FR2690555A1 - Procédé et dispositif pour augmenter la durée de vie d'un assemblage combustible dans un réacteur nucléaire. - Google Patents

Abstract

L'invention concerne les assemblages combustibles des réacteurs nucléaires du type à eau sous pression (ou PWR). Au bout d'un certain temps de fonctionnement, l'assemblage combustible (1) d'un réacteur nucléaire est retiré du cœur et le faisceau (2) de crayons combustibles est dégagé des embouts supérieur et inférieur (6, 7), et il est ensuite retourné et fixé à nouveau aux embouts supérieur et inférieur (6, 7) puis introduit dans une position appropriée dans le cœur. On obtient ainsi une égalisation de la corrosion le long des crayons combustibles (3) du faisceau, permettant probablement d'augmenter d'un cycle de fonctionnement complet la durée de vie de l'assemblage combustible (1). Application à la production d'énergie électronucléaire.

Description

La présente invention concerne un procédé pour allonger la durée de vie

d'un assemblage combustible dans un réacteur de production d'énergie nucléaire du type à

eau sous pression (ou PWR), en prenant certaines mesures.

Un assemblage combustible pour un réacteur nucléaire du type à eau sous pression d'une structure

connue comprend normalement un ensemble de crayons combus-

tibles allongés et de tubes-guides de crayons de commande

qui sont retenus dans des positions mutuelles prédétermi-

nées pour former un faisceau, au moyen d'entretoises qui sont disposées de manière espacée le long du faisceau Des

embouts supérieurs et inférieurs sont disposés aux extré-

mités du faisceau et sont fixés à ce dernier soit au moyen de tubesguides de crayons de commande qui s'étendent un peu au-dessus et audessous des extrémités des crayons combustibles, soit au moyen d'un autre type de structure de support s'étendant le long du faisceau, comme par

exemple des cornières ou des tiges.

Lorsque la structure de support est constituée

par des tubes-guides de crayons de commande, les entre-

toises sont jointes à ces derniers d'une manière telle que

ces entretoises ne puissent pas glisser le long des tubes-

guides On peut par exemple réaliser ceci en formant un renflement dans le tube-guide de crayon de commande de chaque côté de l'entretoise à travers laquelle passe le tube-guide Si les entretoises ne sont pas fixées de cette manière, elles peuvent se déplacer vers le haut, pendant le fonctionnement, sous l'action de l'écoulement de fluide de refroidissement qui circule vers le haut à travers le faisceau Dans ce mode de réalisation, il peut ainsi être

difficile de retirer les tubes-guides de crayons de com-

mande d'un faisceau épuisé.

Dans d'autres types de structures de support, comme des cornières ou des tiges, les entretoises sont fixées à celles-ci d'une manière correspondante Dans ce

cas, il peut être suffisant d'insérer seulement les tubes-

guides de crayons de commande à travers les entretoises dans le faisceau et de les fixer seulement par exemple en les suspendant à l'embout supérieur Ceci signifie que les tubes-guides de crayons de commande peuvent être retirés

aisément du faisceau.

Le refroidissement des assemblages combustibles dans le coeur du réacteur est accompli en faisant circuler de l'eau à travers les embouts inférieurs et en faisant

remonter l'eau à travers le coeur La température de fonc-

tionnement du bas du coeur sera ainsi normalement d'envi-

ron 280 'C, tandis que la température au sommet sera d'environ 320 'C La différence de température entre le bas et le sommet du coeur sera donc d'environ 40 'C pendant le fonctionnement Les crayons combustibles consistent à l'heure actuelle en une gaine en alliage de zirconium qui contient des pastilles de dioxyde d'uranium Cette gaine est soumise à une corrosion pendant le fonctionnement, et la corrosion augmente fortement lorsque la température

augmente Ceci signifie que la gaine des crayons combus-

tibles sera soumise à une distribution de corrosion forte-

ment déplacée vers le haut, du fait que la température au sommet du coeur est supérieure de 40 C à la température à

sa partie inférieure.

Du fait que seul un certain degré de corrosion des crayons combustibles est permis, c'est la corrosion de

la partie supérieure des crayons combustibles qui a déter-

miné la durée de vie des crayons combustibles Il a maintenant été proposé de retourner l'ensemble du faisceau

dans le coeur, après un certain nombre de cycles de fonc-

tionnement, pour permettre d'augmenter la durée de vie de service de l'assemblage combustible La structure de support de l'assemblage combustible doit cependant être conçue d'une certaine manière pour qu'un tel retournement

du faisceau soit possible.

On sait déjà, d'après le brevet suédois 78064292,

qu'au moment du rechargement en combustible, il est possi-

ble de remplacer un faisceau de crayons combustibles épuisés par un faisceau de crayons combustibles qui est composé au moins en partie par des crayons combustibles

provenant de faisceaux de crayons combustibles partielle-

ment épuisés Il est indiqué à cet égard que certains des crayons combustibles qui sont introduits dans le nouveau faisceau ainsi formé sont retournés de façon que les extrémités des crayons combustibles qui faisaient face vers le bas au cours d'une utilisation précédente dans le réacteur, soient maintenant retournées de façon à faire face vers le haut dans le coeur Cependant, dans ce cas, il a toujours été question de retourner des crayons

combustibles individuels et de composer à partir de ceux-

ci un nouveau faisceau en compagnie de crayons combusti-

bles non retournés Au contraire, il n'a jamais été question de retourner un faisceau complet, comme le propose la présente invention Il n'est également pas question dans le brevet précité de résoudre un problème de corrosion, mais de faire en sorte que du combustible

partiellement épuisé soit utilisé plus longtemps.

L'invention concerne un procédé, utilisé dans un réacteur de production d'énergie nucléaire à eau sous pression, pour allonger la durée de vie d'un assemblage

combustible qui contient un faisceau de crayons combusti-

bles allongés maintenus ensemble par des entretoises disposées dans une relation d'espacement mutuel appropriée le long du faisceau Ces entretoises sont fixées à une

structure de support qui s'étend le long du faisceau.

Dans une première forme possible, la structure de support consiste en tubes-guides de crayons de commande

qui sont joints aux entretoises de manière que les entre-

toises ne puissent pas glisser le long des tubes-guides de crayons de commande A une extrémité du faisceau, ces tubes-guides de crayons de commande sont reliés à un embout supérieur, et à l'autre extrémité du faisceau ils

sont reliés à un embout inférieur.

L'invention est caractérisée par le fait que l'on accomplit les étapes suivantes, mais pas nécessaire- ment dans l'ordre indiqué:

a) on donne une structure compatible aux éléments d'accou-

plement entre l'embout supérieur et une extrémité d'un tube-guide de crayon de commande et entre l'embout inférieur et l'autre extrémité du tube-guide de crayon de commande, b) après un certain temps de fonctionnement défini, on retire l'assemblage combustible du coeur du réacteur nucléaire, c) on dégage les tubes-guides de crayons de commande des embouts supérieur et inférieur, d) on retourne le faisceau de façon que le haut vienne en bas, et on joint à l'embout supérieur les extrémités des tubes-guides de crayons de commande qui étaient

reliées précédemment à l'embout inférieur, et inverse-

ment, e) on introduit l'assemblage combustible dans une position appropriée dans le coeur avec l'embout inférieur

faisant face vers le bas, comme précédemment.

L'étape de renversement du faisceau entier dans l'assemblage combustible est avantageusement effectuée

après trois cycles de fonctionnement (un cycle dure appro-

ximativement un an) De cette manière, la corrosion le long des crayons combustibles est égalisée, et on peut

prévoir que la durée de vie totale d'un assemblage combus-

tible ainsi utilisé sera augmentée de 4 à 5 cycles de fonctionnement. Il faut noter que dans cette première forme possible, les tubes-guides de crayons de commande sont fixés aux entretoises en formant des renflements dans les tubes-guides, ou d'une autre manière Ceci empêche de retirer simplement les tubes-guides du faisceau, et les tubes-guides doivent retournés avec le faisceau Ensuite, pour pouvoir relier à l'embout supérieur les extrémités des tubes-guides qui étaient reliées précédemment à l'embout inférieur, les éléments d'accouplements entre les extrémités des tubes-guides et les embouts supérieur et inférieur, respectivement, doivent être compatibles On

entend par ceci le fait que les extrémités des tubes-

guides qui étaient reliées précédemment à l'embout infé-

rieur doivent pouvoir être reliées à l'embout supérieur, et inversement, sans aucun changement des éléments

d' accouplement.

Lorsque la structure de support de l'assemblage combustible est constituée par les tubes-guides de crayons de commande, et lorsque l'assemblage combustible, après retournement du faisceau, n'est pas placé dans une position correspondant aux crayons de commande, la seule mesure supplémentaire qui peut devoir être prise consiste

à boucher les tubes-guides d'une certaine manière appro-

priée, de préférence au sommet, de façon à bloquer la circulation du fluide de refroidissement à travers les tubes-guides.

Si au contraire après avoir retourné le fais-

ceau, on désire placer l'assemblage combustible dans une position de crayons de commande, on doit donner aux deux zones d'extrémités des tubes-guides de crayons de commande un diamètre intérieur inférieur au diamètre intérieur de la partie centrale des tubes-guides de crayons de commande de façon que les zones d'extrémités forment une distance de freinage pour des crayons de commande que l'on fait tomber dans les tubes-guides de crayons de commande au moment d'un déclenchement du réacteur, c'est-à-dire d'un

arrêt du fonctionnement Le freinage des crayons de com-

mande doit alors avoir lieu indépendamment de l'extrémité particulière des tubes-guides de crayons de commande qui

fait face à l'embout inférieur.

Dans une seconde forme possible, la structure de support consiste toujours en tubes-guides de crayons de commande qui sont joints aux entretoises d'une manière telle que les entretoises ne puissent pas glisser le long

des tubes-guides de crayons de commande Comme précédem-

ment, ces tubes-guides sont reliés ensemble à un embout supérieur à une extrémité du faisceau, et à un embout

inférieur à l'autre extrémité du faisceau.

L'invention est caractérisée par le fait que

l'on accomplit les étapes suivantes, mais pas nécessaire-

ment dans l'ordre indiqué: a) on réalise les embouts supérieur et inférieur sous une forme divisible, dans laquelle l'embout supérieur comprend une première plaque de support qui fixe les tubes- guides de crayons de commande et qui est reliée à une plaque de pression, et l'embout inférieur comprend une seconde plaque de support qui fixe les tubes-guides de crayons de commande et qui est reliée à une plaque de base, b) au bout d'un certain temps de fonctionnement défini, on retire l'assemblage combustible du coeur du réacteur nucléaire, c) on dégage les première et seconde plaques de support, respectivement de la plaque de pression et de la plaque de base, d) on retourne le faisceau de façon que la partie qui était précédemment en haut vienne en bas, et on fixe la première plaque de support à la plaque de base et la seconde plaque de support à la plaque de pression, e) on introduit l'assemblage combustible dans une position appropriée dans le coeur avec l'embout inférieur, constitué maintenant par la première plaque de support et par la plaque de base, faisant face vers le bas dans

le coeur.

Ceci procure une solution élégante au problème du retournement du faisceau, avec les tubes-guides remplissant la fonction d'une structure de support, et donc fixés aux entretoises, sans avoir à détacher individuellement les tubes-guides, respectivement de l'embout supérieur et de l'embout inférieur Ceci signifie que les fixations individuelles des tubes-guides sur les première

et seconde plaques de support ne doivent pas nécessaire-

ment être compatibles, et il suffit que les première et seconde plaques de support s'adaptent dans les plaques de pression et de base respectives De cette manière, le retournement du faisceau peut être effectué beaucoup plus

rapidement que dans la première forme possible.

Comme dans la première forme possible, si après le retournement du faisceau on désire placer l'assemblage combustible dans une position de crayons de commande, une zone de freinage pour le déclenchement du réacteur doit

être formée dans les deux zones d'extrémités des tubes-

guides de crayons de commande, de façon que le freinage des crayons de commande puisse avoir lieu indépendamment de l'extrémité particulière des tubes-guides de crayons de

commande qui fait face vers le bas.

Dans une troisième forme possible, la structure de support se présente par exemple sous la forme de cornières ou de tiges Les entretoises sont jointes à ces

éléments d'une manière telle que les entretoises ne puis-

sent pas glisser le long de la structure de support et donc le long du faisceau Les tubes-guides de crayons de commande peuvent maintenant être conçus de façon à pouvoir

être extraits du faisceau.

Dans cette forme possible, l'invention est caractérisée par le fait que l'on accomplit les étapes suivantes, mais pas nécessairement dans l'ordre indiqué a) au bout d'un certain temps de fonctionnement défini, on retire l'assemblage combustible du coeur du réacteur nucléaire, b) on dégage la structure de support du faisceau des embouts supérieur et inférieur, c) on retire du faisceau les tubes-guides de crayons de commande, éventuellement tous en même temps, avec par exemple l'embout supérieur, d) on retourne le faisceau de façon que la partie qui était en haut vienne en bas, e) on introduit les tubes-guides de crayons de commande dans le faisceau, et on joint à l'embout supérieur les extrémités de la structure de support qui étaient

jointes précédemment à l'embout inférieur, et inverse-

ment, grâce à quoi ces mêmes extrémités des tubes-

guides de crayons de commande feront face à l'embout supérieur, comme précédemment, f) on introduit l'assemblage combustible dans une position appropriée dans le coeur avec l'embout inférieur

faisant face vers le bas, comme précédemment.

L'avantage de cette forme possible consiste en ce qu'il n'est pas nécessaire que les tubes-guides de crayons de commande aient un mode de réalisation spécial, du fait que leurs mêmes extrémités feront face vers le

haut également après que le faisceau a été retourné.

Dans certains cas spéciaux dans lesquels les

tubes-guides de crayons de commande sont fixés aux entre-

toises au moyen, par exemple, d'une structure telle que les entretoises se fixent aux tubes-guides en faisant tourner les tubes-guides autour de leurs propres axes après l'insertion dans le faisceau, et ensuite en fixant les tubes-guides, par exemple dans l'embout supérieur, pour empêcher toute rotation ultérieure, les tubes-guides peuvent être détachés individuellement du faisceau en les dégageant de l'embout supérieur et en faisant tourner le tube-guide vers la position d'insertion Dans ces cas, les tubes-guides remplissent la fonction d'une structure de support mais peuvent donc, malgré ceci, être retirés individuellement et être ensuite introduits à nouveau dans un faisceau retourné On suppose que les exigences couvrent également de tels modes de réalisation, du fait

que le principe fondamental de l'invention est de retour-

ner le faisceau entier dans l'assemblage combustible d'une certaine manière appropriée, après un certain nombre de

cycles de fonctionnement.

En outre, il est important de faire en sorte que

les entretoises soient disposées dans une relation d'espa-

cement mutuel le long du faisceau, ou soient conçues avec une structure de cadre surélevée, d'une manière telle que les entretoises dans un assemblage combustible équipé d'un faisceau retourné, après l'insertion de l'assemblage combustible dans le coeur, viennent en contact dans la direction latérale avec les entretoises correspondantes d'un assemblage combustible adjacent, appartenant à un faisceau qui n'a pas été retourné, avec au moins un chevauchement de moitié dans la direction verticale Si les entretoises ne reposaient pas les unes contre les autres, il y aurait un risque qu'elles frottent contre des crayons combustibles adjacents, et endommagent ainsi la gaine de ces derniers En outre, les entretoises doivent être conçues de façon que la résistance à l'écoulement à travers elles soit pratiquement la même indépendamment du sens dans lequel elles sont traversées par l'écoulement de

fluide de refroidissement du réacteur.

Cependant, dans certains cas, une résistance accrue des entretoises dans le faisceau retourné, dont le combustible est relativement consommé et est soumis à une charge faible, peut être un avantage du fait qu'une plus grande quantité d'eau de refroidissement sera alors

utilisée pour le combustible plus frais et plus chargé.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la

description qui va suivre, donnéeà titre d'exemples non

limitatifs La suite de la description se réfère aux

dessins annexés, dans lesquels: La figure 1 montre deux assemblages combustibles

dans un réacteur à eau sous pression L'assemblage combus-

tible de droite a été retourné après un certain temps de

fonctionnement La structure de support consiste en tubes-

guides de crayons de commande; La figure 2 montre des coupes I-I et II-II d'un tube-guide de crayon de commande de la figure 1; La figure 3 montre la partie supérieure d'un tube-guide de crayon de commande; et La figure 4 montre la partie inférieure du même tube- guide de crayon de commande Le tube-guide comporte une zone de freinage aux deux extrémités; La figure 5 représente schématiquement un

assemblage combustible avec des embouts supérieur et infé-

rieur divisibles, conformément à la seconde forme possi-

ble; La figure 6 montre schématiquement un assemblage combustible dont la structure de support est constituée par des cornières, conformément à la troisième forme possible; La figure 7 montre la structure de support de laquelle l'embout supérieur avec des tubes- guides de crayons de commande est retiré; La figure 8 montre l'embout supérieur retiré, avec des tubes-guides de crayons de commande suspendus à celui-ci; et

La figure 9 montre un crayon combustible.

Sur la figure 1, la référence 1 désigne un

assemblage combustible comportant un faisceau 2 Le fais-

ceau 2 est constitué par un grand nombre de crayons combustibles allongés 3 (dont un seul est représenté sur il la figure) et par des tubes-guides de crayons de commande 4, allongés de façon similaire Le faisceau 2 est retenu par des entretoises ou grilles 5 Les tubes-guides de crayons de commande 4 constituent ici la structure de support et ils sont fixés à un embout supérieur 6 et un embout inférieur 7 L'embout supérieur 6 est muni de

ressorts à lames 8 qui sont destinés à maintenir l'assem-

blage combustible en position dans le coeur L'assemblage combustible 1 de gauche comporte un faisceau 2 qui n'a pas été retourné, tandis que le faisceau 2 dans l'assemblage combustible 1 de droite a été retourné La figure 1 montre que les entretoises 5 dans les divers faisceaux 2 reposent toujours les unes contre les autres avec un chevauchement

au moins de moitié.

La figure 2 montre les éléments d'accouplement compatibles des tubesguides de crayons de commande 4 sur

les embouts supérieur et inférieur 6 et 7 A ses extré-

mités, le tube-guide de crayon de commande 4 comporte des douilles de guidage 9 et 10 qui sont emmanchées sur le tube, et ces douilles de guidage 9, 10 sont identiques de façon à s'ajuster dans les cavités respectives 11 dans l'embout supérieur 6, et 12 dans l'embout inférieur 7, indépendamment de l'extrémité particulière du tube-guide

de crayon de commande 4 qui fait face vers le haut.

Chacune des douilles de guidage 9 et 10 comporte une cavité 13 La référence 14 désigne une douille de verrouillage fendue qui peut être emmanchée dans les douilles 9, 10 à partir de l'autre côté des embouts supérieur et inférieur 6, 7 La douille de verrouillage 14 comporte également un renflement 15 qui est placé de

manière qu'au moment du montage de la douille de verrouil-

lage 14, ce renflement tombe dans la cavité 13, ce qui a pour effet de fixer le tube-guide de crayon de commande 4 aux embouts supérieur et inférieur 6, 7 Une douille de verrouillage mutuel 16 peut être emmanchée à la presse dans la douille de verrouillage 14 pour réaliser un

verrouillage mutuel de l'accouplement.

La douille de verrouillage mutuel 16 peut comporter de façon appropriée, dans l'embout inférieur 7, une restriction 17 pour l'écoulement du fluide de refroi- dissement. Comme on le verra, il est relativement simple, en utilisant des extracteurs spéciaux, de retirer la douille de verrouillage mutuel 16 et la douille de verrouillage 14, après quoi on peut dégager les embouts

supérieur et inférieur 6, 7 et on peut retourner le fais-

ceau 2 et le fixer ensuite à nouveau de la même manière

aux embouts supérieur et inférieur 6, 7.

Si l'assemblage combustible 1, lorsqu'il est introduit dans le coeur, après un retournement du faisceau

2, doit être placé dans une position de crayons de com-

mande, les tubes-guides de crayons de commande 4 doivent comporter une zone de freinage 18 à leurs deux extrémités, comme il ressort clairement de la figure 3 qui montre la partie supérieure d'un tube-guide de crayon de commande 4,

et de la figure 4 qui montre la partie inférieure corres-

pondante Comme dans les figures précédentes, les entre-

toises sont désignées par la référence 5 On forme la zone de freinage 18 en donnant aux deux zones d'extrémités du tube-guide de crayon de commande 4 un diamètre intérieur qui est inférieur au diamètre intérieur de la partie

centrale du tube-guide de crayon de commande 4 La diffé-

rence qui est représentée sur la figure 3 entre le diamè-

tre intérieur de la zone de freinage 18 et le diamètre intérieur de la partie centrale est fortement exagérée En

réalité, des parties centrales ont de façon caractéristi-

que un diamètre intérieur d'environ 11,3 mm, et la zone de freinage a un diamètre intérieur d'environ 10,1 mm De cette manière, les deux zones d'extrémités du tube-guide de crayon de commande 4 forment une distance de freinage pour le crayon de commande que l'on laisse tomber dans le tube-guide de crayon de commande 4 en cas de déclenchement du réacteur nucléaire Ceci est vrai indépendamment de l'extrémité particulière des tubes-guides de crayons de commande 4 qui fait face à l'embout inférieur 7. La figure 5 montre un assemblage combustible conforme à la seconde forme possible Sur cette figure, comme ci-dessus, le faisceau est désigné par la référence 2 Le faisceau 2 est constitué par une structure de support de tubes-guides de crayons de commande 4 et par des crayons combustibles 3, et il est retenu par des entretoises 5 Le faisceau comporte un embout supérieur 6 et un embout inférieur 7 L'embout supérieur 6 est divisé en une première plaque de support 19 qui est accouplée à une plaque de pression 20 portant le ressort à lame 8 La plaque de support 19 est accouplée à la plaque de pression au moyen de tiges 21 qui sont insérées dans les

rainures 22.

De manière similaire, l'embout inférieur 7 est divisé en une seconde plaque de support 23 et en une

plaque de base 24, et il comporte des éléments d'accouple-

ment se présentant sous la forme de tiges 25 qui sont introduites dans les rainures 26 La première plaque de

support 19 et la seconde plaque de support 23 sont compa-

tibles, c'est-à-dire que la première plaque de support 19 s'adapte sans aucun changement dans la plaque de base 24, et la seconde plaque de support 23 s'adapte dans la plaque

de pression 20.

Les plaques de support comportent un ensemble de

trous de circulation 27 et 28 pour l'eau de refroidisse-

ment Les trous de circulation 27, 28 peuvent avantageuse-

ment être conçus de façon que lorsque le faisceau n'est pas retourné, les trous présentent des bords arrondis du côté amont et des bords vifs du côté aval Lorsque le faisceau 2 a été retourné, l'écoulement à travers les trous se fait dans la direction opposée, et la forme des

trous a pour effet d'augmenter leur résistance à l'écoule-

ment.

Ceci peut être un avantage du fait qu'un assem-

blage combustible partiellement épuisé a besoin de moins d'eau de refroidissement que des assemblages combustibles complètement frais Du fait que l'on donne une résistance à l'écoulement plus élevée à un assemblage combustible ayant un faisceau retourné, la circulation de l'eau de refroidissement dans le coeur est réorientée au profit

d'assemblages combustibles ayant des faisceaux non retour-

nés Il est également possible de convevoir les entre-

toises 5 de façon que leur résistance à l'écoulement

augmente dans un faisceau 2 retourné.

Les tubes-guides de crayons de commande 4

comportent à leur partie inférieure des bouchons de tubes-

guides qui peuvent être reliés les uns aux autres en un seul ensemble au moyen d'une pièce de liaison 29 qui peut être accouplée à la plaque de base 24 Les tubes-guides de crayons de commande 4 doivent comporter des zones de

freinage appropriées 18 aux deux extrémités, comme repré-

senté sur les figures 3 et 4.

Lorsque le faisceau 2 dans un assemblage combus-

tible conforme à la figure 5 doit être retourné, on retire tout d'abord les tiges 21, 25 des rainures 22, 26, ce qui fait que la première plaque de support 19 est dégagée de la plaque de pression 20 et la seconde plaque de support 23 est dégagée de la plaque de base 24 Ensuite, les places de la plaque de pression 20 et de la plaque de base 24 sont échangées d'une manière appropriée, et ces plaques sont respectivement jointes aux seconde et première plaques de support, en introduisant à nouveau les tiges dans leurs rainures respectives La seconde plaque de

support 23 et la plaque de pression 20 formeront mainte-

nant conjointement le nouvel embout supérieur 6 de l'assemblage combustible, et la première plaque de support

19 et la plaque de base 24 formeront l'embout inférieur 7.

L'assemblage combustible est ensuite introduit dans une position appropriée dans le coeur, avec l'embout inférieur faisant face vers le bas, ce qui signifie que l'assemblage combustible fonctionne maintenant avec un faisceau 2 retourné. La figure 6 montre une troisième forme possible de l'invention, avec une structure de support formée par des cornières 30 Les cornières 30 sont fixées aux embouts supérieur et inférieur 6, 7 Des entretoises 5 sont

jointes aux cornières 30 Un ensemble de crayons combus-

tibles 3 sont introduits dans les entretoises 5, un seul d'entre eux étant représenté sur la figure De plus, le faisceau 2 est constitué par des tubes-guides de crayons de commande qui sont introduits dans le faisceau 2, et dont le déplacement dans la direction verticale est empêché dans ce cas seulement par le fait qu'ils sont fixés à l'embout supérieur 6 et éventuellement à l'embout inférieur 7 Ceci signifie que lorsque l'embout supérieur 6 a été détaché des cornières 30, et éventuellement lestubes-guides de commande 4 ont été détachés de l'embout inférieur 7, les tubes-guides de crayons de commande 4 assemblés à l'embout supérieur 6 peuvent être retirés du

faisceau, comme il ressort clairement des figures 7 et 8.

La figure 6 montre schématiquement que les crayons combus-

tibles 3 restent dans le faisceau 2 Les cornières 30 sont également dégagées maintenant de l'embout inférieur 7, et le faisceau 2 est retourné et est fixé à nouveau à l'embout inférieur 7, avec maintenant la partie supérieure précédente placée du côté de l'embout inférieur Ensuite, les tubes-guides de crayons de commande 4 sont introduits

au sommet du faisceau 2 et ils sont insérés dans le fais-

ceau 2 de façon que l'embout supérieur 6 puisse être fixé à nouveau à la structure de support formée par les cornières 30 Dans ce mode de réalisation, il n'est pas nécessaire que les tubes-guides de crayons de commande 4 comportent des éléments d'accouplement compatibles avec les embouts supérieur et inférieur 6, 7 ni des zones de freinage 8 aux deux extrémités Les entretoises 15 peuvent

également être déplacées dans la direction verticale.

Enfin, la figure 9 montre un crayon combustible 3 avec une gaine 31 en Zircaloy et des pastilles 32 de dioxyde d'uranium Le crayon comporte un espace de gaz de fission aux deux extrémités Ceci appartient à l'art antérieur mais convient particulièrement bien dans le cas

du retournement du faisceau 2.

Claims (7)

REVENDICATIONS

1 Procédé, utilisé dans un réacteur de produc-

tion d'énergie nucléaire du type à eau sous pression (ou PWR), pour augmenter la durée de vie d'un assemblage combustible ( 1) comprenant un faisceau ( 2) de crayons combustibles allongés ( 3) retenus par des entretoises ( 5) qui sont disposéesdans une relation d'espacement mutuel appropriée le long du faisceau, ces entretoises ( 5) étant jointes à une structure de support qui est formée par des tubes-guides de crayons de commande ( 4) et s'étendant le

long du faisceau ( 2), d'une manière telle que les entre-

toises ( 5) ne puissent pas glisser le long des tubes-

guides de crayons de commande ( 4), ces tubes-guides de crayons de commande ( 4) étant accouplés ensemble à un embout supérieur ( 6) à une extrémité du faisceau ( 2), et étant accouplés à un embout inférieur ( 7) à l'autre

extrémité du faisceau ( 2), caractérisé en ce qu'on accom-

plit les étapes suivantes, mais pas nécessairement dans l'ordre indiqué:

a) on donne une structure compatible aux éléments d'accou-

plement entre l'embout supérieur ( 6) et une extrémité d'un tube-guide de crayon de commande ( 4) et entre

l'embout inférieur ( 7) et l'autre extrémité du tube-

guide de crayon de commande ( 4), b) après un certain temps de fonctionnement défini, on retire l'asssemblage combustible ( 1) du coeur du réacteur nucléaire, c) on dégage les tubes-guides de crayons de commande ( 4) des embouts supérieur et inférieur, d) on retourne le faisceau ( 2) de façon que la partie qui était placée en haut vienne en bas, et on joint à l'embout supérieur ( 6) les extrémités des tubesguides de crayons de commande ( 4) qui étaient accouplées précédemment à l'embout inférieur ( 7), et inversement, et e) on introduit l'assemblage combustible ( 1) dans un emplacement approprié dans le coeur, avec l'embout

inférieur ( 7) faisant face vers le bas, comme précé-

demment. 2 Procédé utilisé dans un réacteur de produc- tion d'énergie nucléaire du type à eau sous pression (ou PWR) pour augmenter la durée de vie d'un assemblage combustible ( 1) comprenant un faisceau ( 2) de crayons combustibles allongés ( 3) retenus par des entretoises ( 5) qui sont disposées dans une relation d'espacement mutuel appropriée le long du faisceau, ces entretoises ( 5) étant jointes à une structure de support constituée par des tubes-guides de crayons de commande ( 4) s'étendant le long du faisceau ( 2), d'une manière telle que les entretoises ( 5) ne puissent pas glisser le long des tubes-guides de crayons de commande ( 4), ces tubes-guides de crayons de

commande ( 4) étant accouplés ensemble à un embout supé-

rieur ( 6) à une extrémité du faisceau ( 2) et à un embout inférieur ( 7) à l'autre extrémité du faisceau, caractérisé en ce que l'on accomplit les étapes suivantes, mais pas nécessairement dans l'ordre indiqué: a) on réalise les embouts supérieur et inférieur ( 6, 7) sous une forme divisible, dans laquelle l'embout supérieur ( 6) comprend une première plaque de support ( 19) qui fixe les tubes-guides de crayons de commande ( 4) et qui est reliée à une plaque de pression ( 20), et l'embout inférieur ( 7) comprend une seconde plaque de support ( 23) qui fixe les tubes-guides de crayons de commande ( 4) et qui est reliée à une plaque de base

( 24),

b) au bout d'un certain temps de fonctionnement défini, on retire l'assemblage combustible du coeur du réacteur nucléaire, c) on dégage les première et seconde plaques de support ( 19,23) respectivement de la plaque de pression et de la plaque de base ( 20, 24), d) on retourne le faisceau de façon que la partie qui était précédemment en haut vienne en bas, et on fixe la première plaque de support ( 19) à la plaque de base ( 24) et la seconde plaque de support ( 23) à la plaque de pression ( 20), et e) on introduit l'assemblage combustible dans une position appropriée dans le coeur avec l'embout inférieur ( 7), constitué maintenant par la première plaque de support ( 19) et par la plaque de base ( 24), faisant face vers

le bas dans le coeur.

3 Procédé utilisé dans un réacteur de produc-

tion d'énergie nuclaire du type à eau sous pression (ou PWR), pour augmenter la durée de vie d'un assemblage combustible ( 1) comprenant un faisceau ( 2) de crayons combustibles allongés ( 3) et de tubes-guides de crayons de commande ( 4) retenus par des entretoises ( 5) qui sont disposées dans une relation d'espacement mutuel le long du faisceau ( 2), ces entretoises ( 5) étant jointes à une structure de support qui s'étend le long du faisceau ( 2) et qui est constituée par exemple par des cornières ( 30) ou des tiges, les entretoises ( 5) étant jointes à la

structure de support d'une manière telle que ces entre-

toises ( 5) ne puissent pas glisser le long du faisceau ( 2), et les tubes-guides de crayons de commande ( 4) étant conçus de façon à pouvoir être retirés du faisceau ( 2), caractérisé en ce qu'on accomplit les étapes suivantes, mais pas nécessairement dans l'ordre indiqué: a) au bout d'un certain temps de fonctionnement défini, on retire l'assemblage combustible ( 1) du coeur du réacteur nucléaire, b) on dégage la structure de support du faisceau ( 2) des embouts supérieur et inférieur ( 6, 7), c) on retire du faisceau ( 2) les tubes-guides de crayons de commande ( 4), éventuellement tous ensemble avec, par exemple, l'embout supérieur ( 6), d) on retourne le faisceau ( 2) de façon que la partie qui était en haut vienne en bas, e) on introduit les tubes-guides de crayons de commande ( 4) dans le faisceau ( 2), et on joint à l'embout supérieur ( 6) les extrémités de la structure de support qui étaient jointes précédemment à l'embout inférieur ( 7), et inversement, ce qui fait que les extrémités des tubes-guides de crayons de commande ( 4) qui feront face

à l'embout supérieur ( 6) seront les mêmes que précé-

demment, et f) on introduit l'assemblage combustible ( 1) dans une position appropriée dans le coeur, avec l'embout inférieur ( 7) faisant face vers le bas, comme

précédemment.

4 Dispositif pour mettre en oeuvre le procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les embouts supérieur et inférieur ( 6, 7) comportent des trous traversants pour l'accouplement à des douilles de guidage compatibles ( 9, 10), qui sont jointes aux extrémités des tubes-guides de crayons de commande ( 4) respectifs, et qui

sont conçues pour coopérer avec des douilles de verrouil-

lage ( 14) également compatibles, ces douilles de verrouil-

lage ( 14) pouvant être introduites dans la direction opposée à travers les trous dans les embouts supérieur et inférieur ( 6, 7) qui correspondent aux douilles de guidage

respectives ( 9, 10).

Dispositif pour mettre en oeuvre le procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les deux zones d'extrémités des tubes- guides de crayons de commande ( 4) sont formées avec un diamètre intérieur qui est inférieur au diamètre intérieur de la partie centrale des tubes-guides de crayons de commande ( 4), de façon que ces zones d'extrémités forment une zone de freinage ( 8) pour des crayons de commande, en cas de déclenchement du

réacteur nucléaire, indépendamment de l'extrémité parti-

culière des tubes-guides de crayons de commande ( 4) qui

fait face à l'embout inférieur ( 7).

6 Dispositif pour mettre en oeuvre le procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les entretoises ( 5), équipées éventuellement d'un cadre surélevé, sont disposées dans une relation d'espacement mutuel le long du faisceau ( 2) qui est telle que les entretoises ( 5) dans un assemblage combustible ( 1) équipé

d'un faisceau ( 2) retourné, après l'insertion de l'assem-

blage combustible ( 5) dans le coeur, viennent en contact dans la direction latérale avec l'entretoise ( 5) d'un assemblage combustible adjacent ( 1), cette dernière entretoise ( 5) appartenant à un faisceau ( 2) qui n'est pas retourné, avec un chevauchement au moins de moitié dans la

direction verticale.

7 Dispositif selon la revendication 4, carac-

térisé en ce qu'une douille de verrouillage mutuel ( 16) est conçue pour être introduite dans une douille de verrouillage ( 14), afin de réaliser un verrouillage mutuel

de cette dernière.

8 Dispositif selon la revendication 7, carac-

térisé en ce qu'une douille de verrouillage mutuel ( 16) dans l'embout supérieur ( 7) comporte une restriction ( 17) pour le passage de l'eau de refroidissement, dans le but

de maintenir un petit écoulement de nettoyage ou d'évacua-

tion à l'extrémité inférieure du tube-guide de crayon de

commande ( 4).

9 Dispositif selon la revendication 2, carac-

térisé en ce que les embouts supérieur et inférieur ( 6, 7) sont réalisés de façon à être divisibles, grâce à quoi les extrémités des tubes-guides de crayons de commande ( 4) du

faisceau ( 2) sont fixées à des plaques de support compa-

tibles ( 19, 23) qui peuvent être accouplées soit à la plaque de pression ( 20) de l'embout supérieur ( 6), soit

à la plaque de base ( 24) de l'embout inférieur ( 7).