Brevet FR2445488A1 — publié le 19800725

Appareil pour l'enlèvement d'entretoises et de taquets de support de l'enveloppe des tubes d'un générateur de vapeur. L'invention concerne un appareil destiné à I'enlèvement de taquets de support et d'espacement d'une enveloppe des tubes d'un générateur de vapeur et plus particulièrement un tel appareil utilisé pour le retubage d'un générateur de vapeur d'une centrale nucléaire. Les centrales nucléaires utilisent un générateur de vapeur possédant un faisceau tubulaire pour transférer la chaleur d'un liquide chauffé par réacteur, d'un circuit primaire, à de l'eau d'un circuit secondaire pour former de la vapeur pour entratner une turbine. Les pertes au condenseur dans la centrale entrainent le mélange dans le générateur de vapeur, d'eau de circulation, qui est souvent saumâtre, avec l'eau du circuit secondaire, effet se traduisant par la croissance de dépôts de substances chimiques indésirables sur le faisceau tubulaire. Le traitement de l'eau, et les purges ne protègent pas complètement les tubes du générateur de vapeur de la corrosion et des pertes. A mesure que le nombre des tubes sujets à de telles pertes s'accroit, l'opportunité du remplacement ou de la réparation de tels générateurs de vapeur aufflmen%.Comme l'enlèvement d'un générateur de vapeur entier dans sa totalité d'une centrale nucléaire nécessite ltenlèvement d'une importante partie d'un caisson en béton armé, un tel remplacement d'un générateur entier devient long, coûteux et par conséquent, indésirable. Un procédé a été développé pour remplacer les tubes d'un tel générateur de vapeur, mais en même temps que les tubes, l'enveloppe de ces tubes doit être enlevée.Cette enveloppe des tubes, cependant, est montée suer la cuve par des taquets de support et des entretoises disposés dans l'étroit intervalle existant entre l'enveloppe et la cuve. C'est pourquoi l'invention a pour but principal de créer un appareil pour trancher rapidement ces entretoises et ces taquets de support dans l'intervalle entre la cuve extérieure du générateur et l'enveloppe qui encercle le faisceau tubulaire d'un tel générateur. L'invention concerne à cet effet un appareil pour couper les pièces d'entretoise et de support disposées à divers emplacements entre l'enveloppe entourant le faisceau tubulaire et la cuve extérieure d'un générateur nucléaire de vapeur s'étendant verticalement, appareil caractérisé en ce qu'il comprend une pièce de guidage allongée montée au-dessus du bord supérieur de cette enveloppe, lorsque le couvercle du générateur de vapeur a été enlevé, et comportant une crémaillère s'étendant sur la longueur de cette pièce de guidage, un chariot mobile verticalement, motorisé, disposé sur cette pièce de guidage en engagement de fixation de position et de mouvement d'encraSnement avec cette crémaillère, un bras réglable horizontalement porté par le chariot, une colonne de support verticale s'étendant vers le bas dans la couronne entre la cuve et l'enveloppe, et se trouvant supportée par ce bras, cette colonne de support comportant-une pluralité de sections longitudinales interconnectées de façon séparable, et posse- dant une torche de coupe disposée à son extrémité inférieure pour traverser en les coupant les pièces d'entretoise et de support, la colonne portant un dispositif de conduites qui lui est associé pour amener les gaz de fonctionnement à la torche de coupe. L'invention sera plus aisément comprise d'après la description d'un mode préféré de réalisation représenté, à titre d'exemple, sur les dessins annexés, dans lesquels - la figure 1 est une élévation perspective de la partie contenant le faisceau tubulaire d'un générateur de vapeur d'une centrale nucléaire représentée avec coupe partielle apres enlèvement du couvercle de ce générateur et mise en place de l'appareil de coupe selon l'invention - la figure 2 est une élévation latérale schématisée de la colonne de support de la torche matérialisée sur l'appareil selon l'invention ; - la figure 3 est une élévation arrière schématisée de la colonne en U de la figure 2 représentant les détails de ses régions de jonction - la figure 4 est une coupe verticale prise selon la ligne IV-IV de la figure 3 ;; - la figure 5 est une coupe transversale de la colonne des figures 2, 3 et 4 prise selon la ligne V-V de la figure 3 - la figure 6 est une élévation partielle du bord supérieur de l'enveloppe d'un générateur nucléaire de vapeur sur lequel l'extrémité supérieure de l'appareil de coupe selon l'invention est représenté installé - la figure 7 est une vue partielle en plan représentant l'appareil de coupe selon l'invention installé sur le bord supérieur de l'enveloppe du générateur de vapeur d'une centrale nucléaire ; - la figure 8 est une vue d'en dessous représentant une torche de coupe incorporée dans l'appareil selon l'invention en position de travail en association avec une pièce formant bloc de montage disposée entre l'enveloppe et le corps cylindrique d'un générateur nucléaire de vapeur ;; - la figure 9 est une vue en élévation, partiellement en coupe et partiellement schématisée de la région de la torche de coupe de l'appareil selon l'invention représentée en association avec les pièces formant bloc de montage disposées dans la couronne entre l'enveloppe et la cuve d'un générateur nucléaire de vapeur - la figure 10 est une vue de face représentant schématiquement une pièce entretoise poussée par ressort affiliée avec une partie de la colonne de support de torche dans l'p--rel selon l'invention - la figure 11 est une vue prise selon la ligne XI-XI e la figure 10 - la figure 12 est une coupe prise selon la ligne XII-XII de la figure 10 - la figure 13 est une vue en plan d'un assemblage de blocage à genouillère utilisé dans appareil selon l'invention pour maintenir à l'état "supporté" la colonne de support de torche selon l'invention - la figure 14 est une vue du développement d'une enveloppe de générateur nucléaire de vapeur montrant les emplacements typiques, les tailles et les types de taquets de support et des entretoises associés avec cette enveloppe et installés à l'intérieur du corps cylindrique d'un tel générateur - les figures 15 et 16 sont une vue en élévation et une vue de dessous, respectivement, d'un ensemble à double torche pour couper les pièces d'entretoise disposées entre l'enveloppe et la cuve d'un générateur nucléaire de vapeur; et, - la figure 17 est une vue en élévation schématique d'une structure préférée pour l'interconnexion des extrémités de la colonne de-support de torches, selon l'invention, comportant un ensemble stabilisateur perfectionné manceuvré pneumatique- ment situé sur l'extrémité inférieure porte-torche de la colonne. En se reportant à la figure 1 des dessins, le générateur de vapeur 1 avec lequel l'appareil selon l'inventicn est prévu pour être employé normalement, comporte une cuve 3 orientée verticalement, cette cuve cylindrique comprenant une partie cylindrique inférieure 5, une partie cylindrique supérieure 7, plus importante en diamètre, que la partie inférieure 5, et une partie de raccordement tronconique 9 joignant les parties supérieure 7 et inférieure 5. Une plaque tubulaire il est disposée au bas de la partie inférieure 5 de la cuve 3 et possède une pluralité d'alésages pour recevoir les extrémités de tubes en U, 13, qui s'étendent vers le haut en partant de la plaque tubulaire Il et sont étroitement enserrés pour former le faisceau tubulaire 23 disposé verticalement à l'intérieur de la partie inférieure 5 du corps cylindrique 3. Une tête de canalisation à forme hémisphérique 15 est fixée à la plaque tubulaire 11 et possède une plaque de séparation 17 disposée en son intérieur. Une buse d'entrée de fluide primaire 19 envoie un fluide primaire chauffé venant d'un coeur de réacteur nucléaire (non représenté) vers une partie de la tê- te de canalisation 15, et, une buse de sortie 21 assure le retour du fluide primaire à ce coeur de réacteur. Une pluralité de plaques de support 25 sont réparties sur toute la hauteur du faisceau tubulaire pour supporter les tubes 13 à divers endroits sur leur longueur afin de réduire les vibrations induites par les courants fluides. Des barres antivibrations 27 sont aussi disposées contre les cambrures des tubes 13 pour empêcher les vibrations dans cette partie du faisceau tubulaire 23. Une enveloppe ou manchon 29 est disposée entre le faisceau tubulaire 23 et le corps cylindrique 3 de façon à former une couronne ou espace annulaire 31 entre ces derniers. Comme représenté sur la figure 1, le couvercle de la partie supérieure 7 du corps cylindrique 3 a été enlevé pour donner accès à l'intérieur du générateur de vapeur, en préparation à l'enlèvement et au remplacement du faisceau tubulaire 23 de son intérieur.Divers composants disposés usuellement sur le générateur de vapeur dans la partie supérieure 7 ont été aussi enlevés de ce générateur comme représenté sur la figure 1 pour donner accès au sommet de l'enve- loppe 29 et au faisceau tubulaire entouré par celle-ci. Dans l'enlèvement du faisceau tubulaire 23 se trouve compris aussi l'enlèvement de l'enveloppe 29, ce qui, à son tour con duit à la séparation ou ltenlèvenent pratique d'une pluralité de pièces entretoises en U 34, figures 1 et 14, et de patins ou taquets 35 s'étendant entre l'extérieur de l'enveloppe 29 et l'intérieur du corps cylindrique 3 dans l'espace annulaire 31; les entretoises en U 34 servant à maintenir un écartement uniformément réparti autour de la périphérie de l'enve- loppe 29 et les ensembles à patins ou taquets 35 assurant le support de l'enveloppe 29 par la cuve 3. La principale fonction de l'appareil selon l'invention est de trancher, et, de ce fait d'enlever effectivement les entretoises en U 34 et les ensembles à patin ou taquets 35 pour libérer l'enveloppe en vue de son enlèvement. En se reportant aux figures 1, 8 et 9, l'appareil de coupe selon l'invention comporte un ensemble de torche de coupe 38 porté par l'extrémité inférieure d'une colonne de support à multi section verticales 39 s'étendant vers le bas dans le passage libre annulaire 31 situé entre l'extérieur de l'enveloppe 29 et l'intérieur du corps cylindrique 3. L'ensemble de torche 38 comporte une tuyère 40 recevant les gaz de fonctionnement tels que de l'acétylène et de l'oxygène par la voie de tubes d'alimentation 41 s'étendant vers le bas, afin de produire une flamme coupante dirigée latéralement vers les parties de la pièce à travailler qui doit être coupée telle que les patins ou taquets 35 des figures 8 et 9 et les pièces en U 34, etc. des figures 1 et 14 par exemple.L'ensemble de torche inclut aussi une pièce de garde 42 qui s'étend vers l'avant d'une face de la tuyère 40 pour entrer en contact avec les pièces à couper afin de maintenir cette tuyère à une distance correcte d'une telle pièce. Cette pièce de garde 42 est incurvée pour faciliter son glissement sur les irrégularités des pièces objet du travail tel que donné en exemple sur la figure 9 L'ensemble de torche 38 peut être supporté par l'intermédiaire de tubes d'alimentation en gaz de travail 41 et du dispositif de blocage sur tubes 44 affilié avec la colonne 39.L'attitude de la tuyère de torche 40 est telle que la flamme de coupe engendrée par une telle tuyère soit dirigée pratiquement de façon parallèle et adjacente à la paroi extérieure de l'enve loppe 29 et tende à être tenue écartée de la paroi intérieure du corps cylindrique 3 du générateur de vapeur. La colonne de support 39 est constituée de plusieurs sections 46 en U, d'aluminium, qui sont ouvertes sur une face entre les ailes et fermées sur l'autre et-qui procurent un passage en leur intérieur pour recevoir les longueurs de tubes 41 d'alimentation en gaz de.travail allant à la tuyère de torche de coupage 40. Dans la plus basse des sections 46 de colonne de support, les tubes 41 de l'alimentation en gaz par tube doivent etre rigides mais au-dessus de cette partie les étendues de tels tubes 41 sont formées par le moyen de tuyaux flexibles 49, figures 6 à 15 par exemple.Selon une caractéristique de l'invention, les sections de colonne peuvent etre ajoutées une par une pour obtenir l'emplacement vertical souhaité pour la torche de coupe par rapport aux parties à séparer de la pièce intéressée et ceci est rendu possible par la création d'ensembles de couplage aux extrémités adjacentes des parties de colonne. En se reportant aux figures 2, 3 et 4, par exemple, ces ensembles de couplage comportent une pluralité d'axes qui se projettent vers l'intérieur tels qu'à l'extrémi- té inférieure de la section de colonne, pour insertion dans des ouvertures 51 d'une partie de patte insérable 52 s'étendant vers le haut à partir de l'extrémité supérieure d'une section adjacente de colonne. Les axes, 50, présentent des parties à collet diminué ou à diamètre réduit qui s'assoient dans le bas des ouvertures 51 lorsqu'ils sont poussés contre ces dernières par action d'un mécanisme de blocage 54 à l'extrémité inférieure d'une section respective de colonne, mécanisme qui comporte un doigt de verrouillage mobile 55 qui s'engage avec un doigt de verrouillage fixe 56 à l'extrémité supérieure de la patte insérable 52 attachée à l'extrémité supérieure de la section 46 de colonne adjacente. La taille des ouvertures 51 relativement à laconfiguration des axes 50 est telle que) lorsqu'ils sont verrouillés à leur placeJles parties larges de ces axes 50 forment des épaulements annulaires qui maintiennent la partie de patte 52 réduite assise contre la face large intérieure de l'extrémité inférieure de la section de colonne adjacente.En élevant une patte de commande 58 et en faisant tourner une came (non représentée) par un arbre 59 le verrouillage du doigt mobile 55 peut etre relâché pour permettre à la section inférieure de colonne 46 de glisser vers le bas sous l'influence de la gravité par rapport à la section supérieure de colonne jusqu'à ce que les axes 50 soient centrés dans les ouvertures 51 pour permettre la séparation des deux sections dt colonne. Des anneaux de saisie à main 60 sont disposés aux extrémités de chevilles de montage amovibles 61 sur un côté des sections de colonne en des emplacements appropriés pour aider au maniement de ces sections pendant l'assemblage et le démontage.Sur la figure 17 un agencement préférentiel à axe unique est représenté avec des assemblages de blocage du type à genouillère sur les bords de côté opposés des sections de colonne pour moins gêner l'admission des conduites d'alimentation en gaz de fonctionnement à l'intérieur du canal en U que n'en apporterait autrement l'ensemble de blocage représenté sur les figures 2 à 5. Pour assurer verticalement le maniement de la torche de coupe, il est prévu une paire d'ensembles de blocage à genouillères 65 et 66. L'ensemble de blocage de colonne 65 est monté directement sur l'extrémité supérieure de l'enveloppe 29, tandis que l'ensemble de blocage de colonne 66 est porté par une extrémité de l'ensemble à bras de support horizontal réglable affilié avec le chariot motorisé mobile verticalement 68.Par l'emploi de l'ensemble de blocage 66 et la commande du chariot 68, la colonne 39 peut rentre élevée et abaissée dans l'espace annulaire 31 pour amener l'ensemble de torche de coupe en des positions de travail à différents niveaux à l'intérieur d'un tel passage libre, aussi bien que pour assurer le mouvement de balayage vertical de l'ensemble de torche de coupe au-delà des pièces intéressées pendant son emploi à un emplacement chois; une caméra de surveillance a' écran de télévision de contrôle (non représentée) étant utilisée pour aider à l'orientation et à l'emploi de l'ensemble. Par manipulation du premier et ensuite de l'autre des ensem bles de blocage de colonne 65 et 66, des sections de colonne 46 peuvent être ajoutées à la colonne de support de torche 39 ou en être retirées. Un ensemble à double torche tel que représenté aux figures 15 et 16 réalise un ensemble de torche 38 qui peut être inséré entre les joues d'une pièce entretoise en 34 pour effectuer la coupe simultanée de telles joues. Un ensemble judicieux de blocage de colonne de la variété à genouillère est représenté sur la figure 13 comme comprenant une poignée 70 manoeuvrable à main à l'extrémité d'un bras 71 qu'on peut faire osciller autour d'un axe de pivot 72 au moyen d'une bielle 73 et d'un autre axe 74, pour amener un bras de manivelle 75 à pivoter autour d'un axe fixe 76 par le moyen d'un axe 77 sur le bras 71 afin de mettre en mouvement une pièce de blocage mobile réglable 79 en allant ou en venant d'un bord de la colonne 39. Une pièce de blocage arrière rigide 80 pour affiliation avec le bord opposé de la colonne est interconnectée avec les axes de pivot 72 et 76par le moyen de pièces structurelles rigides 81 et 82 et de boulons de fixation 83. L'ensemble de blocage supérieur de colonne 66 est interconnecté avec le chariot motorisé 68 par l'intermédiaire d'un ensemble à bras réglable 85 construit et agencé pour assurer un mouvement de reglage horizontal entre le chariot 68 et l'ensemble de blocage 66. Ce chariot motorisé 68, l'ensemble à bras réglable 85, et l'ensemble de blocage supérieur de colonne 66 sont supportés et guidés sur une pièce de guidage s'étendant verticalement 88 qui agit pour guider et supporter le chariot mobile verticalement 68 et comporte une partie à crémaillère 89, figure 6, avec laquelle coopère un tel dispositif de chariot pour obtenir le mouvement et le postionnement verticaux.Un chariot convenant pour ce but peut être tel que celui créé par la firme Union Carbide Welding Products et vendu comme Chariot à déplacement sur toutes positions nO CM-77, qui est à auto-propulsion, réversible, à vitesse variable, entraîné par pignon et crémaillère, etc. La pièce de guidage et à crémaillère 88 sur laquelle se déplace le chariot motorisé 68 est supportée par un ensemble à console 90 bloqué, de façon amovible, par des vis à oreilles 91 sur le bord supérieur de l'enveloppe 29. L'appareil à torches de coupe selon l'invention peut être déplacé sur différents emplacements circonférentiels autour du bord supérieur de l'enveloppe selon besoins, par relâchement des ensembles de blocage affiliés à la pièce de guidage 88 et au blocage de support 65. Pour aider à une judicieuse mise en place radiale de la colonne 39, lorsqu'elle est disposée dans le passage de l'espace annulaire 31 entre l'enveloppe 29 et le corps cylindrique 3, des pièces de glissement expansibles, poussées par ressort 94, peuvent être ménagées sur une ou plusieurs des sections de colonne 46, coopèrent en glissant, avec la paroi intérieure du corps cylindrique 3, et poussent la colonne 39 vers la surface extérieure de l'enveloppe 29, de façon que la face de cette colonne autrement ouverte entre ses joues s'engage à glissement avec la surface extérieure de l'enveloppe. Comme il est représenté sur les figures 10, Il et 12 la pièce 94 peut être poussée par un ressort hélicoldal 95, judicieusement agencé dans une partie en forme de douille d'une pièce 96 attachée à la section de colonne 46. Un axe 97 à une extrémité de la pièce 94 connecte de façon pivotante cette extrémité à la pièce 96. Le mouvement de fléchissement tel que celui qui peut être nécessaire autour de l'axe 97 peut se produire à l'encon- tre de l'opposition du ressort 95 à l'extrémité opposée d'une pièce telle que la pièce 94. Un doigt d'arrêt 98 est formé dans la partie adjacente de la pièce 94 pour empêcher l'échappement de cette pièce 94 sous l'influence du ressort de poussée 95. D'autres agencements peuvent également être efficaces ou préférés. Par exemple, un ensemble de poussée en position à commande pneumatique peut être substitué à la pièce de guidage poussée par ressort 94. Il peut par exemple, être mis en jeu seulement après que la torche de coupe soit arrivée à un site de travail vertical choisi et, par engagement glissant avec la paroi intérieure du corps cylindrique 3, peut agir pour donner la liberté-de mouvement vertical de la colonne et de l'ensemble de torche tout en s'opposant au mouvement latéral de cet ensemble pendant la marche de la torche de coupe. REVENDICATIONS 1.- Appareil pour couper les pièces d'entretoise et de support disposées à divers emplacements entre l'enveloppe entourant le faisceau tubulaire et la cuve extérieure d'un générateur nucléaire de vapeur s'étendant verticalement, appareil caractérisé en ce qu'il comprend une pièce de guidage allongée (88) montée au-dessus du bord supérieur de cette enveloppe (29) lorsque le couvercle du générateur de vapeur a été enlevé et comportant une crémaillère (89) s'étendant sur la longueur de cette pièce de guidage, un chariot mobile ver ticalement, motorisé, (68) disposé sur cette pièce de guidage (88) en engagement de fixation de position et de mouvement d'entrainement avec cette crémaillère (89), un bras réglable horizontalement (85) porté par le chariot (68), une colonne de support verticale (39) s'étendant vers le bas dans la couronne entre la cuve (3) et l'enveloppe (29), et se trouvant supportée par ce bras (85), cette colonne de support (39) comportant une pluralité de sections longitudinales interconnectées de façon séparable (46), et possédant une torche de coupe (38) disposée à son extrémité inférieure pour traverser par coupe les pièces d'entretoises et de support (34), la colonne (39) portant un dispositif de conduites (41) qui lui est associé pour amener les gaz de fonccionnement à la torche de coupe (38). 2.- Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que la colonne de support (39) est d'une section transversale en forme d'U et que le dispositif de conduites (41) s'étend entre les joues de cet U. 3.- Appareil selon les revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il est prévu des interconnexions séparables entre les sections de colonne (46), au moyen de dispositifs de mise en place par axes et alésages et des dispositifs de blocage pouvant coopérer entre extrémités de sections de colonne. 4.- Appareil selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce qu'il comporte des dispositifs de poussée (94, 95) poussant la colonne (39) vers l'enveloppe (29).