Brevet FR2073478A1 — publié le 19711001

Il est nécessaire de respecter des normes de sécurité dans les installations de réacteurs^iucléairespour éviter un dégagement de produits de fission dangereux en cas de mauvais fonctionnement du réacteur. Ces normes de sécurité s'étendent au contrôle pério-5 dique en service des éléments physiques du réacteur afin de s'assurer de leur intégrité. Le processus de contrôle comporte un examen détaillé des soudures et des zones environnantes à la fois dans le sens longitudinal et dans le sens horizontal de l'enceinte sous pression du réacteur,ainsi que de son revêtement interne. Ce 10 contrôle est naturellement indispensable pour s'assurer de la solidité de l'enceinte sous pression qui est un élément fondamental du réacteur et qui est soumise/à des conditions de pression et de p température d'environ 175 kg/cm et 343°C. La présente invention a notamment pour objet d'effectuer ce 15 contrôle dans les réacteurs nucléaires comportant une machine d'enfournement disposée au-dessus de l'enceinte sous pression avec un dispositif qui peut être manipulé de manière simple et sûre. Selon l'invention, on le réalise au moyen d'un mécanisme de support qui peut être positionné dans l'enceinte sous pression et 20 qui renferme un dispositif de contrôle sur lequel est monté un prolongement par lequel la machine d'enfourne nient peut déplacer le dispositif de contrôle de son mécanisme de support à sa position de contrôle. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention res-25 sortiront de la description qui va suivre,faite en regard des dessins annexés et donnant à titre explicatif, mais nullement limitatif, une forme de réalisation de l'invention. Sur ces dessins : Les figures 1 et la représentent une élévation du disposi-30 tif de contrôle des soudures en service qui est positionné par la machine d'enfournement à l'intérieur d'une enceinte particulière d'un réacteur nucléaire, ledit dispositif étant en position de contrôle . La figure 2 est une élévation du dispositif de contrôle qui 35 est supporté par son mécanisme de support dans l'enceinte du réacteur. La figure 3 est une vue en plan avec coupe partielle suivant la ligne 3-3 de la figure 1a. 70 45679 2 2073478 La figure 4 est une élévation latérale de la partie inférieure du dispositif de contrôle suivant la ligne 4-4 de là figure 3. La figure 5 est une vue en plan avec coupe partielle suivant 5 la ligne 5-5 de la figure 2 ; et La figure 6 est une élévation du mécanisme de support du dispositif de contrôle des figures 1 et 2. En se référant maintenant aux dessins, les figures 1 et 1a montrent un dispositif 10 de contrôle en service pour examiner les 10 soudures W d'une enceinte sous pression 12 d'un réacteur nucléaire Dans un réacteur nucléaire particulier à vapeur d'eau, l'enceinte sous pression 12 est disposée dans une fosse 14 en béton, et un pont 16 est disposé au-dessus de l'enceinte 12. Le pont 16 comporte des voies 18 destinées à une machine d'enfournement mobile 20, 15 comme celle décrite en détail dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n° 3 421 635, qui est destinée à être positionnée avec précision au-dessus de l'enceinte sous pression 12. La machine d'enfournement 20 comporte un mat 22 descendant à l'intérieur de la fosseH pour se terminer juste au-dessus de l'enceinte 12 et il 20 est prévu des moyens supplémentaires (non représentés) pour effectuer des opérations générales de levage et de commande à distance à l'intérieur de la fosse 14 du réacteur, A l'intérieur du mat se trouve un appareil de levage 24 utilisé principalement pour transférer les cartouches de combustible, comme décrit dans le brevet 25 précité, et qui est utilisé en outre de la manière décrite ci-après » Le dispositif 10 de contrôle en service sè compose d'un prolongement 26 de 1'appareil de levage comportant une poignée de levage 28 destinée à être accouplée de manière amovible par une liai-30 son classique avec l'appareil de levage 24 à une extrémité et avec un mécanisme 30 d'examen des soudures à l'autre extrémité. La poignée de levage 28 s'emboîte dans un évidement 32 de l'appareil de levage 24 de manière à être soulevée et abaissée avec ce dernier. En plusieurs points de sa longueur, le prolongement 26 comporte 35 des galets 34 pour guider son déplacement dans l'appareil de levage 24. Le mécanisme 30, comme on le voit en particulier sur les figures 3 et 4, comporte un dispositif permettant un examen visuel et volumétrique à distance du revêtement et des soudures W, respec 70 45679 3 2073478 tivement, de l'enceinte sous pression 12 du réacteur nucléaire. Un ensemble coulissant 36 est monté en vue d'un mouvement de va-et-vient sur des galets 38 qui sont eux-mêmes montés sur des goujons 40 dans l'extrémité inférieure du prolongement 26 de l'appa-5 reil de levage. Une plaque de montage 42 est fixée à l'extrémité de l'ênsemble 36. Des ensembles d'entraînement sous pression 44 sont fixés entre la plaque de montage 42 et le prolongement 26 et sont alimentés en fluide sous pression par des conduites 46 et un ressort de rappel de sécurité 48. Des consoles 50 sont fixées à la 10 face inférieure de l'ensemble 36 et supportent un mécanisme d'examen visuel tel qu'une caméra 52 de télévision comportant un conducteur d'alimentation 54 relié à un moniteur éloigné en passant par le prolongement 26 de l'appareil de levage. Un mécanisme 58 d'examen volumétrique pivote sur la plaque 15 de montage 42 grâce à un pivot 56 fixé à l'autre côté de la plaque par rapport aux ensembles d'entraînement 44. Le mécanisme 58 comporte un chariot 60 présentant des roues multidirectionnelles 62 qui viennent en contact avec la paroi 12 de l'enceinte du réacteur et un indicateur de proximité 64 qui est destiné à indiquer la dis-20 tance lorsque le mécanisme 58 entre en contact avec la paroi 12 de . 1'enceinte.Un cristal 66 d'un transducteur à ultrasons est fixé au chariot 60 du mécanisme 58 et comporte un câble de lecture 68 relié à un moniteur éloigné en passant par le prolongement 26, et un indicateur numérique de déplacement 70. Les moniteurs éloignés 25 de la caméra 52, du cristal 66, et de la lecture provenant de l'iris dicateur 70, bien qu'ils ne soient pas représentés, peuvent se trouver commodément sur la machine d'enfournement 20 d'une manière bien connue quelconque. Afin de positionner et de supporter initialement le dispo-30 sitif de contrôle 10 à l'intérieur de l'enceinte 12 du réacteur, on utilise un mécanisme de support 72. Ce dernier est une monture à trépied comportant trois branches 74 et des pieds de forme convenable 76 qui viennent en contact avec le fond de l'enceinte 12 du réacteur. Les branches 74 comportent des oeillets 78 de grap-35 pin juste au-dessus des pieds 76 et, à leurs extrémités opposées aux pieds, elles sont reliées entre elles par un collier 80. Ce dernier présente une ouverture -80a pour permettre au mécanisme 30 d'examen des soudures de passer à travers le collier, et il supporte en outre une enveloppe 82 présentant des fentes longiinxdinales 70 45679 4 2073478 de guidage 84 pour recevoir et supporter des goujons de positionnement 86 fixés au prolongement 26 de l'appareil de levage (voir figures 5 et 6). Après avoir décrit l'appareil, on va examiner en détail le 5 processus de contrôle des soudures d'un réacteur en service comportant le dispositif ci-dessus. Il convient de noter que, pendant que l'enceinte du réacteur est soumise à une contamination radioactive après une période de fonctionnement au bout de laquelle un contrôle en service des soudures est nécessaire, le contrôle doit 10 être effectué à distance. D'une manière idéale, le contrôle est effectué pendant la période d'arrêt occasionnée par l'enfournement du coeur du réacteur pendant lequel les éléments internes du réacteur peuvent être enlevés de l'enceinte. Pendant l'enfournement, la fctssedu réacteur est noyée jus-15 qu'à un niveau désigné par F afin d'éviter un échappement de la radio-activité qui mettrait en danger les personnes travaillant pour mettre en oeuvre le processus d'enfournement en utilisant la machine 20 sur le pont 16. les éléments internes contenus dans l'enceinte du réacteur (ensemble de cartouches usées, panier du 20 coeur, bouclier thermique, etc.), sont retirés de l'enceinte 12 du réacteur mais maintenus dans la chambre d'enfournement (partie supérieure) de la fosse 14. Lorsque les éléments internes sont enlevés, le dispositif de contrôle 10, qui est supporté par le mécanisme 72, est abaissé dans l'enceinte au moyen d'un treuil (non 25 représenté) prévu dans l'appareillage et relié par des câbles aux oeillets 78 des branches 76 du mécanisme de support 72 jusqu'à ce que les pieds 76 s'appuient contre le fond de l'enceinte 12. La machine d'enfournement 20 et le mat correspondant 22 sont alors positionnés au-dessus du dispositif de contrôle 10 et l'appareil 30 de levage 24 est abaissé pour permettre à la poignée de levage 28 du prolongement 26 de s'engager dans l'évidement 32 afin de permettre de soulever le dispositif de contrôle hors de l'enveloppe 82 du mécanisme de support 72. La machine d'enfournement 20 manipule ensuite le dispositif 35 de contrôle 10 pour le placer près de la paroi 12 de l'enceinte du réacteur au niveau où on désire examiner des soudures. Les ensembles d'entraînement 44 sont actionnés pour déplacer le mécanisme 30 sur la soudure W à examiner. L'indicateur de proximité 64 indique que les roues 62 sont sur le point d'entrer en contact avec la 70 4567S 5 2073478 paroi 12 du récipient de manière à pouvoir régler les ensembles d'entraînement 44 pour maintenir le mécanisme 30 contre la paroi. La caméra 52 et le cristal 66 sont ensuite actionnés et l'examen ou contrôle commence. 5 Lorsqu'on désire examiner une soudure longitudinale, l'appa reil de levage 24 est actionné pour soulever et abaisser le dispositif de contrôle 10 ainsi que son mécanisme correspondant 30. Pour examiner des soudures horizontales, l'appareil de levage 24 est mis en rotation autour de son axe longitudinal de façon que 10 le mécanisme 30 puisse parcourir la soudure que l'on désire examiner. Lorsque le dispositif de contrôle 10 est mis en rotation à des fins de contrôle, la pression régnant dans les ensembles d'entraînement 44 garantit le maintien du mécanisme 58 contre la soudure à examiner pendant l'examen permettant de déterminer le volume pré-15 cis. A mesure que le dispositif 10 parcourt la soudure à examiner, la caméra 52 donne à distance une vue du revêtement de la soudure particulière en cours d'examen tandis que le cristal 66 effectue une analyse volumétrique de la soudure pour en déterminer les vi-20 des, occlusions ou défauts qui pourraient s'être développés en service. L'emplacement par rapport à la soudure ¥ est indiqué par l'indicateur numérique 70 ,de sorte que l'on peut effectuer sans effort plusieurs passes précises sur la zone de la soudure. Cela est nécessaire étant donné que le cristal 66 du mécanisme 58 n'a qu'une 25 largeur de 50 mm environ et que la zone qu'il faut examiner est d'une largeur plusieurs fois supérieures. Lorsque le processus de contrôle désiré est terminé, le dispositif 10 est ramené à sa position de repos dans l'enveloppe 82 du mécanisme de support 72 au moyen de l'appareil de levage 24 de la 30 machine d'enfournement 20. Le mécanisme de support 72 peut être ensuite retiré de l'enceinte 12 du réacteur au moyen du treuil (non représenté) faisant partie de l'appareillage du réacteur. D'après ce qui précède, la présente invention concerne un dispositif remarquable de contrôle en service pour examiner à dis-35 tance, à la fois visuellement et volumétriquement, les parois d'une enceinte sous pression d'un réacteur nucléaire. Un mécanisme de support dans lequel est logé le- dispositif de contrôle est placé dans l'enceinte sous pression. Le dispositif de contrôle comporte une caméra de télévision pour examiner visuellement un gainage ou 70 45679 6 2073478 revêtement à distance, un cristal de transducteur à ultrasons pour examiner et déterminer à distance le volume d'une soudure et un indicateur numérique de déplacement pour indiquer la position du dispositif de contrôle par rapport à une zone de soudure particu-5 lière à contrôler, le dispositif de contrôle comporte un prolongement destiné à venir en prise avec le mécanisme de levage d'une machine d'enfournement de façon à pouvoir manipuler le dispositif de contrôle au moyen de la machine d'enfournement. Naturellement l'invention n'est pas limitée à la forme de 10 réalisation décrite et représentée et est susceptible de recevoir diverses variantes entrant dans le cadre et l'esprit de l'invention. 70 45679 7 2073478 gBTBUDICAIIOHS 1. Appareil de contrôle en service de l'enceinte sous pression de réacteurs nucléaires comportant une machine d'enfournement au-dessus de ladite enceinte, appareil caractérisé en ce qu'il com- 5 porte tin mécanisme de support qui peut être positionné dans l'enceinte sous pression et dans lequel est logé un dispositif de contrôle pour examiner visuellement et volumétriquement à distance le gainage ou revêtement et les soudures, le dispositif de contrôle comportant un prolongement par lequel la machine d'enfournement 10 peut déplacer ledit dispositif de contrôle de son mécanisme de support à sa position de contrôle. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un indicateur de proximité indiquant le rapprochement entre le dispositif de contrôle et la paroi de l'enceinte, 15 un indicateur numérique de positionnement indiquant sa position sur la paroi et un dispositif pour maintenir le dispositif de contrôle contre la paroi pendant l'examen. 3. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de contrôle visuel à distance comporte une ca- 20 méra de télévision destinée à émettre un signal donnant une représentation visuelle du revêtement ou gainage recouvrant la zone de la soudure en cours d'examen et à le transmettre à un moniteur éloigné. 4. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que 25 le dispositif de contrôle volumétrique à distance comporte un cristal d'un transducteur à ultrasons pour émettre un signal donnant l'état/rolumétrique de la soudure en cours d'examen et pour le transmettre à un moniteur à distance. 5. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que 30 le dispositif destiné à maintenir le dispositif de contrôle contre la paroi de l'enceinte comporte un chariot coulissant supportant le dispositif de contrôle volumétrique, l'indicateur de proximité et l'indicateur numérique de déplacement, et des ensembles d'entraînement commandés poussant à volonté le chariot contre la paroi 35 de l'enceinte sous pression. 6. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mécanisme de support comporte un trépied présentant des pieds de forme convenable pour venir en contact avec le fond de l'enceinte sous pression, une enveloppe reliant les branches entre elles et 70 45679 8 2073478 formant un support pour le dispositif de contrôle, et un dispositif sur le mécanisme de support pour permettre d'abaisser ce mécanisme dans l'enceinte sous pression. 7. Procédé d'examen en service du gainage ou revêtement et 5 des soudures de l'enceinte sous pression d'un réacteur nucléaire comportant une machine d'enfournement située au-dessus de ladite enceinte qui est disposée dans une fosse en béton,, procédé caractérisé en ce qu'il consiste à noyer la fosse du réacteur pour éviter l'échappement de la radio-activité, à enlever ensuite les élé-10 ments internes de ladite enceinte sous pression, puis à positionner un dispositif de contrôle visuel et volumétrique à distance dans ladite enceinte sous pression avec son dispositif de support et à le manipuler au moyen de la machine d'enfournement pendant le contrôle. 15 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que pour la manipulation, la machine d'enfournement est tout d'abord reliée au dispositif de contrôle, puis ce dernier est retiré de son support, déplacé vers la zone de soudure à examiner, et après l'examen, il est ramené vers son support par la machine d'enfour-20 nement.