FR2559610A1 - Fuel rod spacer esp. for advanced PWR - Google Patents

Abstract

A spacer for the fuel rods of a nuclear reactor fuel element is built up from mutually criss-crossing sheet metal strips. All the strips are generally zig-zag shaped, interlock with one another and are also optionally connected by metallurgical means. The resultant spacer thus has the form of a grating, e.g. for a triangular array of fuel rods. Cut-outs (14) in each of the strips (8,9) extend along the length of one flat portion (10, 11); two mutually crossing sheet metal strips (8,9) are hooked or engaged into each other over the length of one of these flat portions (10,11) to form a common flat surface. Pref. as shown, the cut-outs (14) are all located in flat portions (10,10a) parallel to one another, whereas in other portions (11) there are resilient projections (19) for bearing against the fuel rods. In a variant (bottom figure) the cut-outs alternate, one type (22) consisting of a rectangular opening with edge strips (23), the other type being a rectangular recess (24,25), between which a portion (26) has the same geometry has a rectangular opening (22).

Description

Ecarteur pour les crayons d'un assemblage de combustible de réacteur nucléaire n e présente invention concerne un écarteur pour les crayons d'un assemblage de combustible de réacteur nucléaire, avec plusieurs bandes de tôle qui se croisent, qui sont constituées de tronçons régulièrement coudés es en zigzag 1 les uns par rapport aux autres, et qui sont accrochées lcs unes aux autres ê l'aide d'encoches, et éventuellement assemblées par un procédé métallurgique, de sorte que sont formées des mailles de grille pour recevoir les crayons, mailles dans lesquelles s'avancent des épaulements élastiques.Spacer for the rods of a nuclear reactor fuel assembly This invention relates to a spacer for the rods of a nuclear reactor fuel assembly, with several intersecting sheet metal strips, which consist of regularly bent sections zigzag 1 relative to each other, and which are hooked together with the aid of notches, and possibly assembled by a metallurgical process, so that grid meshes are formed to receive the pencils, meshes in which spring elastic shoulders.

Sur @ 1 écarteur connu du brevet US 3 423 287, la configuration en sigzsg d bandes e tô].e est choisie pour que ces bandes portent d'une part sur un crsyen par le côté d'origine en seillic de l'angle, tandis que d'autre part l'épaulement élastique s'appuie contre un crayon voiain, les bandes de tôle se croicent alors avec un angle d'environ 90 , de surte que l'encoche est pratiquement égale à l'épaisseur des bandes de tôle.La s'surface de 1'écarteur qui est déterminante pour la résis- tance 6 l'écoulement, perpendiculairement au flux de réfrigérant passant dans le e sens ce crayons, est ainsi déterminée par ia somme des lon- tueurs de tantes les bandes de tôle
La présende intention a pour objectif de réduire la résistance à l'écoulement d'un écarteur du type présenté ci-dessus. Ceci est particulièrement important pour les écarteurs qui doivent recevoir les crayons en disposition triangulaire. Une telle disposition triangulaire, @ crayons sont disposée sur les sommets d'un triangle équilatéral, -,t en particulie celle des assemblages de combustible hexagonaux, qui sont ceux utilisés pour les surrégénérateurs.Pour ceci, on a employé jusqu'alors des écarteurs réalisés en une seule pièce, par étincelage par an exemple, avec des évidements adaptés aux dimensions des crayons. On @ 1 retractor known from US Pat. No. 3,423,287, the configuration in sigzsg of bands e tô] .e is chosen so that these bands bear on the one hand on a crsyen by the original side in seillic of the angle, while on the other hand the elastic shoulder rests against a voiain pencil, the sheet metal strips then cross at an angle of about 90, since the notch is practically equal to the thickness of the sheet metal strips The surface area of the spreader, which is decisive for the resistance to flow, perpendicular to the flow of coolant passing in the direction of this rod, is thus determined by the sum of the lengths of the aunts and the strips of sheet metal
The aim of this intention is to reduce the resistance to flow of a spacer of the type presented above. This is particularly important for the spacers which must receive the pencils in triangular arrangement. Such a triangular arrangement, @ pencils are arranged on the vertices of an equilateral triangle, -, t in particular that of the hexagonal fuel assemblies, which are those used for the accelerators. For this, hitherto used spacers have been used in one piece, by sparking per year for example, with recesses adapted to the dimensions of the pencils.

Ces écarteurs n'offrent naturellement pas de serrage élastique et sans jeu des crayons.These spacers naturally do not offer elastic tightening and free play of the pencils.

L'invention prévoit que les encoches des bandes de tôle se développent sur la longueur d'un tronçon, et que deux bandes de tôle qui se croisent sont emboîtées l'une dans l'autre sur la longueur d'un tronçon, en formant une surface plane. Ici, on a à chaque fois sur la longueur d'un tronçon deux bandes de tôle se trouvant dans un même plan, de sorte qu'elles agissent dans le sens d'écoulement du réfrigérant, soit donc parallèlement aux crayons, comme s'il s'agissait d'une seule bande de tôle. La largeur des tôles n'est donc déterminée que par l'épaisseur de la tôle. Ceci implique une diminution de la longueur totale des bandes de tôle, longueur qui est déterminante de la résistance à l'écoulement. The invention provides that the notches of the sheet metal strips develop over the length of a section, and that two intersecting sheet metal strips are fitted one inside the other along the length of a section, forming a flat surface. Here, there are each time along the length of a section two strips of sheet metal lying in the same plane, so that they act in the direction of flow of the refrigerant, that is to say parallel to the rods, as if it were it was a single strip of sheet metal. The width of the sheets is therefore only determined by the thickness of the sheet. This implies a reduction in the total length of the sheet metal strips, which is a determining factor in the resistance to flow.

En outre, on obtient une résistance importante, qui est justement très appréciable pour les crayons en disposition triangulaire, lesquels sont fortement chargés.In addition, a high resistance is obtained, which is precisely very appreciable for pencils in triangular arrangement, which are heavily loaded.

Selon un mode de réalisation avantageux de l'invention, les bandes de tôle présentent des encoches dans les tronçons parallèles les uns aux autres, et des épaulements élastiques dans les tronçons intermédiaires. According to an advantageous embodiment of the invention, the sheet metal strips have notches in the sections parallel to each other, and elastic shoulders in the intermediate sections.

Selon une caractéristique additionnelle de l'invention, on obtient un ancrage particulièrement satisfaisant des tronçons à relier les uns aux autres grâce à des,encoches qui sont configurées alternativement sous la forme d'un évidement rectangulaire avec bande marginale et sous la forme d'entailles rectangulaires, entailles qui ramènent la section résiduelle du tronçon à la valeur de celle de l'évidement rectangulaire correspondant. According to an additional characteristic of the invention, a particularly satisfactory anchoring of the sections to be connected to each other is obtained by means of notches which are configured alternately in the form of a rectangular recess with a marginal strip and in the form of notches. rectangular, notches which bring the residual section of the section to the value of that of the corresponding rectangular recess.

La description d'exemples de réalisation qui suit présente plus en détail l'invention à l'aide du dessin annexé, sur lequel la figure 1 est la vue en coupe de l'ensemble d'un assemblage de combustible, les figures 2 et 3 étant des vues en perspective de deux formes de réalisation de l'écarteur selon l'invention. The description of embodiments which follows presents the invention in more detail with the aid of the appended drawing, in which FIG. 1 is the sectional view of the assembly of a fuel assembly, FIGS. 2 and 3 being perspective views of two embodiments of the spacer according to the invention.

La figure 1 présente la vue en coupe d'un assemblage de combustible 1 pour un réacteur avancé à eau sous pression, qui doit atteindre un facteur de régénération élevé. La section hexagonale régulière de l'assemblage de combustible est déterminée par une bande externe 2. Sur cette bande externe 2 est fixée une grille d'écartement (écarteur) 3, qui maintient les 331 crayons en disposition triangulaire de sorte telle que les axes 4 des crayons se trouvent sur les sommets d'un triangle isocèle. Figure 1 shows the sectional view of a fuel assembly 1 for an advanced pressurized water reactor, which must achieve a high regeneration factor. The regular hexagonal section of the fuel assembly is determined by an external strip 2. On this external strip 2 is fixed a spacer grid (spacer) 3, which keeps the 331 pencils in triangular arrangement so that the axes 4 pencils are found on the tops of an isosceles triangle.

La figure 2 montre que les crayons 5 de section circulaire se trouvent dans des mailles de grille 6 de section hexagonale, l'axe 4 de chaque crayon 5 étant au centre de chaque maille 6. Les mailles de grille 6 sont obtenues par l'emboîtement les unes dans les autres de bandes de ul 8, 8a, etc,avec des bandes de tôle 9 qui les croisent. Les bandes de tôle 8 et 9 sont constituées de manière identique de tronçons 10 et 1 1 de te longueur qui se développent en zigzag avec des angles de 1200 les uns par rapport aux autres.Dans les tronçons parallèles 10, 10a et 18b, etc, on a prévu un évidement 14, dont le bord suit le côté d'ori gifle 15 de l'angle que font entre eux deux tronçons 10 et 11. Ltévide- ment 14 s'étend jusqu'à la ligne marginale 16, située au milieu de la hauteur des bandes de tôle 8 et 9. FIG. 2 shows that the rods 5 of circular section are located in grid meshes 6 of hexagonal section, the axis 4 of each rod 5 being at the center of each mesh 6. The grid meshes 6 are obtained by interlocking in each other of strips of ul 8, 8a, etc., with strips of sheet metal 9 which cross them. The sheet metal strips 8 and 9 consist in an identical manner of sections 10 and 11 of your length which develop in a zigzag with angles of 1200 relative to each other. In the parallel sections 10, 10a and 18b, etc., a recess 14 has been provided, the edge of which follows the side of the orifice 15 of the angle between them two sections 10 and 11. The recess 14 extends to the marginal line 16, situated in the middle the height of the sheet metal strips 8 and 9.

Tandis que la bande de tôle 8 est disposée avec l'évidement 14 vers le bas, la de de tole 9 est disposée avec l'évidement 14 vers le baut. Les bandes de tôle 8 et 9 peuvent ainsi être emboîtées l'une dans l'autre en formant une surface plane, comme on le voit à l'évidence sur la figure, pres du crayon 5. De la sorte, les tronçons des bandes de tôle 8 8 et 9 qui se développent parallèlement les uns aux autres oifrent une resistance à l'écoulement du réfrigérant qui est uniquement détermine par la longueur des tronçons 10, 11 et la largeur de bondes de tôle. While the sheet metal strip 8 is arranged with the recess 14 downwards, the sheet metal strip 9 is arranged with the recess 14 towards the top. The sheet metal strips 8 and 9 can thus be nested one inside the other by forming a flat surface, as can be clearly seen in the figure, near the pencil 5. In this way, the sections of the strips of sheet 8 8 and 9 which develop parallel to each other provide resistance to the flow of coolant which is only determined by the length of the sections 10, 11 and the width of the sheet bungs.

Les bandes de tôle 8, 9 peuvent être en outre assemblées l'une à l'autre le long des bandes marginales contiguës 16, 17 par un procédé métallurgique, soudage par exemples On obtient ainsi une structure stabie pour les épaclements élastiques 19 maintenant les crayons 5. The sheet metal strips 8, 9 can also be joined together along the contiguous marginal strips 16, 17 by a metallurgical process, welding for example. This gives a stable structure for the elastic spacings 19 holding the rods. 5.

Sur 1 l'exemple de réalisation présenté à la figure 3, les bandes de téls 20 et 21 sont imbriquées l'une dans l'autre avec d'une part des encorbes réalisées sous la forme d'un évidement rectangulaire 22 avec end band@@ morginale 23 comme trongon, et d'autre part des entailles 24 et 25 prévues dans les tronçons parallèles 26, entailles qui ramènent la section totale du tronçon 26 à une section résiduelle correspondant à d'évidement 22 Ceci permet ici encore d'emboîter l'une dans l'autre las bandes de tôle 20, 21 de sorte telle qu'une seule épaisseur de @ande de tôle effre une résistance à l'écoulement du réfrigérant.  In 1 the example of embodiment presented in FIG. 3, the strips of tels 20 and 21 are nested one inside the other with, on the one hand, corbels produced in the form of a rectangular recess 22 with end band @ @ morginale 23 as trongon, and on the other hand notches 24 and 25 provided in the parallel sections 26, notches which bring the total section of the section 26 to a residual section corresponding to the recess 22 This again makes it possible to fit the 'In one another the sheet metal strips 20, 21 so that a single thickness of sheet metal erodes resistance to the flow of the refrigerant.

Claims (3)

RevendicationsClaims 1. Ecarteur pour les crayons d'un assemblage de combustible de réacteur nucléaire, avec plusieurs bandes de tôle qui se croisent, qui sont constituées de tronçons régulièrement coudés en zigzag les uns par rapport aux autres, et qui sont accrochées les unes aux autres à l'aide d'encoches, et éventuellement assemblées par un procédé métallurgique, de sorte que sont formées des mailles de grille pour recevoir les crayons, mailles dans lesquelles s'avancent des épaulements élastiques, caractérisé en ce que les encoches (14) des bandes de tôle (8, 9) s'étendent sur la longueur d'un tronçon (10, 11), et deux bandes de tôle (8, 9) qui se croisent sont emboîtées l'une dans l'autre sur la longueur d'un tronçon (10, 11), formant une surface plane.1. Spacer for the rods of a nuclear reactor fuel assembly, with several intersecting sheet metal strips, which consist of sections which are regularly bent in a zigzag relation to each other, and which are hooked to each other at using notches, and optionally assembled by a metallurgical process, so that grid meshes are formed to receive the pencils, meshes in which extend elastic shoulders, characterized in that the notches (14) of the bands of sheet metal (8, 9) extend over the length of a section (10, 11), and two strips of sheet metal (8, 9) which intersect are fitted one inside the other along the length of a section (10, 11), forming a flat surface. 2. Ecarteur selon Ia revendication 1, caractérisé en ce que les bandes de tôle (8, 9) présentent des encoches (14) dans les tronçons qui se développent parallèlement les uns aux autres, et des épaulements élastiques (19) dans les tronçons intermédiaires.2. Spacer according to claim 1, characterized in that the sheet metal strips (8, 9) have notches (14) in the sections which develop parallel to each other, and elastic shoulders (19) in the intermediate sections . 3. Ecarteur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les encoches sont configurées alternativement sous la forme d'évidement rectangulaire (22) avec une bande marginale (23) et sous la forme d'entailles rectangulaires (24, 25), entailles qui ramènent la section résiduelle du tronçon (26) à la valeur de celle de l'évidement rectangulaire (22) correspondant. 3. Retractor according to claim 1 or 2, characterized in that the notches are configured alternately in the form of rectangular recess (22) with a marginal strip (23) and in the form of rectangular notches (24, 25), notches which bring the residual section of the section (26) to the value of that of the corresponding rectangular recess (22).