of the branches 24 of the reinforcing plate 22 is not fixed to any of the guide tubes 12 on which the reinforcing plate 22 is fixed.
  • Such a branch 24 therefore has no fixing point 21.
  • each reinforcing plate 22 has two branches 24 parallel to each other and spaced from one another along the longitudinal axis L.
  • a reinforcing plate 22 comprises two branches 24 parallel to each other but extending obliquely with respect to the longitudinal axis L, ie neither parallel to the longitudinal axis L nor perpendicular to the longitudinal axis L.
  • the reinforcing plate 22 comprises at least one connection 26 extending between the two branches 24 by connecting the two branches 24 together.
  • the reinforcing plate 22 preferably comprises several links 26 distributed along the branches 24 being spaced from each other along the branches 24.
  • each link 26 extend longitudinally, ie parallel to the longitudinal axis L.
  • each link 26 is located at a distance from the ends of at least one of the two branches 24, or even at a distance from the ends of each of the two branches 24, as in the example illustrated in Figures 3 and 5.
  • each link 26 is disposed along the branches 24 so as to extend along one of the guide tubes 12 with which the reinforcing plate 22 is in contact.
  • each link 26 extends along one of the guide tubes 12 with which the reinforcing plate 22 is in contact.
  • each reinforcing plate 22 comprises two links 26 spaced from one another and spaced from the ends of the two branches 24, each link 26 extending along one of the guide tubes 12 with which the reinforcing plate 22 is in contact.
  • the reinforcing plate 22 comprises a respective link 26 along each of the guide tubes 12 with which the reinforcing plate 22 is in contact.
  • Each reinforcing plate 22 is for example fixed to an assembly 28 comprising several guide tubes 12, here several guide tubes 12 aligned in a direction of alignment perpendicular to the direction of extension of the guide tubes 12, that is to say say perpendicular to the longitudinal axis L.
  • the reinforcing plate 22 is fixed to an assembly 28 comprising five guide tubes 12, and comprises two links 26 extending along the second guide tube 12 and the fourth guide tube 12 of set 28.
  • each reinforcement plate 22 includes an additional link 26 extending along the first guide tube 12 of the assembly 28, an additional link 26 extending along the third guide tube 12 of the assembly 28 and / or an additional link 26 extending along the fifth guide tube 12 of the assembly 28.
  • additional links 26 are shown in phantom in Figure 3.
  • the reinforcement device 20 comprises, for example, intersecting reinforcing plates 22.
  • At least one reinforcing plate 22 extends in a first direction T 1 and is fixed to a first assembly 28, the guide tubes 12 of the first assembly 28 being aligned in the first direction T1, and at least one other reinforcing plate 22 extends in a second direction T2 making a non-zero angle with the first direction T1 and is fixed to a second assembly 28, the guide tubes 12 of the second assembly 28 being aligned in the second direction T2.
  • the second direction T2 is for example perpendicular to the first direction T 1.
  • the reinforcement device 20 is for example formed of two sets of intersecting reinforcing plates 22, in particular a first set of reinforcing plates 22 extending in the first direction T1 intersecting with a second set of reinforcing plates 22 extending following the second direction T2.
  • the reinforcing plates 22 intersect at a distance from the ends of their branches 24.
  • the branches 24 of each reinforcing plate 22 have an end portion extending beyond the crossing with each other plate. reinforcement 22 crossed by the reinforcement plate 22, the end portion being fixed to a guide tube 12.
  • each end portion of a branch 24 does not extend beyond its fixing zone on the corresponding guide tube 12.
  • the end portions of at least one of the branches 24 of a reinforcing plate 22 extend beyond the peripheral layer of the nuclear fuel rods 4 and are fixed together by a peripheral plate arranged around the nuclear fuel rod bundle 4.
  • each reinforcing plate 22 crossing another reinforcing plate 22 is fixed to a guide tube 12 adjacent to this crossing, said other reinforcing plate 22 also being fixed to this guide tube 12.
  • the reinforcing plates 22 are for example arranged in pairs 23, the reinforcing plates 22 of each pair 23 being located on either side of a set 28 of guide tubes 12 aligned so that the two reinforcing plates 22 are in contact with opposite faces of the guide tubes 12 of this assembly 28.
  • the guide tubes 12 of the assembly 28 are sandwiched between the two reinforcing plates 22 of the pair 23.
  • the reinforcement device 20 comprises for example at least one pair 23 of reinforcement plates 22 extending in the first direction T1, intersecting with at least one pair 23 of reinforcement plates 22 extending in the second direction T2, both reinforcing plates 22 of each pair 23 being located on either side of a set 28 of guide tubes 12 to which they are attached.
  • the reinforcing device 20 here comprises two pairs 23 of reinforcing plates 22 extending in the first direction T1, intersecting with two pairs 23 of reinforcing plates 22 extending in the second direction T2.
  • Each pair 23 of reinforcing plates 22 extending in the first direction T1 cross each pair 23 of reinforcing plates 22 extending in the second direction T2, forming a cell in which is received a guide tube 12 on which each of the reinforcing plates 22 of these two pairs 23 is fixed.
  • Each pair 23 of reinforcing plates 22 crossing another pair 23 of reinforcing plates 22 extends beyond this crossing by being in contact with a guide tube 12 located beyond this crossing, in particular fixed to this tube -guide 12.
  • End portions of the branch (s) 24 of each pair 23 of backing plates 22 extend beyond the intersection with the backing plates 22 of each other pair 23 of backing plates 22.
  • the end portions of the branch (s) 24 of each pair 23 of backing plates 22 extending beyond the intersection with the backing plates 22 of each other pair 23 of backing plates 22 are preferably attached to a guide tube 12.
  • the end portions of the or at least one of the branches 24 of a first reinforcing plate 22 are fixed by a transverse connection 27 to the end portions of the branch or branches 24 of a second reinforcing plate. reinforcement 22 of a pair 23.
  • a transverse connection 27 is visible in Figure 7.
  • said transverse link 27 is in contact and preferably fixed to the guide tube 12 opposite the end portions of the branches 24 concerned.
  • These fixings when they exist, constitute fixing points 21 of the reinforcing plate 22 on the guide tubes 12 as described above and thereby fixing points 21 of the reinforcing device 20 on the guide tubes 12.
  • the number of pairs 23 of intersecting reinforcing plates 22 may vary. As illustrated in Figure 6, the reinforcing device 20 may for example comprise three pairs 23 of reinforcing plates 22 extending in the first direction T 1 and / or three pairs 23 of reinforcing plates 22 extending in the second. direction T2.
  • the reinforcing device 20 comprises three pairs 23 of reinforcing plates 22 extending in the first direction T1, intersecting with three pairs 23 of reinforcing plates 22 extending in the second direction T2.
  • the number of pairs 23 of reinforcing plates 22 extending in the first direction T1 and the number of pairs 23 of reinforcing plates 22 extending in the second direction T2 may be different.
  • a reinforcing device 20 comprises three pairs 23 of reinforcing plates 22 extending in the first direction T1 intersecting with two pairs 23 of reinforcing plates 22 extending in the second direction T2.
  • the reinforcing plates 22 of the reinforcing device 20 are assembled together at their points of intersection.
  • the reinforcement device 20 is for example made up of plates, constituting in particular the branches 24, provided with slots obtained for example by stamping and nested together.
  • said plates are fixed to one another at their junction, without a degree of freedom (embedding), for example by spot welding or by connection by spider (attached ferrule) at the upper and / or lower edge of the plates and / or welded by a bead weld over all or part of the height of the joint.
  • all or part of the reinforcement device 20 can be produced by additive manufacturing.
  • the components of the reinforcement device 20 are configured to limit the pressure drop of the reinforcement device 20, for example by using plates whose lower edge is rounded or chamfered.
  • each reinforcing plate 22 is provided on one of its edges with at least one fixing tab 30 projecting from said edge, each fixing tab 30 being fixed to a guide tube 12.
  • Each fixing tab 30 thus carries an attachment point 21.
  • each reinforcing plate 22 is provided with at least one fastening tab 30 associated respectively with each guide tube 12 on which the reinforcing plate 22 is fixed.
  • each fixing tongue 30 is disposed on an edge of a branch 24.
  • One or more of the branches 24 of the reinforcing plate 22 can each be provided with one or more tongues. fixing 30.
  • each fixing tab 30 projects upwardly from the upper edge of the upper branch 24 of each reinforcement plate 22.
  • at least one reinforcement plate 22, preferably each. reinforcing plate 22 is provided with mixing means, for example in the form of mixing fins 32 and / or deflectors 34, configured for mixing the cooling fluid flowing between the nuclear fuel rods 4 during operation nuclear reactor.
  • the reinforcing plate 22 comprises, for example, mixing fins 32 located on an edge of the reinforcing plate 22, preferably an upper edge of the reinforcing plate 22.
  • the mixing fins 32 are for example located on an edge of a branch 24 of the reinforcing plate 22, preferably an upper edge of an upper branch 24 of the reinforcing plate. reinforcement 22.
  • the mixing fins 32 are configured to promote mixing of the cooling fluid flowing between the nuclear fuel rods 4 during operation of the nuclear reactor.
  • Each mixing fin 32 is preferably inclined relative to the reinforcing plate 22 so as to extend obliquely upwardly relative to the longitudinal axis L.
  • the reinforcing plate 22 is for example provided with deflectors 34 arranged on one edge of the reinforcing plate 22.
  • the deflectors 34 are for example located on an edge, preferably the upper edge, of a branch 24, preferably the lower branch 24 of the reinforcing plate 22.
  • Each deflector 34 is for example made projecting from said edge, in the form of a rectangular projection having at least one corner bent at its free end.
  • a baffle 34 is made by slitting one edge of the backing plate 22 and bending at least one of the corners disposed at the free end of the slit.
  • the baffles 34 are configured to deflect the coolant flowing between the nuclear fuel rods 4 during operation of the nuclear reactor.
  • At least one reinforcing plate 22, preferably each reinforcing plate 22, is provided with movement limiters 36 configured to limit the movement of a nuclear fuel rod 4 adjacent to the reinforcing plate 22 and to avoid any further. contact between the nuclear fuel rod 4 and the reinforcement device 20 and in particular any contact with the mixing means.
  • Each movement limiter 36 is for example in the form of a rigid relief forming a support for a nuclear fuel rod 4.
  • Each reinforcing plate 22 comprises, for example, movement limiters 36 projecting on one or on each of its two opposite faces.
  • the movement limiters 36 are preferably arranged on at least one of the branches 24 of each reinforcing plate 22.
  • a reinforcing device 20 comprises at least one reinforcing plate 22 having at least two branches 24 joined at a junction 25, the branches 24 s 'extending from junction 25 away from each other.
  • each reinforcing plate 22 has a V-shape composed of two branches 24, each branch 24 defining a respective branch of the V.
  • the reinforcing plate 22 is in contact with the guide tubes 12 by being attached to the guide tubes 12 at at least two attachment points 21 offset along the longitudinal axis L.
  • the reinforcing plate 22 is fixed to at least one of the guide tubes 12 at two fixing points 21 spaced apart along this guide tube 12, each of these two fixing points 21 being located on a branch 24 respectively.
  • At least one of the branches 24 is attached to two guide tubes 12 at two attachment points 21 offset from one another along the longitudinal axis L.
  • the reinforcing plate 22 is fixed to guide tubes 12, each branch 24 preferably being fixed to at least one guide tube 12 at attachment points 21 spaced along this guide tube 12. .
  • the reinforcing plate 22 is fixed on a guide tube 12 at the junction 25 between the branches 24.
  • An attachment point 21 of the reinforcing plate 22 is located at the junction 25 between the branches 24.
  • the reinforcement plate 22 is here fixed to a guide tube 12 at the junction 25 between the branches 24, the branches 24 being fixed to several other guide tubes 12 being spaced apart along each of these other guide tubes 12 following the longitudinal axis L.
  • the branches 24 are attached to several guide tubes 12, gradually moving apart.
  • the spacing between the branches 24 increases between each guide tube 12 and the next along the branches 24.
  • each reinforcement plate 22 can be provided with one or more fixing tabs 30, mixing fins 32, deflectors 34 and / or movement limiters 36 on one or more of the branches 24 of the control plate. reinforcement 22, in a manner analogous to what has already been described with reference to Figures 2 to 5.
  • each reinforcing device 20 is formed of a pair 23 of reinforcing plates 22 in contact with opposite faces of guide tubes 12, these guide tubes 12 thus being received between the two reinforcing plates 22 of the pair. 23.
  • the two reinforcing plates 22 of a pair 23 are also fixed together at at least one of their ends and preferably at each of their ends by transverse links 27, perpendicular to the longitudinal axis L.
  • the two reinforcing plates 22 of a pair 23 have similar shapes and are superimposed in a view perpendicular to the longitudinal axis L.
  • Each branch 24 of one of the two reinforcing plates 22 of a pair 23 extends along an associated branch 24 of the other reinforcing plate 22 of the pair 23 to together form a branch of the reinforcing device 20 .
  • the reinforcing device 20 has a general V shape, each branch of which is formed by two corresponding branches 24 of the two reinforcing plates 22 of the device. reinforcement 20.
  • a first reinforcement device 20 is fixed to a first set 28 of guide tubes 12 aligned in a first direction T1 and a second reinforcement device 20 is fixed to a second set 28 of guide tubes 12 aligned along a second direction T2 forming a non-zero angle with the first direction T1, a guide tube 12 being common to the first set 28 of guide tubes 12 and to the second set 28 of guide tubes 12, the two branches 24 of each reinforcing plate 22 of the first reinforcing device 20 being fixed to this common guide tube 12 at fixing points 21 located between the fixing points 21 of the two branches 24 of each reinforcing plate 22 of the second reinforcing device 20.
  • the two branches 24 of each reinforcing plate 22 of the first reinforcing device 20 are for example fixed at fixing points 21 remote from each other along the guide tube 12 common to the first set 28 of guide tubes. 12 and the second set 28 of guide tubes 12.
  • the nuclear fuel assembly 2 comprises for example a pair of first reinforcement devices 20 extending in the first direction T1 and a pair of second reinforcement devices 20 extending in the second direction T2, the reinforcement devices 20 being arranged so that the branches 24 of each reinforcing plate 22 of each first reinforcing device 20 pass between the branches 24 of each reinforcing plate 22 of one of the second reinforcing devices 20 and on either side of the branches 24 of each reinforcement plate 22 of the other among the second reinforcement devices 20.
  • the two reinforcing devices 20 of each pair of reinforcing devices 20 are preferably arranged head-to-tail: the branches 24 of each reinforcing plate 22 of one diverges in one direction along the direction of extension of the two reinforcement devices 20 (first direction T1 or second direction T2) and the branches 24 of each reinforcing plate 22 diverge from one another in the other direction along the direction of extension of the two reinforcement devices 20.
  • each reinforcing plate 22 comprises several branches 24, in particular two parallel branches 24 linked by links 26 or two non-parallel branches 24 meeting at a junction 25.
  • a reinforcing device 20 comprises a reinforcing plate 22 in the form of a single strip or single branch 24, in contact with several guide tubes 12.
  • the reinforcement plate 22 is attached to these guide tubes 12 at attachment points 21 including at least two attachment points 21 offset along the longitudinal axis L.
  • the reinforcing plate 22 comprises for example two fixing tabs 30, one located on an upper edge of the reinforcing plate 22 and the other located on a lower edge of the reinforcing plate 22 This makes it possible to ensure the longitudinal offset of the fixing points 21 carried by these fixing tongues 30.
  • the two fixing tabs 30 are located at both ends of the reinforcing plate 22, each fixing tab 30 being located at a respective end of the reinforcing plate 22.
  • one or each of the two fixing tabs 30 is located. at a distance from the ends of the reinforcing plate 22.
  • a fixing tab 30 is located at one end of the reinforcing plate 22, the other fixing tab 30 being closer to the other end of the reinforcing plate 22 while being at a distance from this end.
  • each of the two fixing tabs 30 serves for fixing the reinforcing plate 22 on a respective guide tube 12 located at one end of the assembly 28 of the guide tubes 12 aligned with which the guide plate reinforcement 22 is in contact.
  • one or each of the two attachment tabs 30 serves for attachment to a guide tube 12 intermediate the alignment of guide tubes 12 with which the backing plate 22 is in contact.
  • one of the two fixing tabs 30 serves for fixing to an end guide tube 12, and the other fixing tab 30 serves for fixing an intermediate guide tube 12.
  • the reinforcing plate 22 may include other fixing tabs 30.
  • the reinforcing plate 22 is inclined so that it extends obliquely with respect to the longitudinal axis L.
  • the reinforcing plate 22 is in contact with the guide tubes 12 in contact zones offset from each other along the longitudinal axis L.
  • Such an inclination increases the longitudinal offset between two fixing tabs 30 provided on an upper edge and a lower edge of the reinforcing plate 22, at locations spaced apart along the reinforcing plate 22.
  • Such an inclination allows a longitudinal offset between two fixing points on two separate guide tubes 12, including when the fixing points are provided on the reinforcing plate 22, between the upper edge and the lower edge of the reinforcing plate 22. , or on fixing tabs 30 located on the same edge of the reinforcing plate 22, for example the upper edge.
  • the reinforcing plate 22 is inclined so as to extend obliquely with respect to the longitudinal axis L and is fixed on two guide tubes 12 distinct at two points.
  • fixing 21 offset longitudinally, the two fixing points 21 being located between the upper edge and the lower edge of the reinforcing plate 22 or on fastening tabs 30 located on the same edge of the reinforcing plate 22, preferably the upper edge.
  • a reinforcing plate 22 comprises two branches 24 including at least one branch 24, here the upper branch 24, inclined so as to be oblique with respect to the longitudinal axis L, being fixed to the guide tubes 12 at fixing points 21 offset longitudinally due to the inclination of the branch 24.
  • fixing points 21 are here arranged on fixing tongues 30 located on an upper edge of this branch 24, and could alternatively be located on the branch 24, between its upper edge and its lower edge, or the fixing tongues 30. could be arranged in whole or in part on a lower edge of the branch 24.
  • a reinforcing plate 22 comprises parallel branches 24 connected by links 26 or branches 24 joining at a junction 25.
  • a reinforcing plate 22 comprises non-parallel branches 24 spaced longitudinally from one another, and connected by at least one link 26.
  • a reinforcing plate 22 comprises two branches 24, each branch 24 being fixed to one or more guide tubes 12.
  • a reinforcing plate 22 comprises two separate branches 24 in contact with guide tubes 12, only one of the two branches 24 being provided with fixing points 21 on one or more of the guide tubes. guide tubes 12, the other branch 24 having no fixing point 21. This other branch 24 is simply in contact with the guide tubes 12.
  • the upper branch 24 is provided with attachment points 21, and the other lower branch 24 has no attachment point 21.
  • a reinforcing plate 22 comprises two spaced branches 24 connected by links 26.
  • a reinforcing plate 22 comprises an upper branch 24 and a lower branch 24 interconnected by an intermediate branch 24.
  • the intermediate branch 24 is in contact with several guide tubes 12.
  • the intermediate branch 24 is for example provided with fixing points offset longitudinally.
  • the upper branch 24 and the lower branch 24 are parallel, the intermediate branch 24 extends obliquely between the upper branch 24 and the lower branch 24.
  • the upper branch 24 and the lower branch 24 here extend perpendicular to the longitudinal axis L, the intermediate branch 24 extending obliquely.
  • the inclinations of the branches 24 between themselves and with respect to the longitudinal axis L could be different.
  • the upper branch 24 is here provided with fixing points 21 located on fixing tabs 30 arranged on the upper edge of the upper branch 24, the intermediate branch 24 and the lower branch 24 being provided with fixing points 21 located on each of the upper branches. 'them, between its lower edge and its upper edge.
  • the attachment points 21 are provided on only one of the branches 24 or only part of the branches 24, and on each branch 24 provided with attachment points 21, the attachment points 21 can be arranged differently on fixing tabs 30 and / or on branch 24, the preceding considerations as to the positions of the fixing points 21 applying to each branch 24.
  • each backing plate 22 shown in Figures 10 to 12 can be provided with one or more attachment tabs 30, mixing fins 32, deflectors 34 and / or motion limiters 36 on one or more. their branches 24, in a manner analogous to what has already been described with reference to Figures 2 to 5.
  • reinforcing device 20 may of course comprise one or more pairs 23 of similar reinforcing plates 22 sandwiching the guide tubes. 12 and / or other reinforcing plates 22 intersecting with the reinforcing plate 22.
  • the reinforcing device 20 comprises reinforcing plates 22 in contact with sets 28 of guide tubes 12 aligned in directions which are perpendicular to the side faces of the assembly. of nuclear fuel 2, which are formed by rows of nuclear fuel rods 4 peripheral to the nuclear fuel assembly 2.
  • a reinforcing device 20 comprises at least one reinforcing plate 22 in contact with a set 28 of guide tubes 12 aligned in a direction of oblique alignment with respect to each side face of the nuclear fuel assembly 2. .
  • the reinforcing device 20 comprises at least one reinforcing plate 22 in contact with a set 28 of guide tubes 12 aligned in a first direction T1 oblique with respect to each side face of the nuclear fuel assembly 2, and at least one reinforcing plate 22 in contact with a set 28 of guide tubes 12 aligned along a second direction T2 oblique with respect to each lateral face of the nuclear fuel assembly 2, the first direction T1 and the second direction T2 forming a non-zero angle between them, the first direction T1 and the second direction T2 being in particular perpendicular to each other.
  • a reinforcing device 20 comprising intersecting reinforcing plates 22 comprises reinforcing plates 22, in particular four reinforcing plates 22, which intersect, defining a individual cell for passage of an instrumentation tube 13.
  • One or several attachment points 21 of one or more reinforcing plates 22 defining this individual cell is (are) for example located on the instrumentation tube 13.
  • each reinforcing device 20 comprising at least one reinforcing plate 22 in contact with several guide tubes 12 and fixed to at least one of the guide tubes 12 at fixing points 21 offset along the longitudinal axis L makes it possible to bind the guide tubes 12 with satisfactory rigidity due to the offset of the fixing points 21.
  • the reinforcement device can thus be produced with reinforcement plates using little material, which makes it possible to reduce its cost and to limit the impact of the reinforcement device on the neutron performance of the fuel assembly and / or the resistance. to the flow of coolant through the nuclear fuel assembly.
  • the reinforcement device has been described with reference to a nuclear fuel assembly for a pressurized water reactor of square section.
  • the guide tubes of such assemblies are arranged substantially rectilinear in the transverse direction and the reinforcing plates extend perpendicular to the guide tubes in a substantially rectilinear fashion.
  • the implementation of the reinforcement device on a nuclear fuel assembly for a pressurized water nuclear reactor of hexagonal section in which the guide tubes are not arranged in a rectilinear manner in the transverse direction can be carried out in a similar manner using plates.
  • of reinforcement of geometry adapted to ensure contact of the reinforcement plates with a set of guide tubes.

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Abstract

L'assemblage comprend des crayons de combustible nucléaire (4) s'étendant suivant un axe longitudinal (L) et un squelette de support (6) configuré pour porter les crayons de combustible nucléaire (4), le squelette de support (6) comprenant deux embouts (8, 10), une pluralité de tubes- guides (12) connectant les embouts (8, 10) l'un à l'autre, des grilles-entretoises (14) fixées sur les tubes-guides (12), chaque grille-entretoise (14) supportant les crayons de combustible nucléaire (4), l'assemblage de combustible nucléaire comprenant en outre au moins un dispositif de renfort (20) comprenant au moins une plaque de renfort (22) en contact avec au moins deux des tubes- guides (12) et fixée à un ou plusieurs des tubes-guides (12) en des points de fixation (21), chaque plaque de renfort (22) ayant au moins deux points de fixation (21) décalés l'un de l'autre suivant l'axe longitudinal (L).

Description

Assemblage de combustible nucléaire muni d’un dispositif de renfort
La présente invention concerne le domaine des assemblages de combustible nucléaire, en particulier pour réacteur nucléaire à eau pressurisée (ou PWR pour « Pressurized Water Reactor »).
Un assemblage de combustible nucléaire pour réacteur nucléaire à eau pressurisée comprend généralement un faisceau de crayons de combustible nucléaire s’étendant suivant un axe longitudinal et un squelette de support configuré pour supporter les crayons de combustible nucléaire. Le squelette de support comprend notamment deux embouts espacés longitudinalement, une pluralité de tubes-guides s’étendant suivant l’axe longitudinal en connectant les embouts l’un à l’autre, et des grilles-entretoises réparties le long des tubes-guides et fixées sur les tubes-guides, chaque grille-entretoise étant configurée pour supporter les crayons de combustible nucléaire.
Chaque grille-entretoise possède des cellules pour crayon traversées par les crayons de combustible nucléaire, chaque cellule pour crayon étant traversée par un crayon de combustible nucléaire respectif et munie de ressorts et/ou de bossettes sur des surface internes de la cellule pour crayon pour maintenir transversalement et longitudinalement le crayon de combustible nucléaire traversant cette cellule pour crayon.
En fonctionnement, l’assemblage de combustible nucléaire est disposé verticalement dans le cœur d’un réacteur nucléaire. Dans cette position, l’assemblage de combustible nucléaire peut avoir tendance à se fléchir le long de son axe longitudinal, et à adopter une forme en C, en S ou en W.
De telles déformations peuvent poser des problèmes de fonctionnement, par exemple pour l’insertion de grappes de commande à l’intérieur des tubes-guides, et/ou des problèmes de maintenance, par exemple pour l’insertion et/ou l’extraction de l’assemblage de combustible nucléaire dans ou hors du cœur du réacteur nucléaire.
FR2860334A1 et FR2860335A1 divulguent des assemblages de combustible nucléaire munis de dispositifs de renfort fixés à des tubes-guides de l’assemblage de combustible nucléaire, pour rigidifier le squelette de support et ainsi limiter les déformations latérales de l’assemblage de combustible nucléaire. Ces dispositifs de renfort comprennent des plaquettes sensiblement planes, des plaquettes en forme de cornière ou des jeux de plaquettes entrecroisées, les plaquettes étant fixées sur les tubes-guides pour les lier entre eux. Ces dispositifs de renfort sont prévus en plus des grilles-entretoises. Un des buts de l’invention est de proposer un assemblage de combustible nucléaire dont la rigidité puisse être améliorée tout en limitant le poids de l’assemblage de combustible nucléaire et/ou la résistance à l’écoulement d’un fluide à travers l’assemblage de combustible nucléaire.
A cet effet, l’invention propose un assemblage de combustible nucléaire comprenant des crayons de combustible nucléaire s’étendant suivant un axe longitudinal et un squelette de support configuré pour porter les crayons de combustible nucléaire, le squelette de support comprenant deux embouts espacés suivant l’axe longitudinal, une pluralité de tubes-guides s’étendant suivant l’axe longitudinal et connectant les embouts l’un à l’autre, des grilles-entretoises réparties entre les deux embouts et fixées sur les tubes-guides, chaque grille-entretoise supportant les crayons de combustible nucléaire, l’assemblage de combustible nucléaire comprenant en outre au moins un dispositif de renfort, chaque dispositif de renfort comprenant au moins une plaque de renfort, chaque plaque de renfort étant en contact avec au moins deux des tubes-guides et fixée à un ou plusieurs des tubes-guides en des points de fixation, chaque plaque de renfort ayant au moins deux points de fixation décalés l’un de l’autre suivant l’axe longitudinal.
En prévoyant un dispositif de renfort possédant au moins une plaque de renfort fixée sur des tubes-guides en des points de fixation décalés le long des tubes-guides, il est possible d’augmenter la rigidité du fait du décalage des points de fixation, tout en limitant la matière de la plaque de renfort, et donc son coût et l’impact du dispositif de renfort sur les performances neutroniques de l’assemblage de combustible nucléaire et/ou sa résistance à l’écoulement d’un fluide à travers l’assemblage de combustible nucléaire.
Selon d’autres caractéristiques de l’assemblage selon l’invention, considérées isolément ou selon toute combinaison techniquement envisageable :
- au moins une dite plaque de renfort est fixée à un tube-guide en deux points de fixation espacés le long de ce tube-guide ;
- au moins une plaque de renfort est fixée à chaque tube-guide avec lequel cette plaque de renfort est en contact ;
- au moins une plaque de renfort est fixée seulement à une partie des tubes- guides avec lesquels cette plaque de renfort est en contact ;
- au moins une plaque de renfort possède au moins deux branches distinctes reliées ensemble, les au moins deux branches étant chacune en contact avec au moins un tube-guide en des points de contact espacés l’un de l’autre suivant l’axe longitudinal ;
- chaque branche de la plaque de renfort possède deux extrémités, chaque extrémité étant fixée à un tube-guide respectif ; - les deux branches de la plaque de renfort sont reliées par au moins une liaison s’étendant entre les deux branches ;
- les deux branches de la plaque de renfort s’étendent parallèlement l’une à l’autre ;
- les deux branches de la plaque de renfort s’étendent perpendiculairement par rapport à l’axe longitudinal ;
- l’assemblage comprend au moins une plaque de renfort ayant deux branches qui se rejoignent à une jonction, chaque branche s’étendant à partir de la jonction en s’écartant de l’autre branche ;
- les deux branches de la plaque de renfort sont jointes à une de leurs extrémités et écartées à l’autre de leurs extrémités ;
- une ou chacune des deux branches de la plaque de renfort s’étend obliquement par rapport à l’axe longitudinal ;
- le dispositif de renfort comprend au moins une paire de plaques de renfort disposées de part et d’autre d’un ensemble de tubes-guides avec lesquels les deux plaques de renfort sont en contact ;
- le dispositif de renfort comprend plusieurs plaques de renfort entrecroisées ;
- le dispositif de renfort comprend plusieurs paires de plaques de renfort entrecroisées ;
- au moins une plaque de renfort est munie d'au moins une ailette de mélange et/ou d'au moins un déflecteur et/ou d'au moins un limiteur de mouvement ;
- chaque fixation entre une plaque de renfort et un tube-guide est réalisée par déformation plastique, en particulier par sertissage ou dudgeonnage, par soudage et/ou par brasage.
L’invention et ses avantages seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels : la Figure 1 est une vue schématique en élévation d’un assemblage de combustible nucléaire ; la Figure 2 est une vue en coupe de l’assemblage de combustible nucléaire de la Figure 2 selon ll-ll sur la Figure 1 ; la Figure 3 est une vue de côté illustrant des tubes-guides et un dispositif de renfort de l’assemblage de combustible nucléaire de la Figure 1 ; la Figure 4 est une vue de dessus des tubes-guides et du dispositif de renfort de la Figure 3 ; la Figure 5 est une vue en perspective du dispositif de renfort des Figures 3 et 4 ; la Figure 6 est une vue de dessus des tubes-guides et d’un dispositif de renfort selon une variante ; la Figure 7 est une vue de côté illustrant des tubes-guides et un dispositif de renfort de l’assemblage de combustible nucléaire de la Figure 1 selon une variante ; la Figure 8 est une vue de dessus des tubes-guides et du dispositif de renfort de la Figure 7; la Figure 9 est une vue en perspective de certains des tubes-guides et du dispositif de renfort des Figures 7 et 8 ; les Figures 10 à 12 sont des vues de côté illustrant chacune des tubes-guides et un dispositif de renfort selon des variantes ; et la Figure 13 est une vue de dessus illustrant des tubes-guides et un dispositif de renfort selon une variante.
L’assemblage de combustible nucléaire 2 de la Figure 1 comprend un faisceau de crayons de combustible nucléaire 4 et un squelette de support 6 configuré pour supporter les crayons de combustible nucléaire 4.
Les crayons de combustible nucléaire 4 s’étendent parallèlement entre eux et à un axe longitudinal L. L’axe longitudinal L s’étend verticalement lorsque l’assemblage de combustible nucléaire 2 est placé dans un cœur d’un réacteur nucléaire. En fonctionnement, un fluide de refroidissement circule verticalement du bas vers le haut à travers l’assemblage de combustible nucléaire 2 comme matérialisé par la flèche F sur la Figure 1 .
Dans la suite de la description, les termes « vertical », « horizontal », « haut », « bas », « longitudinal », « transversal », « supérieur » et « inférieur » s’entendent par référence à la position de l’assemblage de combustible nucléaire 2 dans le cœur du réacteur nucléaire, l’axe longitudinal L étant sensiblement vertical.
Le squelette de support 6 comprend un embout inférieur 8, un embout supérieur 10, une pluralité de tubes-guides 12 et une pluralité de grilles-entretoises 14. Il comprend en option un tube d’instrumentation 13 généralement disposé à la place d’un tube-guide 12 central, comme illustré sur la Figure 2.
L’embout inférieur 8 et l’embout supérieur 10 sont espacés le long de l’axe longitudinal L.
Les tubes-guides 12 sont par exemple métalliques.
Les tubes-guides 12 s’étendent suivant l’axe longitudinal L et relient l’embout inférieur 8 et l’embout supérieur 10 entre eux, en maintenant l’écartement entre l’embout inférieur 8 et l’embout supérieur 10. Les crayons de combustible nucléaire 4 sont reçus entre l’embout inférieur 8 et l’embout supérieur 10. Chaque tube-guide 12 est ouvert à son extrémité supérieure pour permettre l’insertion d’une barre de commande (non représentée) à l’intérieur du tube-guide 12, à travers l’embout supérieur 10. Une telle barre de commande permet de contrôler la réactivité du cœur de réacteur nucléaire dans lequel est inséré l’assemblage de combustible nucléaire 2.
Les grilles-entretoises 14 sont réparties le long des tubes-guides 12 en étant espacées les unes des autres le long de l’axe longitudinal L. Chaque grille-entretoise 14 est fixée rigidement aux tubes-guides 12, les tubes-guides 12 s’étendant à travers chaque grille-entretoise 14.
Chaque grille-entretoise 14 est configurée pour supporter les crayons de combustible nucléaire 4 en les maintenant dans une configuration dans laquelle ils sont espacés les uns des autres dans le sens transversal. Les crayons de combustible nucléaire 4 sont de préférence maintenus aux nœuds d’un réseau imaginaire sensiblement régulier.
Chaque grille-entretoise 14 comprend par exemple une pluralité de cellules pour crayon, chaque cellule pour crayon étant destinée à recevoir un crayon de combustible nucléaire 4 respectif, les parois de la cellule pour crayon étant munies d’éléments de support venant en contact avec la surface externe du crayon de combustible nucléaire 4 pour le maintenir longitudinalement et transversalement.
Les éléments de support de chaque cellule pour crayon comprennent par exemple au moins un ressort élastique et/ou au moins une bossette rigide, chaque ressort étant par exemple configuré pour pousser le crayon de combustible nucléaire 4 en appui contre une ou plusieurs bossettes.
L’assemblage de combustible nucléaire 2 comprend en outre au moins un dispositif de renfort 20 configuré pour renforcer le squelette de support 6.
Chaque dispositif de renfort 20 est par exemple métallique.
Chaque dispositif de renfort 20 est distinct des grilles-entretoises 14. Chaque dispositif de renfort 20 est prévu en plus des grilles-entretoises 14.
Chaque dispositif de renfort 20 est disposé entre deux grilles-entretoises 14 successives, entre l’embout inférieur 8 et une grille-entretoise 14 ou entre une grille- entretoise 14 et l’embout supérieur 10. Sur la Figure 1 , chaque dispositif de renfort 20 est situé entre deux grilles-entretoises 14 successives.
Comme illustré sur la Figure 2, chaque dispositif de renfort 20 est en contact avec plusieurs tubes-guides 12, en étant en outre fixé sur un ou plusieurs des tubes-guides 12 avec lesquels il est en contact. Ceci permet de créer une liaison supplémentaire entre les tubes-guides 12 auxquels est fixé la plaque de renfort 22, et ainsi de rigidifier le squelette de support 6, en particulier en flexion le long de l’axe longitudinal L.
Chaque dispositif de renfort 20 n’est pas fixé aux crayons de combustible nucléaire 4. Chaque dispositif de renfort 20 ne comprend aucun point de fixation sur un crayon de combustible nucléaire 4.
Chaque dispositif de renfort 20 est configuré pour permettre le passage des crayons de combustible nucléaire 4.
Chaque dispositif de renfort 20 comprend en option des limiteurs de mouvement 36, sous la forme par exemple de bossettes rigides, configurés pour limiter le mouvement d’un crayon de combustible nucléaire 4 vers le dispositif de renfort 20. De tels limiteurs de mouvement 36 sont visibles sur la Figure 3
De préférence, chaque dispositif de renfort 20 est disposé à l’intérieur du faisceau de crayons de combustible nucléaire 4.
En particulier, chaque dispositif de renfort 20 ne s’étend pas entre une couche périphérique des crayons de combustible nucléaire 4 et une couche adjacente des crayons de combustible nucléaire 4.
En d’autres termes, comme illustré sur la Figure 2, chaque dispositif de renfort 20 ne s’étend pas entre les deux couches de crayons de combustible nucléaire 4 situées le plus à l’extérieur du faisceau de crayons de combustible nucléaire 4.
Comme cela est mieux visible sur les Figures 3 et 5, chaque dispositif de renfort 20 comprend au moins une plaque de renfort 22, chaque plaque de renfort 22 étant en contact avec au moins deux tubes-guides 12 et fixée rigidement à un ou plusieurs tubes-guides 12 en des points de fixation 21 .
Chaque plaque de renfort 22 est par exemple métallique.
Chaque plaque de renfort 22 possède plusieurs points de fixations 21 , situés sur un ou plusieurs tubes-guides 12.
Chaque plaque de renfort 22 est fixée sur un seul des tubes-guides 12 avec lesquels elle est en contact ou sur plusieurs parmi les tubes-guides 12 avec lesquels elle est en contact.
Chaque plaque de renfort 22 fixée sur plusieurs tubes-guides 12 est fixée sur chacun des tubes-guides 12 avec lesquels la plaque de renfort 22 est en contact ou sur une partie seulement des tubes-guides 12 avec lesquels la plaque de renfort 22 est en contact, la plaque de renfort 22 étant alors en contact simple (sans fixation rigide) avec au moins un des tubes-guides 12 avec lesquels elle est en contact. La fixation entre chaque plaque de renfort 22 et chacun des tubes-guides 12 auquel la plaque de renfort 22 est fixée est réalisée par assemblage mécanique aux points de fixation 21 afin de rendre solidaires le dispositif de renfort 20 et chaque tube- guide 12 auquel il est fixé. L’assemblage mécanique peut être direct. L’assemblage mécanique peut être indirect en utilisant par exemple un manchon positionné autour du tube-guide 12. Les points de fixation 21 sont de préférence permanents et sans degré de liberté. Les points de fixation 21 peuvent, par exemple, être réalisés par déformation plastique (sertissage, dudgeonnage...), par soudage ou par brasage. Sur la Figure 3, les points de fixation 21 sont schématisés par des points noirs.
Chaque plaque de renfort 22 a au moins deux points de fixation 21 qui sont décalés l’un de l’autre suivant l’axe longitudinal L.
Deux points de fixation 21 décalés suivant l’axe longitudinal L sont par exemple deux points de fixation 21 situé sur un même tube-guide 12 et espacés l’un de l’autre le long de ce tube-guide 12, ou deux points de fixation 21 situés sur deux tubes-guides 12 distincts.
La plaque de renfort 22 peut comprendre une ou plusieurs branches 24. Chaque branche 24 est de préférence en contact avec au moins deux tubes-guides 12. Chaque branche se présente sous la forme d’une bande allongée selon une direction transverse par rapport à l’axe longitudinal L.
Dans un exemple de réalisation, comme illustré sur les Figures 3 et 5, chaque plaque de renfort 22 possède au moins une branche 24 en contact avec au moins deux tubes-guides 12 et fixée sur au moins un des tubes-guides 12 avec lesquels la branche 24 est en contact. Chaque point de fixation 21 d’une branche 24 sur les tubes-guides 12 constitue un point de fixation 21 de la plaque de renfort 22 sur les tubes-guides 12.
De préférence, la plaque de renfort 22 comprend au moins une branche 24 qui est configurée pour assurer un contact avec au moins un des tubes-guides 12.
Dans un exemple de réalisation, la plaque de renfort 22 possède au moins deux branches 24 distinctes reliées ensemble, chaque branche 24 étant en contact avec au moins deux tubes-guides 12.
Au moins une des branches 24 est fixée sur un des tubes-guides 12 avec lesquels elle est en contact, et au moins un point de fixation 21 de la plaque de renfort 22 est situé sur cette branche 24. Dans un exemple de réalisation, chacune des branches 24 est fixée sur au moins un des tubes-guides 12 sur lesquels la plaque de renfort 22 est fixée. Chacune des branches 24 est donc munie d’au moins un point de fixation 21 .
En variante au moins une des branches 24 de la plaque de renfort 22 n’est fixée sur aucun des tubes-guides 12 sur lesquels la plaque de renfort 22 est fixée. Une telle branche 24 est donc dépourvue de point de fixation 21.
Dans ce cas, de préférence, le jeu mécanique entre au moins un des tubes- guides 12 et ladite branche 24 est négatif pour assurer un contact permanent par frottement entre le au moins un des tubes-guides 12 et ladite branche 24. Dans un exemple de réalisation, tel qu’illustré sur les Figures 3 à 5, chaque plaque de renfort 22 possède deux branches 24 parallèles entre elles et espacées l’une de l’autre le long de l’axe longitudinal L.
Les deux branches 24 parallèles s’étendent par exemple perpendiculairement aux tubes-guides 12, i.e. perpendiculairement à l’axe longitudinal L. Dans une variante, une plaque de renfort 22 comprend deux branches 24 parallèles entre elles mais s’étendant obliquement par rapport à l’axe longitudinal L, i.e. ni parallèlement à l’axe longitudinal L ni perpendiculairement à l’axe longitudinal L.
La plaque de renfort 22 comprend au moins une liaison 26 s’étendant entre les deux branches 24 en reliant les deux branches 24 entre elles. La plaque de renfort 22 comprend de préférence plusieurs liaisons 26 réparties le long des branches 24 en étant espacées les unes des autres le long des branches 24.
Dans l’exemple illustré en Figures 3 et 5, les liaisons 26 s’étendent longitudinalement, i.e. parallèlement à l’axe longitudinal L. Dans un mode de réalisation particulier, chaque liaison 26 est située à distance des extrémités d’au moins une des deux branches 24, ou même à distance des extrémités de chacune des deux branches 24, comme dans l’exemple illustré en Figures 3 et 5.
De préférence, au moins une ou chaque liaison 26 est disposée le long des branches 24 de manière à s’étendre le long d’un des tubes-guides 12 avec lesquels la plaque de renfort 22 est en contact. Dans l’exemple illustré, chaque liaison 26 s’étend le long d’un des tubes-guides 12 avec lesquels la plaque de renfort 22 est en contact.
Dans l’exemple illustré sur les Figures 3 et 5, chaque plaque de renfort 22 comprend deux liaisons 26 espacées l’une de l’autre et espacées des extrémités des deux branches 24, chaque liaison 26 s’étendant le long d’un des tubes-guides 12 avec lesquels la plaque de renfort 22 est en contact. Dans une variante envisageable, la plaque de renfort 22 comprend une liaison 26 respective le long de chacun des tubes-guides 12 avec lesquels la plaque de renfort 22 est en contact.
Chaque plaque de renfort 22 est par exemple fixée sur un ensemble 28 comprenant plusieurs tubes-guides 12, ici plusieurs tubes-guides 12 alignés suivant une direction d’alignement perpendiculaire à la direction d’extension des tubes-guides 12, c’est à dire perpendiculaire à l’axe longitudinal L.
Dans l’exemple illustré sur la Figure 3, la plaque de renfort 22 est fixée sur un ensemble 28 comprenant cinq tubes-guides 12, et comprend deux liaisons 26 s’étendant le long du deuxième tube-guide 12 et du quatrième tube-guide 12 de l’ensemble 28.
En option, chaque plaque de renfort 22 comprend une liaison 26 supplémentaire s’étendant le long du premier tube-guide 12 de l’ensemble 28, une liaison 26 supplémentaire s’étendant le long du troisième tube-guide 12 de l’ensemble 28 et/ou une liaison 26 supplémentaire s’étendant le long du cinquième tube-guide 12 de l’ensemble 28. Ces liaisons 26 supplémentaires optionnelles sont représentées en traits mixtes sur la Figure 3.
Le dispositif de renfort 20 comprend par exemple des plaques de renfort 22 entrecroisées.
Au moins une plaque de renfort 22 s’étend suivant une première direction T 1 et est fixée sur un premier ensemble 28, les tubes-guides 12 du premier ensemble 28 étant alignés suivant la première direction T1 , et au moins une autre plaque de renfort 22 s’étend suivant une deuxième direction T2 faisant un angle non-nul avec la première direction T1 et est fixée sur un deuxième ensemble 28, les tubes-guides 12 du deuxième ensemble 28 étant alignés suivant la deuxième direction T2. La deuxième direction T2 est par exemple perpendiculaire à la première direction T 1.
Le dispositif de renfort 20 est par exemple formé de deux jeux de plaques de renfort 22 entrecroisées, en particulier un premier jeu de plaques de renfort 22 s’étendant suivant la première direction T1 entrecroisé avec un deuxième jeu de plaques de renfort 22 s’étendant suivant la deuxième direction T2. Dans un exemple de réalisation, les plaques de renfort 22 s’entrecroisent à distances des extrémités de leurs branches 24. Les branches 24 de chaque plaque de renfort 22 possèdent une portion d’extrémité s’étendant au-delà du croisement avec chaque autre plaque de renfort 22 croisée par la plaque de renfort 22, la portion d’extrémité étant fixée sur un tube-guide 12. De préférence et comme illustré sur les Figures 2 à 4, chaque portion d’extrémité d’une branche 24 ne s’étend pas au-delà de sa zone de fixation sur le tube-guide 12 correspondant.
En variante les portions d’extrémité d’une au moins des branches 24 d’une plaque de renfort 22 s’étendent jusqu’au-delà de la couche périphérique des crayons de combustible nucléaire 4 et sont fixées entre elles par une plaquette périphérique disposée autour du faisceau de crayons de combustible nucléaire 4.
Dans un exemple de réalisation, chaque plaque de renfort 22 croisant une autre plaque de renfort 22 est fixée à un tube-guide 12 adjacent à ce croisement, ladite autre plaque de renfort 22 étant également fixée à ce tube-guide 12.
Les plaques de renfort 22 sont par exemple agencées par paires 23, les plaques de renfort 22 de chaque paire 23 étant situées de part et d’autre d’un ensemble 28 de tubes-guides 12 alignés de sorte que les deux plaques de renfort 22 sont en contact avec des faces opposées des tubes-guides 12 de cet ensemble 28. Les tubes-guides 12 de l’ensemble 28 sont pris en sandwich entre les deux plaques de renfort 22 de la paire 23.
Le dispositif de renfort 20 comprend par exemple au moins une paire 23 de plaques de renfort 22 s’étendant suivant la première direction T1 , entrecroisée avec au moins une paire 23 de plaques de renfort 22 s’étendant suivant la deuxième direction T2, les deux plaques de renfort 22 de chaque paire 23 étant situées de part et d’autre d’un ensemble 28 de tubes-guides 12 auxquelles elles sont fixées.
Le dispositif de renfort 20 comprend ici deux paires 23 de plaques de renfort 22 s’étendant suivant la première direction T1 , entrecroisée avec deux paires 23 de plaques de renfort 22 s’étendant suivant la deuxième direction T2.
Chaque paire 23 de plaques de renfort 22 s’étendant suivant la première direction T1 croisent chaque paire 23 de plaques de renfort 22 s’étendant suivant la deuxième direction T2 en formant une cellule dans laquelle est reçu un tube-guide 12 sur lequel chacune des plaques de renfort 22 de ces deux paires 23 est fixée.
Plusieurs tubes-guides 12 distincts sont reçus dans les cellules individuelles ainsi définies. Ces tubes-guides 12 sont au nombre de quatre sur la Figure 4.
Chaque paire 23 de plaques de renfort 22 croisant une autre paire 23 de plaques de renfort 22 se prolonge au-delà de ce croisement en étant en contact avec un tube- guide 12 situé au-delà de ce croisement, en particulier fixée à ce tube-guide 12.
Des portions d’extrémité de la ou des branches 24 de chaque paire 23 de plaques de renfort 22 s’étendent au-delà du croisement avec les plaques de renfort 22 de chaque autre paire 23 de plaques de renfort 22. Les portions d’extrémité de la ou des branches 24 de chaque paire 23 de plaques de renfort 22 s’étendant au-delà du croisement avec les plaques de renfort 22 de chaque autre paire 23 de plaques de renfort 22 sont de préférence fixées sur un tube-guide 12.
En option les portions d’extrémité de la ou d’au moins une des branches 24 d’une première plaque de renfort 22 sont fixées par une liaison transversale 27 aux portions d’extrémité de la ou des branches 24 d’une seconde plaque de renfort 22 d’une paire 23. Une telle liaison transversale 27 est visible sur la Figure 7.
En option, ladite liaison transversale 27 est en contact et de préférence fixée au tube-guide 12 en vis-à-vis des portions d’extrémité des branches 24 concernées. Ces fixations lorsqu’elles existent constituent des points de fixation 21 de la plaque de renfort 22 sur les tubes-guides 12 tels que décrits précédemment et par là-même des points de fixation 21 du dispositif de renfort 20 sur les tubes-guides 12.
Le nombre de paires 23 de plaques de renfort 22 entrecroisées peut varier. Comme illustré sur la Figure 6, le dispositif de renfort 20 peut par exemple comprendre trois paires 23 de plaques de renfort 22 s’étendant dans la première direction T 1 et/ou trois paires 23 de plaques de renfort 22 s’étendant dans la deuxième direction T2.
Dans l’exemple illustré sur la Figure 6, le dispositif de renfort 20 comprend trois paires 23 de plaques de renfort 22 s’étendant suivant la première direction T1 , entrecroisées avec trois paires 23 de plaques de renfort 22 s’étendant suivant la deuxième direction T2.
Le nombre de paires 23 de plaques de renfort 22 s’étendant suivant la première direction T1 et le nombre de paires 23 de plaques de renfort 22 s’étendant suivant la deuxième direction T2 peuvent être différents.
Dans une variante non représentée, un dispositif de renfort 20 comprend trois paires 23 de plaques de renfort 22 s’étendant suivant la première direction T1 entrecroisées avec deux paires 23 de plaques de renfort 22 s’étendant suivant la deuxième direction T2.
De préférence les plaques de renfort 22 du dispositif de renfort 20 sont assemblées entre elles à leurs points d’intersection.
Le dispositif de renfort 20 est par exemple constituées de plaquettes, constituant notamment les branches 24, munies de fentes obtenues par exemple par estampage et emboîtées entre elles.
De préférence lesdites plaquettes sont fixées entre elles à leur jonction, sans degré de liberté (encastrement), par exemple par soudure par points ou par liaison par croisillon (férule rapportée) en bord supérieur et/ou inférieur des plaquettes et/ou soudées par une soudure cordon sur tout ou partie de la hauteur de l’emboitement. En variante, tout ou partie du dispositif de renfort 20 peut être réalisée par fabrication additive.
De préférence tout ou partie des composants du dispositif de renfort 20 sont configurés pour limiter la perte de charge du dispositif de renfort 20, par exemple en utilisant des plaquettes dont le bord inférieur est arrondi ou chanfreiné
En option, chaque plaque de renfort 22 est munie sur un de ses bords d’au moins une languette de fixation 30 faisant saillie dudit bord, chaque languette de fixation 30 étant fixée sur un tube-guide 12. Chaque languette de fixation 30 porte ainsi un point de fixation 21. De préférence, chaque plaque de renfort 22 est munie d’au moins une languette de fixation 30 associée respectivement à chaque tube-guide 12 sur lequel la plaque de renfort 22 est fixée.
Lorsque la plaque de renfort 22 possède plusieurs branches 24, chaque languette de fixation 30 est disposée sur un bord d’une branche 24. Une seule ou plusieurs des branches 24 de la plaque de renfort 22 peuvent être munies chacune d’une ou plusieurs languettes de fixation 30.
Dans l’exemple illustré en Figure 3, chaque languette de fixation 30 fait saillie vers le haut à partir du bord supérieur de la branche 24 supérieure de chaque plaque de renfort 22. En option, au moins une plaque de renfort 22, de préférence chaque plaque de renfort 22, est munie de moyens de mélange, sous forme par exemple d’ailettes de mélange 32 et/ou de déflecteurs 34, configurés pour le mélange du fluide de refroidissement s’écoulant entre les crayons de combustible nucléaire 4 lors du fonctionnement du réacteur nucléaire. La plaque de renfort 22 comprend par exemple des ailettes de mélange 32 situées sur un bord de la plaque de renfort 22, de préférence un bord supérieur de la plaque de renfort 22.
Lorsque la plaque de renfort 22 possède plusieurs branches 24, les ailettes de mélange 32 sont par exemple situées sur un bord d’une branche 24 de la plaque de renfort 22, de préférence un bord supérieur d’une branche 24 supérieure de la plaque de renfort 22.
Les ailettes de mélange 32 sont configurées pour favoriser le mélange du fluide de refroidissement s’écoulant entre les crayons de combustible nucléaire 4 lors du fonctionnement du réacteur nucléaire. Chaque ailette de mélange 32 est de préférence inclinée par rapport à la plaque de renfort 22 de manière à s’étendre obliquement vers le haut par rapport à l’axe longitudinal L.
La plaque de renfort 22 est par exemple munie de déflecteurs 34 disposé sur un bord de la plaque de renfort 22.
Lorsque la plaque de renfort 22 comprend plusieurs branches 24, les déflecteurs 34 sont par exemple situé sur un bord, de préférence le bord supérieur, d’une branche 24, de préférence la branche 24 inférieure de la plaque de renfort 22.
Chaque déflecteur 34 est par exemple réalisé en saillie sur ledit bord, sous forme d’une saillie rectangulaire ayant au moins un coin plié à son extrémité libre. En variante, un déflecteur 34 est réalisé par fentage d’un bord de la plaque de renfort 22 et pliage d’au moins un des coins disposés à l’extrémité libre de la fente.
Les déflecteurs 34 sont configurés pour dévier le fluide de refroidissement s’écoulant entre les crayons de combustible nucléaire 4 lors du fonctionnement du réacteur nucléaire.
En option, au moins une plaque de renfort 22, de préférence chaque plaque de renfort 22, est munie de limiteurs de mouvement 36 configurés pour limiter le mouvement d’un crayon de combustible nucléaire 4 adjacent à la plaque de renfort 22 et éviter tout autre contact entre le crayon de combustible nucléaire 4 et le dispositif de renfort 20 et notamment tout contact avec les moyens de mélange.
Chaque limiteur de mouvement 36 se présente par exemple sous la forme d’un relief rigide formant un appui pour un crayon de combustible nucléaire 4.
Chaque plaque de renfort 22 comprend par exemple des limiteurs de mouvement 36 en saillie sur une ou sur chacune de ses deux faces opposées. Lorsque la plaque de renfort 22 possède plusieurs branches 24, les limiteurs de mouvement 36 sont de préférence disposés sur au moins une des branches 24 de chaque plaque de renfort 22.
Le mode de réalisation des Figures 7 à 9 diffère de celui des Figures 3 à 6 en ce qu’un dispositif de renfort 20 comprend au moins une plaque de renfort 22 possédant au moins deux branches 24 jointes à une jonction 25, les branches 24 s’étendant à partir de la jonction 25 en s’écartant les unes des autres.
La jonction 25 est par exemple situé à une extrémité de chacune des branches 24. Ainsi, les branches 24 sont jointes à une de leurs extrémités et s’étendent chacune vers leur extrémité opposée en s’écartant les unes des autres. Dans l’exemple illustré en Figure 7, chaque plaque de renfort 22 possède une forme en V composée de deux branches 24, chaque branche 24 définissant une branche respective du V.
La plaque de renfort 22 est en contact avec des tubes-guides 12 en étant fixée aux tubes-guides 12 en au moins deux points de fixation 21 décalés le long de l’axe longitudinal L.
Dans un exemple de réalisation, la plaque de renfort 22 est fixée sur au moins un des tubes-guides 12 en deux points de fixation 21 espacés le long de ce tube-guide 12, chacun de ces deux points de fixation 21 étant situé sur une branche 24 respective.
Dans un exemple de réalisation, au moins une des branches 24 est fixée à deux tubes-guides 12 en deux points de fixation 21 décalés l’un de l’autre suivant l’axe longitudinal L.
Dans un exemple de réalisation, la plaque de renfort 22 est fixée sur des tubes- guides 12, chaque branche 24 étant de préférence fixée à au moins un tube-guide 12 en des points de fixation 21 espacés le long de ce tube-guide 12.
De préférence, la plaque de renfort 22 est fixée sur un tube-guide 12 à la jonction 25 entre les branches 24. Un point de fixation 21 de la plaque de renfort 22 est situé à la jonction 25 entre les branches 24.
La plaque de renfort 22 est ici fixée à un tube-guide 12 à la jonction 25 entre les branches 24, les branches 24 étant fixées à plusieurs autres tubes-guides 12 en étant espacées le long de chacun de ces autres tubes-guides 12 suivant l’axe longitudinal L.
En parcourant les branches 24 depuis la jonction 25 vers les extrémités opposées des branches 24, les branches 24 sont fixées sur plusieurs tubes-guides 12 en s’écartant progressivement. De préférence, l’écartement entre les branches 24 augmente entre chaque tube-guide 12 et le suivant le long des branches 24.
En option, chaque plaque de renfort 22 peut être munie d’une ou plusieurs languettes de fixation 30, d’ailettes de mélange 32, de déflecteurs 34 et/ou de limiteurs de mouvement 36 sur une ou plusieurs des branches 24 de la plaque de renfort 22, de manière analogue à ce qui a déjà été décrit en référence aux Figures 2 à 5.
De préférence, chaque dispositif de renfort 20 est formé d’une paire 23 de plaques de renfort 22 en contact avec des faces opposées de tubes-guides 12, ces tubes-guides 12 étant ainsi reçus entre les deux plaques de renfort 22 de la paire 23.
De préférence, les deux plaques de renfort 22 d’une paire 23 sont en outre fixées entre elles à au moins une de leurs extrémités et de préférence à chacune de leurs extrémités par des liaisons transversales 27, perpendiculaires à l’axe longitudinal L. Comme illustré sur la Figure 7, les deux plaques de renfort 22 d’une paire 23 présentent des formes similaires et se superposent en vue perpendiculaire à l’axe longitudinal L.
Chaque branche 24 d’une des deux plaques de renfort 22 d’une paire 23 s’étend le long d’une branche 24 associée de l’autre plaque de renfort 22 de la paire 23 pour former ensemble une branche du dispositif de renfort 20.
Ainsi, dans l’exemple illustré, tout comme les deux plaques de renfort 22 qui le composent, le dispositif de renfort 20 présente une forme générale en V dont chaque branche est formée par deux branches 24 correspondantes des deux plaques de renfort 22 du dispositif de renfort 20.
Il est possible de fixer plusieurs dispositifs de renfort 20 de ce type à un même niveau le long des tubes-guides 12, les dispositifs de renfort 20 étant entremêlés les uns dans les autres.
Par exemple, un premier dispositif de renfort 20 est fixé à un premier ensemble 28 de tubes-guides 12 alignés suivant une première direction T1 et un deuxième dispositif de renfort 20 est fixé à un deuxième ensemble 28 de tubes-guides 12 alignés suivant une deuxième direction T2 faisant un angle non nul avec la première direction T1 , un tube- guide 12 étant commun au premier ensemble 28 de tubes-guides 12 et au deuxième ensemble 28 de tubes-guides 12, les deux branches 24 de chaque plaque de renfort 22 du premier dispositif de renfort 20 étant fixées à ce tube-guide 12 commun en des points de fixation 21 situés entre les points de fixation 21 des deux branches 24 de chaque plaque de renfort 22 du deuxième dispositif de renfort 20.
Les deux branches 24 de chaque plaque de renfort 22 du premier dispositif de renfort 20 sont par exemple fixées en des points de fixation 21 éloignés l’un de l’autre le long du tube-guide 12 commun au premier ensemble 28 de tubes-guides 12 et au deuxième ensemble 28 de tubes-guides 12.
L’assemblage de combustible nucléaire 2 comprend par exemple une paire de premiers dispositifs de renfort 20 s’étendant suivant la première direction T1 et une paire de deuxièmes dispositifs de renfort 20 s’étendant suivant la deuxième direction T2, les dispositifs de renfort 20 étant agencés de sorte que les branches 24 de chaque plaque de renfort 22 de chaque premier dispositif de renfort 20 passent entre les branches 24 de chaque plaque de renfort 22 d’un parmi les deuxièmes dispositifs de renfort 20 et de part et d’autre des branches 24 de chaque plaque de renfort 22 de l’autre parmi les deuxièmes dispositifs de renfort 20.
Les deux dispositifs de renfort 20 de chaque paire de dispositifs de renfort 20 sont de préférence disposés tête-bêche : les branches 24 de chaque plaque de renfort 22 de l’un s’écartent dans un sens suivant la direction d’extension des deux dispositifs de renfort 20 (première direction T1 ou deuxième direction T2) et les branches 24 de chaque plaque de renfort 22 s’écartent l’une de l’autre dans l’autre sens le long de la direction d’extension des deux dispositifs de renfort 20.
Dans les exemples de réalisation des Figures 2 à 5 et des Figures 7 et 9, chaque plaque de renfort 22 comprend plusieurs branches 24, en particulier deux branches 24 parallèles liées par des liaisons 26 ou deux branches 24 non-parallèles se rejoignant à une jonction 25.
D’autres modes de réalisation sont envisageables.
Dans un exemple de réalisation illustré sur la Figure 10, un dispositif de renfort 20 comprend une plaque de renfort 22 se présentant sous la forme d’une unique bande ou unique branche 24, en contact avec plusieurs tubes-guides 12.
La plaque de renfort 22 est fixée à ces tubes-guides 12 en des points de fixation 21 incluant au moins deux points de fixation 21 décalés le long de l’axe longitudinal L.
Comme illustré sur la Figure 10, la plaque de renfort 22 comprend par exemple deux languettes de fixation 30, l’une située sur un bord supérieur de la plaque de renfort 22 et l’autre située sur un bord inférieur de la plaque de renfort 22. Ceci permet d’assurer le décalage longitudinal des points de fixation 21 portés par ces languettes de fixation 30.
Les deux languettes de fixation 30 sont situées aux deux extrémités de la plaque de renfort 22, chaque languette de fixation 30 étant située à une extrémité respective de la plaque de renfort 22. En variante, une ou chacune des deux languettes de fixation 30 est située à distance des extrémités de la plaque de renfort 22. Dans une variante particulière, une languette de fixation 30 est située à une extrémité de la plaque de renfort 22, l’autre languette de fixation 30 étant plus proche de l’autre extrémité de la plaque de renfort 22 tout en étant à distance de cette extrémité.
Dans l’exemple illustré, chacune des deux languettes de fixation 30 sert à la fixation de la plaque de renfort 22 sur un tube-guide 12 respectif situé à une extrémité de l’ensemble 28 des tubes-guides 12 alignés avec lesquels la plaque de renfort 22 est en contact. En variante, une ou chacune des deux languettes de fixation 30 sert à la fixation sur un tube-guide 12 intermédiaire de l’alignement de tubes-guides 12 avec lesquels la plaque de renfort 22 est en contact. Dans une variante particulière, une des deux languettes de fixation 30 sert à la fixation sur un tube-guide 12 d’extrémité, et l’autre languette de fixation 30 sert à la fixation d’un tube-guide 12 intermédiaire. Dans des variantes, la plaque de renfort 22 peut comprendre d’autre languettes de fixation 30.
Comme illustré sur la Figure 10, dans un exemple de réalisation, la plaque de renfort 22 est inclinée de manière qu’elle s’étende obliquement par rapport à l’axe longitudinal L. Ainsi, la plaque de renfort 22 est en contact avec les tubes-guides 12 en des zones de contact décalées les unes de autres suivant l’axe longitudinal L.
Ceci permet d’assurer un décalage longitudinal de points de fixation 21 de la plaque de renfort 22 sur les différents tubes-guides 12.
Une telle inclinaison augmente le décalage longitudinal entre deux languettes de fixation 30 prévues sur un bord supérieur et un bord inférieur de la plaque de renfort 22, à des endroits espacés le long de la plaque de renfort 22.
Une telle inclinaison permet un décalage longitudinal entre deux points de fixation sur deux tubes-guides 12 distincts, y compris lorsque les points de fixation sont prévus sur la plaque de renfort 22, entre le bord supérieur et le bord inférieur de la plaque de renfort 22, ou sur des languettes de fixation 30 située sur un même bord de la plaque de renfort 22, par exemple le bord supérieur.
Ainsi, dans une variante, comme illustré en pointillés sur la Figure 10, la plaque de renfort 22 est inclinée de manière à s’étendre obliquement par rapport à l’axe longitudinal L et est fixés sur deux tubes-guides 12 distincts en deux points de fixation 21 décalés longitudinalement, les deux points de fixation 21 étant situés entre le bord supérieur et le bord inférieur de la plaque de renfort 22 ou sur des languettes de fixation 30 situées sur un même bord de la plaque de renfort 22, de préférence le bord supérieur.
Ces considérations peuvent s’appliquer également à au moins une branche 24 d’une plaque de renfort 22 comprenant plusieurs branches 24.
Ainsi, comme illustré sur la Figure 11 , une plaque de renfort 22 comprend deux branches 24 incluant au moins une branche 24, ici la branche 24 supérieure, inclinée de manière à être oblique par rapport à l’axe longitudinal L, en étant fixée aux tubes-guides 12 en des points de fixation 21 décalés longitudinalement du fait de l’inclinaison de la branche 24.
Ces points de fixation 21 sont ici disposés sur des languettes de fixation 30 situées sur un bord supérieur de cette branche 24, et pourraient en variante être situées sur la branche 24, entre son bord supérieur et son bord inférieur, ou les languettes de fixation 30 pourraient être disposées en tout ou partie sur un bord inférieur de la branche 24.
Par ailleurs, dans les exemples illustrés sur les Figures 3 à 5 et les Figures 7 à 9, une plaque de renfort 22 comprend des branches 24 parallèles reliées par des liaisons 26 ou des branches 24 se rejoignant à une jonction 25. Comme illustré sur la Figure 11 , dans un exemple de réalisation, une plaque de renfort 22 comprend des branches 24 non-parallèles espacées longitudinalement l’une de l’autre, et reliées par au moins une liaison 26.
En outre, dans les exemples illustrés sur les Figures 3 à 5 et les Figures 7 à 9, une plaque de renfort 22 comprend deux branches 24, chaque branche 24 étant fixée sur un ou plusieurs tubes-guides 12.
Comme illustré sur la Figure 11 , dans un exemple de réalisation, une plaque de renfort 22 comprend deux branches 24 distinctes en contact avec des tubes-guides 12, seule une des deux branches 24 étant munie de points de fixation 21 sur un ou plusieurs des tubes-guides 12, l’autre branche 24 étant dépourvue de point de fixation 21. Cette autre branche 24 est simplement en contact avec les tubes-guides 12.
Sur la Figure 11 , la branche 24 supérieure est munie de points de fixation 21 , et l’autre branche 24 inférieure est dépourvue de point de fixation 21 .
Sur l’exemple de réalisation des Figures 3 à 5, une plaque de renfort 22 comprend deux branches 24 espacées reliées par des liaisons 26.
Dans un exemple de réalisation, comme illustré sur la Figure 12, une plaque de renfort 22 comprend une branche 24 supérieure et une branche 24 inférieure reliées entre elles par une branche 24 intermédiaire. La branche 24 intermédiaire est en contact avec plusieurs tubes-guides 12. La branche 24 intermédiaire est par exemple pourvue de points de fixation décalés longitudinalement.
Dans l’exemple illustré, la branche 24 supérieure et la branche 24 inférieure sont parallèles, la branche 24 intermédiaire s’étend obliquement entre la branche 24 supérieure et la branche 24 inférieure.
La branche 24 supérieure et la branche 24 inférieure s’étendent ici perpendiculairement à l’axe longitudinal L, la branche 24 intermédiaire s’étendant obliquement.
Dans des variantes, les inclinaisons des branches 24 entre elles et par rapport à l’axe longitudinal L pourraient être différentes.
La branche 24 supérieure est ici munie de points de fixation 21 situés sur des languettes de fixation 30 disposées sur le bord supérieur de la branche 24 supérieure, la branche 24 intermédiaire et la branche 24 inférieure étant munies de points de fixations 21 situés sur chacune d’elles, entre son bord inférieur et son bord supérieur.
Comme pour les exemples de réalisation précédents, dans des variantes, les points de fixation 21 sont prévus sur une seule des branches 24 ou une partie seulement des branches 24, et sur chaque branche 24 muni de points de fixation 21 , les points de fixation 21 peuvent être disposés différemment sur de languettes de fixation 30 et/ou sur la branche 24, les considérations précédentes quant aux positions des points de fixation 21 s’appliquant à chaque branche 24.
En option, chaque plaque de renfort 22 illustrées sur les Figures 10 à 12 peuvent être munies d’une ou plusieurs languettes de fixation 30, d’ailettes de mélange 32, de déflecteurs 34 et/ou de limiteurs de mouvement 36 sur une ou plusieurs de leurs branches 24, de manière analogue à ce qui a déjà été décrit en référence aux Figures 2 à 5.
En outre, une seule plaque de renfort 22 a été décrite en référence à chacune des Figures 10 à 12, mais le dispositif de renfort 20 peut bien entendu comprendre une ou plusieurs paires 23 de plaques de renfort 22 analogues prenant en sandwich les tubes- guides 12 et/ou d’autres plaques de renfort 22 entrecroisées avec la plaque de renfort 22.
Par ailleurs, dans l’exemple illustré sur la Figure 2, le dispositif de renfort 20 comprend des plaques de renfort 22 en contact avec des ensembles 28 de tubes- guides 12 alignés suivant des directions qui sont perpendiculaires à des faces latérales de l’assemblage de combustible nucléaire 2, qui sont constituées par des rangées de crayons de combustible nucléaire 4 périphériques de l’assemblage de combustible nucléaire 2.
Dans une variante, un dispositif de renfort 20 comprend au moins une plaque de renfort 22 en contact avec un ensemble 28 de tubes-guides 12 alignés suivant une direction d’alignement oblique par rapport à chaque face latérale de l’assemblage de combustible nucléaire 2.
Comme illustré sur la Figure 13, sur laquelle les faces latérales de l’assemblage de combustible nucléaire 2 sont symbolisées par des traits mixtes, dans un exemple de réalisation, le dispositif de renfort 20 comprend au moins une plaque de renfort 22 en contact avec un ensemble 28 de tubes-guides 12 alignés suivant une première direction T1 oblique par rapport à chaque face latérale de l’assemblage de combustible nucléaire 2, et au moins une plaque de renfort 22 en contact avec un ensemble 28 de tubes-guides 12 alignés suivant une deuxième direction T2 oblique par rapport à chaque face latérale de l’assemblage de combustible nucléaire 2, la première direction T1 et la deuxième direction T2 faisant un angle non-nul entre elles, la première direction T1 et la deuxième direction T2 étant en particulier perpendiculaires entre elles.
Par ailleurs, et comme illustré sur la Figure 13, dans un exemple de réalisation, un dispositif de renfort 20 comprenant des plaques de renfort 22 entrecroisées comprend des plaques de renfort 22, en particulier quatre plaques de renfort 22, qui se croisent en définissant une cellule individuelle de passage d’un tube d’instrumentation 13. Un ou plusieurs points de fixation 21 d’une ou plusieurs de plaques de renfort 22 définissant cette cellule individuelle est(sont) par exemple situé(s) sur le tube d’instrumentation 13.
Grâce à l’invention, chaque dispositif de renfort 20 comprenant au moins une plaque de renfort 22 en contact avec plusieurs tubes-guides 12 et fixée sur au moins un des tubes-guides 12 en des points de fixation 21 décalés suivant l’axe longitudinal L permet de lier les tubes-guides 12 avec une rigidité satisfaisante du fait du décalage des points de fixation 21.
Le dispositif de renfort peut ainsi être réalisé avec des plaques de renfort utilisant peu de matière, ce qui permet de réduire son coût et de limiter l’impact du dispositif de renfort sur les performances neutroniques de l’assemblage de combustible et/ou la résistance à l’écoulement du fluide de refroidissement à travers l’assemblage de combustible nucléaire.
Le dispositif de renfort a été décrit en référence à un assemblage de combustible nucléaire pour réacteur à eau pressurisée de section carrée. Les tubes-guides de tels assemblages sont disposés de manière sensiblement rectiligne dans le sens transverse et les plaques de renfort s’étendent perpendiculairement aux tubes-guides de façon sensiblement rectiligne.
La mise en oeuvre du dispositif de renfort sur un assemblage de combustible nucléaire pour réacteur nucléaire à eau pressurisée de section hexagonale dans lequel les tubes-guides ne sont pas disposés de manière rectiligne dans le sens transverse peut être réalisé de manière similaire en utilisant des plaques de renfort de géométrie adaptée pour assurer le contact des plaques de renfort avec un ensemble de tubes-guides.

Claims

REVENDICATIONS
1. Assemblage de combustible nucléaire comprenant des crayons de combustible nucléaire (4) s’étendant suivant un axe longitudinal (L) et un squelette de support (6) configuré pour porter les crayons de combustible nucléaire (4), le squelette de support (6) comprenant deux embouts (8, 10) espacés suivant l’axe longitudinal (L), une pluralité de tubes-guides (12) s’étendant suivant l’axe longitudinal (L) et connectant les embouts (8, 10) l’un à l’autre, des grilles-entretoises (14) réparties entre les deux embouts (8, 10) et fixées sur les tubes-guides (12), chaque grille-entretoise (14) supportant les crayons de combustible nucléaire (4), l’assemblage de combustible nucléaire comprenant en outre au moins un dispositif de renfort (20), chaque dispositif de renfort (20) comprenant au moins une plaque de renfort (22), chaque plaque de renfort (22) étant en contact avec au moins deux des tubes-guides (12) et fixée à un ou plusieurs des tubes- guides (12) en des points de fixation (21), chaque plaque de renfort (22) ayant au moins deux points de fixation (21) décalés l’un de l’autre suivant l’axe longitudinal (L).
2. Assemblage de combustible nucléaire selon la revendication 1 , dans lequel au moins une dite plaque de renfort (22) est fixée à un tube-guide (12) en deux points de fixation (21) espacés le long de ce tube-guide (12).
3. Assemblage de combustible nucléaire selon la revendication 1 ou la revendication 2, dans lequel au moins une plaque de renfort (22) est fixée à chaque tube-guide (12) avec lequel cette plaque de renfort (22) est en contact.
4. Assemblage de combustible nucléaire selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel au moins une plaque de renfort (22) est fixée seulement à une partie des tubes-guides (12) avec lesquels cette plaque de renfort (22) est en contact.
5. Assemblage de combustible nucléaire selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel au moins une plaque de renfort (22) possède au moins deux branches (24) distinctes reliées ensemble, les au moins deux branches (24) étant chacune en contact avec au moins un tube-guide (12) en des points de contact espacés l’un de l’autre suivant l’axe longitudinal (L).
6. Assemblage de combustible nucléaire selon la revendication 5, dans lequel chaque branche (24) de la plaque de renfort (22) possède deux extrémités, chaque extrémité étant fixée à un tube-guide (12) respectif.
7. Assemblage de combustible nucléaire selon la revendication 5 ou la revendication 6, dans lequel les deux branches (24) de la plaque de renfort (22) sont reliées par au moins une liaison (26) s’étendant entre les deux branches (24).
8. Assemblage de combustible nucléaire selon l’une quelconque des revendications 5 à 7, dans lequel les deux branches (24) de la plaque de renfort (22) s’étendent parallèlement l’une à l’autre.
9. Assemblage de combustible nucléaire selon l’une quelconque des revendications 5 à 8, dans lequel les deux branches (24) de la plaque de renfort (22) s’étendent perpendiculairement par rapport à l’axe longitudinal (L).
10. Assemblage de combustible nucléaire selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, comprenant au moins une plaque de renfort (22) ayant deux branches (24) qui se rejoignent à une jonction (25), chaque branche (24) s’étendant à partir de la jonction (25) en s’écartant de l’autre branche (24).
11. Assemblage de combustible nucléaire selon la revendication 10, dans lequel les deux branches (24) de la plaque de renfort (22) sont jointes à une de leurs extrémités et écartées à l’autre de leurs extrémités.
12. Assemblage de combustible nucléaire selon la revendication 10 ou 11 , dans lequel une ou chacune des deux branches (24) de la plaque de renfort (22) s’étend obliquement par rapport à l’axe longitudinal (L).
13. Assemblage de combustible nucléaire selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le dispositif de renfort (20) comprend au moins une paire (23) de plaques de renfort (22) disposées de part et d’autre d’un ensemble (28) de tubes-guides (12) avec lesquels les deux plaques de renfort (22) sont en contact.
14. Assemblage de combustible nucléaire selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le dispositif de renfort (20) comprend plusieurs plaques de renfort (22) entrecroisées.
15. Assemblage de combustible nucléaire selon les revendications 13 et 14, dans lequel le dispositif de renfort (20) comprend plusieurs paires (23) de plaques de renfort (22) entrecroisées.
16. Assemblage de combustible nucléaire selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel au moins une plaque de renfort (22) est munie d'au moins une ailette de mélange (32) et/ou d'au moins un déflecteur (34) et/ou d'au moins un limiteur de mouvement (36).
17. Assemblage de combustible nucléaire selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel chaque fixation entre une plaque de renfort (22) et un tube-guide (12) est réalisée par déformation plastique, en particulier par sertissage ou dudgeonnage, par soudage et/ou par brasage.
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