Brevet FR2496323A1 — publié le 19820618

La présente invention est relative à un dispositif de chargement et/ou de déchargement de conteneurs de combustible irradié d'un réacteur nucléaire ou d'une usine de retraitement de combustiDle et elle vise plus particulièrement un système d'accostage d'un conteneur sous une fosse de déchargement dans une telle installation nucléaire. Pour bien faire comprendre le problème qu'entend résoudre cette invention on se réfèrera en premier lieu aux figures 1 et 2 des dessins annexés qui représentent respectivement en élévation latérale et frontale, en coupe par un plan vertical un système de déchargement de type connu. Sur ces figures on voit en 10 le chariot de manutention, en 12 le conteneur de combustible irradié et en 14 une pénétration faisant office de sas avec une fosse de chargement 16 ou une cellule. Pour faciliter la compréhension de l'exposé on prendra comme exemple de mise en oeuvre, celui d'un chargement. Le but d'une opération de chargement est d'amener le conteneur 12 sous la pénétration 14, d'assurer la continuité de l'étanchéité entre la fosse de déchargement 16 et le conteneur 12, de charger ce conteneur de combustible irradié et enfin de l'évacuer après lui avoir remis son bouchon de fermeture. Pour des raisons de radio-protection et également de sécurité, le bouchon du conteneur étant enlevé et remis en place à un autre poste de travail, il est nécessaire, lors de la translation du chariot, que le conteneur 12 circule le plus près possible du plafond P. La continuité de l'étanchéité doit se faire à l'aide d'un dispositif dont le déplacement est commandé à distance, cette étanchéité devant être assurée en toutes circonstances, même dans le cas d'un séisme majoré de sécurité. Pour résoudre le problème de la radio-protection, on dispose généralement un élévateur monte sur le chariot 10. Cet élévateur a pour fonction de soulever le conteneur 12 afin de rapprocher au maximum la bride supérieure 24 du conteneur, du plafond P. Pour assurer la continuité de l'étanchéité on utilise un soufflet métallique 18. Le mouvement d'élongation de ce soufflet 18 est obtenu par des mécanismes du type vérin 20, positionné dans un logement du Génie Civil autour de la pénétration 14. Par l'intermédiaire des vérins tels que 20, on pousse l'extrémité inférieure du soufflet 18 afin d'appliquer une bride 22 munie de joints sur la bride supérieure 24 du sonteneur. Le retour à la position initiale s'effectue par les mêmes mécanismes. Ces solutions connues présentent de nombreux inconvénients parmi lesquels on peut cite notamment 1 - la nécessité de soulever a-c précision, le conteneur dont le poids dépasse 100 tonnes et dont la longueur extérieure est de l'ordre de 5 m, ce qui pose des problèmes techniques ard@s et diminue la sécurité d'exploitation 2 - les mécanismes (vérins notamment) assurant les déplacements du soufflet sont placés autour du passage des sources radio- actives, ce qui pose des problèmes de résistance aux radiations du matériel et également de décontamination 3 - l'extrême difficulté, vor l'impossibilité de procéder à un dépannage manuel de secours de ces mécanismes lor d'une mani- pulation 4 - compte-tenu de ce que les sites nucléaire actuels sont pourvus de plusieurs réacteurs, donc de plusieurs pénétrations, le coût de l'installation décrite ci-dessus est relativement élevé puisqu'il faut un mécanisme de mouvement du soufflet pour chaque pénétration. Le dispositif apporté par l'invention se propose de pallier ces inconvénients. A cet effet le dispositif selon l'invention est caractérisé en ce que l'écart minimal recherché entre le plafond du hall et le conteneur est obtenu par calage dudit conteneur sur son chariot et en ce que les moyens commandant les déplacements du soufflet qui assure l'étanchéité entre le conteneur et la fosse sont placés soit sur le chariot soit sur le conteneur, soit sur une pièce intermédiaire fixée sur le conteneur, un dispositif élastique de rappel assurant le maintien du soufflet dans sa position repos. Selon une caractéristique de cette invention, le calage du conteneur est réalisé par l'interposition sous le conteneur, de cales usinées en fonction du relevé des cotes dudit conteneur. Selon une autre caractéristique de cette invention les moyens commandant les déplacements du soufflet sont fixés sur le chariot en dehors du gabarit du conteneur et chacun de ces moyens comprend : une vis destinée à venir en prise avec un écrou à rotule prévu sur une bride d'accostage assurant la liaison de la bride porte-joints avec la partie inférieure du soufflet ; un aryen, tel que notamment un vérin à air, entraînant ladite vis en translation pour l'amener au contact de l'écrou et un motoréducteur assurant la rotation de la vis et la translation dudit écrou afin d'accrocher le soufflet et de le tirer vers le bas pour appliquer la bride porte-joints sur le conteneur et assurer l'étanchéité, le retour dans la position initiale se faisant à l'aide des mêmes mécanismes et du dispositif élastique de rappel du soufflet. Selon une autre caractéristique de cette invention on prévoit sur la bride assurant la liaison de la bride porte-joints avec la partie inférieure du soufflet, quatre écrous à rotule coopérant avec quatre vis pour engendrer l'effort de traction sur le soufflet. Selon l'invention chacun des écrous repose sur une embase solidaire de la bride d'accostage et il est immobilisé en rotation par un embortement avec åeu, ledit écrou étant appliqué sur ladite embase par des ressorts exerçant sur l'écrou une pression suffisante pour faciliter la prise de la vis lors du début du vissage. Selon encore une autre caractéristique de cette invention, l'embase supportant l'écrou est montée sur une bride de réglage par l'intermédiaire de dispositifs élastiques, tels que des rondelles ressorts afin de protéger le réducteur lors de l'garrot en butée mécanique et de permettre la libre dilatation du conteneur tout en restant verrouillé. Selon une autre caractéristique de cette invention chaque vis est entraSnée en rotation par le moto-réducteur par l'intermédiaire d'un fourreau, en appui sur une butée à rotule fixée sur le chassis du chariot, ce fourreau assurant en outre le calage angulaire du premier filet de la vis par l'intermédiaire d'une came et d'un dispositif électrique. D'autres caractéristiques et avantages de cette invention ressortiront de la description faite ci-après en référence aux dessins annexés qui en illustrent un mode de réalisation donné à titre d'exemple non limitatif. Sur les dessins - la figure n est une vue en élévation frontale et coupe ver ticale du dispositif selon l'état antérieur de la technique décrit dans le préambule de la présente description - la figure 2 est une vue en élévation latérale du dispositif représenté à la figure ',' ; - la figure 3 est une vue schématique en élévation latérale illustrant les moyens de calage du conteneur sur son chariot;; - la figure 4 est une vue schématique partielle, en coupe verticale de la pénétration, et - la figure 5 représente de façon schématique un exemple de réalisation des moyens assurant latraction du soufflet et son accrochage sur la bride supérieure du conteneur. On se réfère en premier lieu à la figure 3. Ainsi qu'on l'a précisé dans la description qui précède l'invention prévoit des moyens permettant d'éviter le soulèvement du conteneur afin d'obtenir un écart minimal entre le plafond P et le conteneur 12. A cet effet on règle avec précision l'écart et le parallélisme entre es rails de roulement 26 du chariot 10 et le plafond P. Selon l'exemple de réalisation représenté sur la figure 3, cet écart minimal est obtenu à l'aide d'un calage du conteneur 12 sur son chariot 10, ce calage pouvant être réalisé de différentes façons et en différents endroits. A titre d'exemple, le calage peut être effectué sous le conteneur 12 à l'aide de cales, telles que 28, usinées en fonction du relevé des cotes du conteneur à manipuler. L'invention prévoit par ailleurs des moyens assurant la continuité de l'étanchéité entre la fosse 16 (figure 4) et le conteneur, l'étanchéité étant assurée, comme connu, à l'aide d'un soufflet métallique 32 monté sur une bride porte-joints 40. Comme on l'a précisé dans le préambule de la présente invention, les systèmes assurant les déplacements en translation du soufflet sont placés selon l'invention sur le chariot 10, ou sur le conteneur 12 ou bien encore sur une. pièce intermédiaire montée sur le conteneur afin d'éliminer les inconvénients, rappelés ci-dessus, des solutions antérieures. Le soufflet 32 est maintenu dans sa position repos par un dispositif élastique qui peut être constitué par le soufflet lui-meme, ou par les ressorts 38 (figure 4) exerçant une traction sur des tiges 35 dont les extrémités inférieures respectives sont solidaires d'une bride 36, dite bride d'accostage assurant la liaison avec la bride porte-joints 40 et l'extrémité basse 32' du soufflet. L'écrasement et l'effort exercé par les ressorts 38 sont compatibles avec la course du soufflet 32 et le poir de ÏWensem,ble suspendu à son extrémité. On décrira maintenant en référence à la figure 5, les moyens qui dans cet exemple de réalisation sont montés sur une virole oO du chariot 10 et qui permettent, une fois le chariot position ne sous la pénétration 14, d'accrocher le soufflet 32 et de le tirer vers le bas pour appliquer la bride porte-joints 40 sur la bride supérieure du conteneur et assurer la continuité de l'étanchéité réalise par le soufflet. Dans l'exemple de réalisation décrit ici selon l'invention, les moyens assurant l'accrochage et la traction sur le soufflet consistent en quatre ensembles identiques à celui représenté à la figure 5, étant bien entendu que leur nombre peut varier en fonction de l'effort à exercer pour tirer le soufflet. Chaque ensemble comprend une vis 44 en acier traité, munie d'un embout d'introduction 44' en forme de tronc de cône, l'ex- trémité inférieure de cette vis 44 étant pourvue d'une butée à rotule ou à rouleaux 54 assurant la reprise des efforts axiaux lors du verrouillage décrit ci-après. Chaque vis 44 coopère avec un écrou à rotule 42 prévu sur la bride d'accostage 36. Dans l'exemple de réalisation représenté ici à titre non limitatif, chaque écrou à rotule 42 est encastré dans une embase 5, sa mise en rotation étant empêchée par ledit encastrement, par exemple en forme de 6 pans, en laissant subsister un jeu suffisant assurant une liberté suffisante pour le mouvement de rotule de l'écrou 42.Chaque écrou 42 est appliqué sur l'embase 45 par des ressorts 46 qui exercent une légère pression sur l'écrou permettant de faciliter la prise de la vis 44 lors du début du vissage décrit plus loin. l'embase 45 est montée sur une bride de réglage 48 par l'intermédiaire des dispositifs élastiques, constitués ici par des rondelles ressorts 50, qui ont une double fonction 1 - protéger les réducteurs 52 du mécanisme d'entrainement des vis 44 décrits plus loin, lors de l'arrêt en butée mécanique 2 - assurer la libre dilatation du conteneur tout en restant verrouillé sans introduire de nouvelle contrainte excessive dans le système. La bride de réglage 48 permet, en outre, de positionner l'axe de l'écrou 42 par rapport à l'axe de la vis 44, le chariot servant de gabarit. La vis 44 est entraînée en rotation par un groupe moteur 66, réducteur 52, ce groupe moto-réducteur comportant un système de freinage 80 à déblocage manuel 76. '., ' entraÎnement de la vis 44 est obtenu par l'intermédiaire d'un fourreau 58 claveté sur le réducteur 52, deux rainures et deux clavettes 56 assurant la liaison en rotation entre la vi. 44 et ce fourreau 8. .Ce der- nier est guidé par l'arbre creux du réducteur et il vient en appui sur la blutée - > rotule ou ' rouleau 5'., fI fikée sur la virole 60 du chariot os qui permet d'introduire -ous les efforts axiaux dans le chariot protégeant ainsi le réducteur le fourreau 58 assure le calage angulaire du premier filet de la vis 44 par l'intermédiaire d'une came 62 et d'un dispositif électrique 64, le moteur synchrone 66 assurant le mouvement de rotation.On peut bien entendu utiliser tout autre dispositif d'entrainemen; et de synchronisation permettant d'obtenir une vitesse égale des quatre ensembles identiques, qui dans cet exemple de réalisation, assurent l'accrochage et la traction du soufflet. L'extrémité inférieure de la vis est est fixée par une liaison articulée 68 à l'extrémité de la tige 70 d'un vérin pneumatique ou electrique hydraulique 72, à simple effet, à rappel par ressort 74. On décrira maintenant une opération d'accostage c'est-àdire la traction du soufflet 32 et son accrochage sur la bride supérieure du conteneur pour assurer la continuité de l'étanchéité lors d'un chargement ou d'un déchargement dudit conteneur; a) Le chariot 10 (figure 3) étant positionné sous la pénétration 14 comme décrit ci-dessus, la première opération consiste en un calage angulaire des vis 44. Ce déplacement est obtenu par l'intermédiaire du moto-réducteur tels que 66 - 52 entraî- nant le fourreau 58 b) La seconde opération consiste en une translation des vis 44, afin d'amener chaque vis 44 en contact avec son écrou 42, pour auto-aligner les axes de l'écrou et de la vis, grâce a' -la présence des rotules et des jeux des mécanismes. Cette translation de la vis 44 est obtenue par le vérin 72 c) La troisième opération est la rotation de la vis 44 réalisée par le moto-réducteur 66 - 52, la prise du filet de la vis sur l'écrou 42 s'effectuant automatiquement grâce aux moyens à ressort décrits plus haut et à l'embout conique 44' de la vis a) Enfin la quatrième opération qui a pour but d'exercer la traction sur le soufflet métallique 32 par l'intermédiaire de la bride e a 'accostage 3s et son accrochage sur la bride supérieure du conteneur, s'effectue automatiquement étant donné que ia rotation de la vis 44 engendre la translation de l'écrou 42 et donc celle du soufflet dont l'extrémité inférieure est monte sur la bride 36. Parmi les nombreux avantages apportés par l'invention on peut citer notamment - le fait de n'avoir plus à soulever le conteneur, ce qui accroit la sécurité lors de la manutention et de la réalisa tion de l'étanchéité sous la pénétration ; la suppression du mouvement de soulèvement permettant en outre un gain de temps important pendant l'opération de déchargement - la pénétration est simple, ne comportant aucun système moto risé - le matériel n'est plus soumis à des irradiations importan tes étant donné qu'il est situé loin de la source de rayonne ment; ; - dans le cas d'un séisme, l'étanchéité entre la bride porte joints et le conteneur présente une grande sécurité car les différentes pièces du dispositif sont liées par le système vis-écrou et pas seulement appliquées les unes contre les autres, comme dans la technique actuelle - le prix de revient d'une installation est diminué par rap port à celui d'une installation classique étant donné que les mécanismes d'accostage sont positionnés sur le chariot et que ce dernier peut passer d'une pénétration à une autre sur un site commun, la solution apportée par l'invention comporte donc moins de matériel que les solutions actuelles. Il demeure bien entendu que cette invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation décrit et représenté mais qu'elle en englobe toutes les variantes. REVENDICATIONS 1.- Dispositif d'accostage d'un conteneur de combustible irradié sous une forme de chargement et/ou de déchargement d'une installation nucléaire du type dans lequel le conteneur est positionné sur un chariot que l'on amène sous la pénétration assurant ia liaison entre la fosse de chargement et/ou de déchargement et le hall où est situé ledit chariot, en réalisant un écart minimal entre le conteneur et le plafond dudit hall, la continuité de l'étanchéité entre ladite fosse et le conteneur étant assurée par un soufflet métallique entrainé par un système moteur de fa çon à appliquer son extrémité inférieure pourvue d'une bride porte-joints contre la bride supérieure du conteneur, ce dispositif étant caractérisé en ce que l'écart minimal recherché entre le plafond (P) du hall et la bride supérieure du conteneur (12) est obtenu par un calage dudit conteneur sur son chariot (10) et en ce que les moyens commandant les déplacements du soufflet (32) qui assure l'étanchéité entre le conteneur et la fosse (16) sont placés soit sur le chariot, soit sur le conteneur, soit surine pièce intermédiaire fixée sur le conteneur,un dispositif élastique de rappel assurant le maintien du soufflet dans sa position repos. 2.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le calage du conteneur (12) sur son chariot est réalisé par l'interposition sous ledit conteneur, de cales (28) usinées en fonction du relevé des cotes dudit conteneur. 3.- Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le dispositif élastique maintenant le soufflet en position repos est constitué par le soufflet lui-mEme. 4.- Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le dispositif élastique maintenant le soufflet en position repos comprend des ressorts (38) interposés entre la structure de la pénétration (14) et une bride rigide dite bride d'accostage (36), assurant la liaison de la bride porte-joints (40) avec l'extrémité basse (32') dudit soufflet. 5.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que 9es moyens commandant les déplacements du soufflet (32) sont fixés sur le chariot, en dehors du gabarit du conteneur et chacun de ces moyens comprend : une vis (44) destinée à venir en prise avec un écrou à rotule (42) prévu sur ladite bride d'accostage (36), un moyen, tel que notamment un vérin à air (72), qui entraîne en translation ladite vis (44) pour l'amener au contact de l'écrou et un groupe moto-réducteur (66 - 52) assurant la rotation de la vis et la translation dudit écrou afin d'accrocher le soufflet et de le tirer vers le bas pour appliquer la bride porte-joints (40) sur le conteneur et assurer l'étanchéité, le retour dans la position initiale se faisant à l'aide des mêmes mécanismes et du dispositif élastique de rappel du soufflet. 6.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'on prévoit sur la bride assurant la liaison de la bride porte-joints (40) avec la partie inférieure (32') du soufflet, quatre écrous à rotule (42) coopérant avec quatre vis (44) pour engendrer l'effort de traction sur le soufflet. 7.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chacun des écrous (42) repose sur une embase (45) solidaire de la bride d'accostage et il est immobilisé en rotation par un encastrement avec jeu, ledit écrou étant appliqué sur ladite embase par des ressorts (46) exerçant sur l'écrou une pression suffisante pour faciliter la prise de la vis lors du début du vissage. 8.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'embase (45) supportant l'écrou est montée sur une bride de réglage (48) par l'interré- diaire de moyens élastiques, tels que des rondelles ressorts (50) afin de protéger le réducteur lors de l'arrêt en butée mécanique et de permettre une libre dilatation du conteneur tout en restant verrouillé. 9.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque vis (44) est entraînée en rotation par le moto-réducteur (66 - 52) par l'intermédiaire d'un fourreau (58), en appui sur une butée à rotule (54) fixée sur le chassis (60) du chariot, ledit fourreau assurant en outre le calage angulaire du premier filet de la vis par l'intermédiaire d'une came (62) et d'un dispositif électrique (54).