Brevet FR2112014A1 — publié le 19720616

On sait que dans l'exploitation pratique d'un réacteur nucléaire, les incidents survenant dans les échangeurs sont à llorigine de pannes de fonctionnement graves et durables. En général, ces incidents nécessitent, en effet, l'arrêt complet du réacteur pendant un temps suffisant pour permettre le démontage de l'échangeur responsable, sa séparation et sa remise en place. La présente invention due à la collaboration de Monsieur Jean-Pierre PEYROT de la Société Techniques Nouvelles Appliquées et de Monsieur Paul THOMÉ du Commissariat à l'énergie Atomique vise essentiellement à amoindrir les conséquences néfastes des fuites ou autres incidents susceptibles de se produire dans un échangeur, en permettant de le remettre en état de fonctionnement sans avoir à le démonter : la remise en étant s'effectue alors en intervenant directement dans l'échangeur, qui reste en place dans le réacteur, en particulier pour réparer un tube d'échange sur lequel une fuite a été constatée ou, plus souvent, pour le condamner. L'invention propose à cet effet, un procédé d'intervention dans un échangeur à faisceau tubulaire, qui se caractérise essentiellement en ce qu'il consiste à introduire une machine d'intervention dans l'échangeur, à une extrémité du faisceau, à positionner ladite machine par rapport à un repère fixe prévu à cet effet dans l'échangeur, puis à l'amener jusqu'à un tube prédéterminé par une progression pas à pas en dénombrant les tubes successifs qui séparent ledit tube prédéterminé dudit repère. - La remise en état d'un échangeur, peut ensuite consister notamment, après avoir mis en place la machine jusqu'à un tube supposé déficient, à procéder à une détection de fuites sur ce tube, puis à mettre en place un bouchon à son extrémité et à réaliser l'étanchéité autour de ce bouchon. L'étanchéité est avantageusement assurée par soudure, mais on peut également remplacer le soudage par toute autre méthode connue, par exemple par un mandrinage. Dans l'installation de mise en oeuvre de ce procédé, lléchangeur comporte avantageusement une colonne axiale exempte de tubes permettant le passage de la machine d'intervention, introduite par une extrémité accessible de l'échangeur, jusqu'à un espace d'intervention situé audelà de l'extrémité opposée du faisceau. Dans un mode de réallsation particulier, on peut utiliser deux machines, l'lime introduite par' we colonne centrale tulle cue définie cidessus, l'autre mise en place à l'extrémité accessible du faisceau tubulaire. Cette seconde machine presentc par exemple, E Li annulaire pol.r coulisser sur un relontement de la colonne centrale. Dans un échangeur cylindrique les repères peuvent être par exemple constitués par des pions répartis anniliairement dans 1 'échangeur, pour chaque machine, mais en petit nombre, de manière à être discernables sans ambigutté les uns des autres. En variante, la mise en place de la machine peut également s'effectuer d'une manière automatique, jusqu'à une position prédéterminée correspondant à un tel repère. La machine ainsi mise en place peut comporter des moyens déformables permettant d'amener un outil déterminé jusqu au tube désiré, la progression pas à pas s'effectuant ensuite de préférence suivant des coordonnées polaires, c 'est-à-dire en dénombrant d'abord les rangées de tubes suivant un rayon, puis en dénombrant sur un cercle, les tubes d'une même rangée. On peut, par exemple, faire développer un bras télescopique de la machine, puis faire tourner celle-ci autour d' un axe fixe. Une machine utilisable, dans laquelle le bras télescopique est remplacé par un parallèlogranine déformable, est décrite dans le brevet français n 1 582 784. Naturellement d'autres solutions sont également utilisables : on peut par exemple, prévoir de faire déplacer une machine, à partir d'un repère prédéterminé, sur des rails disposés en coordonnées polaires ou en coordonnées rectangulaires, le long de la plaque tubulaire définissant l'extrémité du faisceau. Les différentes opérations d'intervention nécessaires peuvent ensuite être réalisées sans modifier le positionnement de la machine. Celle-ci comporte par exemple à cet effet un barillet à trois positions, permettant d'effectuer successivement sur le même tube trois opérations o détection de fuite, mise en place d'un bouchon, soudure. Un mode de mise en oeuvre particulier du procédé selon on l'invention est décrit ci-après, en même temps qu'une installation pour sa mise en oeuvre. Naturellement cette description ne saurait avoir aucun caractère limitatif vis-à-vis de l'invention. Elle fait référence aux figures 1 à 3, dans lesquelles - la figure 1 représente schématiquement, en coupe transversale partielle, l'installation selon l'invention, après mise en place d'une première machine d 'intervention, - la figure 2 i'lustre la même installation, mais avec une autre machine d'intervention, - la figure 3 eonstitue un drain de la partie inférieure Dans le mode de mise en peuvie particulier décrit, le procédé selon l'invention permet en effet d'invervenir à la feis sur les deux extrémités du faisceau d'un échangeur tubuiaire, par exemple pour la détéction de fuites. Il utilise dans ce but, deux machines d'intervention différentes, respectivement pour chacune des extrémités da faiscsau rubulafre. Comme le montrent les figures, l'échangeur auquel est appliquée l'invention, est ici immerge dans une cave lid@vduelle 1 à l'intérieur d'un réacteur nveléaire. La cuve 1 est divisée par ure cloisch intermédiaire 2 qui sépare une zone supérieure 3 d'où le réfrigérant du réacteur rentre chaud dans l'échangeur. et une zone inférieure @ qui resoit le réfrigérant refroidi à la sortie de l'échangeur. L'échangeur eui-même est essentiellement constitué par un faisceau tubulaire 5 dont les tubes, verticaux, occupent l'espace annulaire entre une virole cylindrique verticale extérieure 6 et une colonne centrale 7 selon son axe Les extrémités des différents tubes sont soudées respectivement à une plague tubulaire supérieure 8 et à une plague tubuleire inférieure 9. La selonne centrale 7 comporte un pralougement au-dessus du faisceau tubulatre au travers des protections supérieures de la enve du réacteur. Lorsque l'échangenr est en fonctionuement narmal, cette colonne est reliée à un raccord 10, figuré en traits mixtes, pour assurer l'admissior du fluide d'échange (eau notamment) qui doit eirculer à l'intérieur des tubes de l'échangeur. L'extrémité inféieure de la celeune ceutrale 7 débouche, en effet, dans une chambre inférieure 11, sous la plaque tubulaire 9. Au-dessus de la planue tatulaire 8 est ménagée une chambre supérieure 12 dans 1 aquelle est requ ce même finide d'écharge à la sortie des tubes du faisceau. Cette cbambre se prolasge vers le bout par @@ espace annulaire 13, ménagé autour de la colonne @ qui pandmit la fluide d'échenge jusqu'au raccord de sortie 14. L'installation décrite comparte d@@@ machines d'intervention qui peuvent être introduites à l'dntéri@@@ @@me de l'échangeu pour intervenir respectivement sur chacune des extrémités du faisceau tululaire, après avoir démonté les raccords 10 et 14. La première machiae 15 est @@@ esemtée schêmatiquement en position d'intervention sur la figure 2. Elle est intrtéaite dans la chambre 12 pour une intervention an-des@@@ de @@ pla@@@ @@@daire sugérieure 8. Lors de son introduction, cette machine présente une @ones générale annulaire qui permet de la faire passer dans l'espace @@@@ @@@ @@ @@@@ de la colomme 7, cette dernière la guidant dans ses déplacesent La seconde machine 16 est inversement représentée en position d'intervention sur les figures 1 et 3.Elle permet d'intervenir sur les extrémités des tubes de l'échangeur sous la plaque tubulaire infév * > re 9. Elle est introduite par la colonne centrale 7 jusqu'à la chambre inférieure qui constitue un espace d'intervention pour cette extrémité du faisceau tubulaire. Grâce à la conception particulière de l'échangeur, il estpossible d'y introduire à la fois les deux machines 15 et 16, la machine 16 passant à l'intérieur de la colonne 7, et par conséquent à l'intérieur de la machine supérieure 15. Pour chacune des machines 15 et 16, l'échangeur colporte sur la colonne centrale 7, des repères respectivement schématisés en 17 et 18 sur les figures 1, 2 et 3. Ces repères fixes sont en petit nombre (par exemple six pour chaque machine) à intervalles angulaires réguliers. Lors de son introduction dans 1 t échangeur, la machine d'intervention est positionnée par rapport aux repères correspondants. Le nombre limité de ces repères permet de sélectionner l'un d'entre eux, bien déterminé, sans ambigufté. Chaque machine comporte des moyens déformables qui permettent ensuite d'amener un outil d'intervention jusquxà un tube prédéterminé. Ces moyens sont constitués par un bras repliable 20 dans le cas de la machine supérieure 15. e bras permettant de déplacer un outil le long d'un rayon du faisceau, ce qui, en conjonction avec une rotation de la machine autour de l'axe de 1 l'échangeur, permet dlatteindre n'importe quel tube. Dans le cas de la machine inférieure 16, les moyens déformables sont constitués par un bras télescopique 21 qui se développe et se déplace dans l'espace 11 pour remplir les mêmes fonctions que le bras repliable 20 de la machine 15. Dans chaque cas, le déplacement d'un outil contre la plaque tubulaire correspondante, s'effectue par une progression pas à pas en dénombrant les tubes sucessifs qui séparent un tube déterminé, sur lequel doit avoir lieu l'intervention, du repère sélectionné par rapport auquel a été positionnée la machine. Eh procédant ainsi, il est possible dlatteindre sans ambigutté le tube désiré et de plus, on peut stassurer que les deux machines 15 et 16 amènent leurs outils respectifs jusqu'aux deux extrémités d'un mome tube prédéterminé. Compte tenu de la géométrie cylindrique du faisceau tubulaire et de la conception des machines d 'intervention, la progression s'effectue suivant des coordonnées polaires, c'est-à-dire en dénombrant d'abord les rangées de tubes suivant un rayon du faisceau, puis en dénoetbrant sur un cercle les tubes d'une même rangée. Le dénombrement est assuré en utilisant un mecanisme de progression pas à pas de type connu, permettant par exemple de prendre appui sur une extrémité de tube pour provoquer le déplacement jusqu E au tube suivant. Les mêmes machines permettent d'effectuer differentes opérations successives aux extrémités d'un tube, sans modifier leur positionnement dans l'échangeur. Elles comportent, à cet effet, des barillets à plusieurs positions avec les outils appropriés. On peut ainsi réaliser l'ensemble des opérations généralement nécessaires, pour remettre un échangeur en état de fonctionner. A titre exemple après avoir mis en place les machines dans l'échangeur jusqu'à un tube d'échange supposé déficient, on peut procéder à une détection de fuite sur ce tube, les deux machines étant alors amenées respectivement jusqu'aux deux extrémités de ce tube. Ayant vérifié que le tube examiné doit ête condamné, on peut ensuite mettre en place un bouchon à 1 'une - au moins de ses extrémtés, puis enfin souder ce bouchon tout autour sur le tube correspondant, pour realiser l'étanchéité. L'outil utilisé alors, peut être par exemple analogue à celui qui a été décrit dans le brevet français n 1 582 784. Naturellement, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation particulier décrit ci-dessus à titre exemple. REVENDICATIONS 1.- Installation d'intervention dans un échangeur à faisceau tubulaire, caractérisée en ce quelle comporte au moins une machine d'intervention et des moyens pour introduire ladite machine dans un échangeur, à faisceau tubulaire, à une extremité du faisceau, pour la positionner par rapport à un repère fixe prévu à cet effet dans l'échangeur, et pour l'amener jusqu'à un tube prédéterminé par une progression pas à pas en dénombrant les tubes successifs qui séparent ledit tube prédéterminé dudit repère et en ce que 1' échangeur comporte une colonne axiale exempte de tubes permettant le passage de la machine d'intervention, introduite par une extrémité accessible de l'échangeur, jusqu'à un espace d'intervention situé au-delà de l'extrémité opposée du faisceau. 2.- Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce quelle comporte, en plus d'une première machine, introduite par ladite colonne centrale, une seconde machine pour l'extrémité accessible du faisceau, ladite seconde machine présentant une forme annulaire pour coulisser sur un prolongement de ladite colonne centrale.