Brevet FR2495816A1 — publié le 19820611

La présente invention concerne une machine pour le contrôle des équipements internes d'un réacteur nucléaire, lorsque ceux-ci sont stockés dans la piscine du réacteur. Elle s'applique plus particulièrement au con- tr8le par ultra-sons de la plaque supérieure du coeur. Dans la cuve d'un réacteur nucléaire à eau sous pression les as- semblages combustibles sont surmontés par un ensemble d'équipements inter- nes, souvent appelés "internes supérieurs", et qui comportent une plaque support supérieure et une plaque inférieure reliées par des colonnes entre- toises. On trouve également, entre les deux plaques.,des tubes guides des grappes de contrôle qui sont suspendus à la plaque support supérieure et qui reposent sur la plaque inférieure sur laquelle ils sont maintenus par des broches élastiques. La plaque inférieure, qui constitue aussi la plaque su- périeure du coeur proprement dit, comporte en saillie sur sa face inférieure des broches de centrage qui viennent sengager dans des parties correspondan tes de l'extrémité supérieure des assemblages combustibles pour assurer leur maintien en position. Pendant les périodes de rechargement du réacteur, il est nécessai- re d'enlever les équipements internes supérieurs pour avoir accès au com- bustible. Ces équipements sont radio-activement contaminés, et doivent être stockés sous eau dans la piscine pendant les opérations de rechargement ou de permutation du combustible. il est-prévu pour cela un stand support cons- titué par une bride circulaire qui repose sur le fond de la piscine par qua- tre pieds. Pour permettre de disposer d'une hauteur d'eau suffisante au- dessus de la plaque supérieure, et assurer la protection radiologique sans pour cela accroître exagérément le volume de la piscine, le stand support est situé dans une partie plus profonde de la piscine, formant une fosse de surface relativement faible. La plaque support supérieure des internes supérieurs vient reposer en position de stockage sur la bride circulaire de ce stand, et la plaque inférieure vient alors à très petite distance du fond de la fosse plus profonde de la piscine. Il est particulièrement utile de profiter du temps d'arrêt du ré- acteur pour rechargement, pour contrôler en même temps les internes supé- rieurs en position de stockage sur le stand, et en particulier contrôler l'état de la face inférieure de la plaque inférieure pour vérifier l'état de la plaque proprement dite, des pions de centrage des assemblages, ou des broches élastiques des tubes guides des grappes de contr8le. Mais ces opérations de contrôle sont difficiles en raison en particulier de la fai- ble place disponible entre la plaque inférieure et le fond de la fosse de la piscine, et en raison en outre de ltexigurté de cette fosse de plus forte profondeur. Enfin, pour ne pas allonger la durée des opérations de rechargement, et donc l'arrêt du réacteur, il est nécessaire de ne pas avoir à utiliser trop longtemps pour des opérations auxiliaires la machine de rechargement prévue pour se déplacer au-dessus de la piscine. La présente invention permet la réalisation d'une machine auto- nome, adaptée au travail sous la plaque inférieure, et qui n'entraine pas nécessairement l'usage de la machine de chargement. L'invention concerne une machine pour le contrôle des équipements internes d'un réacteur nucléaire, lorsque ceLx-ci sont stockés dans la pis- cine du réacteur, en utilisant des appareils de contrôle qui doivent ?tre présentés en des emplacements prédéterminés selon un maillage zrégulier sous la plaque inférieure -le l'ensemble des équipemenLts. Selon lVinvention la machine comporte: - un premier chariot longitudinali monté sur des rails reposant au fcnd de la pscine et disposés sous le support de stockage des équipements internes avec des moyens de mise en déplacement par pas fixes et d'immobilisation sur les rails, - une poutre tra;lsversale portée par le premier chariot, et mobile sur celui- ci selon miune direction perpendiculaire à celle du déplacement du chariot, - un deuxième chariot transversal équipé des appareils de contrôle, porté par la poutre et mobile sur celle-ci dans la mRe-v direction que celle du dé- placement de la poutre sur le premier chariot, - des moyens de mise en déplacement par pas fixes de la poutre sur le pre- mier chariot, - des moyens pour engendrer un mouve1ment du deuxième chariot sur la poutre à partir du mouvement de la poutre sur le premier chariot. Selon une forme préférentielle de réalisation de l'invention, les moyens pour engendrer un mouvement du deuxième chariot sur la poutre à par- tir du mouvement de la poutre sur le premier chariot comportent une chaine formant une boucle par fixation de chacune de ses extrémités sur chacune des extrémités du deuxième chariot, après renvoi sur deux roues solidaires des extrémités de la poutre, le brin de la boucle opposé au deuxième chariot étant rendu solidaire d'un point fixe lié au châssis du premier chariot. L'invention sera mieux comprise en se référant à un mode de réali- 2 4 9 5 8 16 sation particulier donné à titre d'exemple et représenté par les dessins annexés. Les figures 1 et 2 sont des vues d'ensemble qui illustrent la mise en place de la machine de contrôle dans la piscine du réacteur. La figure 1 est une coupe de la piscine selon I-I de la figure 2 pendant la mise en place de la machine; la figure 2 est une vue de dessus après l'opération de mise en place. La figure 3 représente la machine sur des rails supports, prête à fonctionner. La figure 4 reproduit partiellement la figure 3, et montre plus particulièrement l'alimentation des différents organes hydrauliques, et les possibilités de déplacement du chariot porte-outils. La figure 5 est une coupe transversale de la machine selon V-V de la figure 3. La figure 6 est une vue de dessus du vérin de déplacement de la poutre. La figure 7 est une coupe selon VII-VII de la figure 6. La figure 8 est une vue de détail d'un galet moteur de déplace- ment, selon VIII-VIII de la figure 3. La figure 9 est une coupe selon IX-IX de la figure 3. Les figures 10 et 11 représentent, respectivement en élévation latérale avec coupe partielle et en vue de dessus, le chariot porte-outils proprement dit, isolé du reste de la machine. En se référant tout d'abord aux figures 1 et-2, on reconnattra la cuve 1 d'un réacteur nucléaire, couvercle enlevé pour une opération de chargement ou déchargement, et affleurant au fond de la piscine de protec- tion 2. Les équipements internes supérieurs 3 de la cuve ont été extraits de celle-ci, et sont stockés dans une partie plus profonde 4 de la piscine 2. La fosse 4 est de section sensiblement trapèzoldale. Les équipements in- ternes reposent, par leur plaque supérieure 5, sur la bride circulaire 6 dt stand support, qui repose elle-même sur le fond de la fosse 4 par les qua- tre pieds 7. Pour clarifier la figure 2, on a supposé sur celle-ci que les équipements internes ont été enlevés du stand 6-7. On voit sur ces figures le peu de place disponible entre le fond de la piscine et la plaque infé- rieure 8 des équipements, et la difficulté d'y amener et d'y positionner des outils de contr8le comme par exemple des traducteurs à ultrasons. La machine selon l'invention est ici visible en 10, selon un tra- cé très simplifié. Sur la figure 1 la machine 10, en cours d'amenée au pos- 24958 1 6 te de travail, est suspendue au câble Il d'un treuil porté par le pont polaire du bâtiment, ou tout autre moyen de levage. Sur la figure 2 la machine 10 est en position sur ses rails 14 au fond de la piscine. On se référera maintenant plus spécialement aux figures 3, 4 et 5, qui montrent à plus grande échelle la structure de la machine de con- trôle 10. Celle-ci est constituée par un premier chariot, désigné globa- lement par 16, mobile en translation sur les rails 14 eux-mêmes position- nés par rapport aux pieds 7 du stand au moyen de cales entretoises 17. Les rails 14, mieux visibles sur la figure 8, comportent une partie centrale à crémaillère 15 entourée de deux parties lisses. Les rails 14 sont soli- darisés par des vis 18 sur des patins d'appui 19, eux-mêmes mis à niveau par rapport au fond de la piscine par des vis vérins réglables 20. Le chariot 16 est constitué par deux poutres caissons 22, entre- toisées aux extrémités par des traverses 23 et dans la partie centrale par des nervures telles que 24. Le chariot 16 repose sur les rails 14 par deux galets moteurs 26 et deux galets porteurs 27. Les galets moteurs 26, comme on le voit mieux sur le détail de la figure 8, comportent deux roues à bou- dins 28 enserrant une roue dentée 29 en prise avec la crémaillère centrale des rails 14. Les deux galets moteurs 26 sont entraînés simultanément, par l'intermédiaire de cardans 30, à partir d'un bloc moteur central 32 porté par le châssis du chariot 16. Le bloc 32 est un ensemble pignon-cré- maillère entrainé par un vérin hydraulique à double effet 33. La course du vérin 33, dans un sens comme dans l'autre, est dé- terminée en fonction des dimensions du système pignon-crémaillère, et en fonction du diamètre primitif de la roue dentée des galets 26, de telle sorte qu'une course complète du vérin corresponde à un déplacement du cha- riot 16 sur les rails 14 égal au pas des broches élastiques des guides de grappes sur la plaque inférieure 8. Le système moteur comporte également un embrayage 35, commandé par un vérin hydraulique 36, permettant l'en- trainement positif des cardans 30 par le système pignon-crémaillère 32, ou au contraire une course neutre de retour du vérin 33 sans entraîner le cha- riot. On verra encore (figure 8) que chaque galet moteur 26 est muni d'un frein à disque constitué par un disque 38 qui passe entre les mâchoires fixes et mobiles 39 d'un vérin hydraulique frein 40. Les galets porteurs 27, sans roue dentée, ne prennent appui que sur les flasques lisses des rails. L'alimentation hydraulique des deux entrées du vérin moteur 33, de l'embrayage sélectif 35 et des deux freins 40 est représentés s:hémati- 24958 16 quement sur la figure 4, et est sous la dépendance cPun bloc distributeur 42; selon le sens désiré de déplacement du chariot 16, le vérin 36 de l'embrayage 35 est mis en action en même temps que l'alimentation de l'une ou l'autre des entrées du vérin 33, et par ailleurs les galets 26 sont im- mobilisés par l'action des vérins freins 40 dès que l'on commande le dé- brayage par le vérin 36. En revenant plus particulièrement sur les figures 3 et 5, on ver- ra que sur chaque membrure 22 du chariot 16 sont soudés trois paliers sup- ports 44 pour des galets fous 45 en porte-à-faux vers l'intérieur du cha- riot. Les galets 45 servent de chemins de roulement à une poutre transver- sale désignée globalement par 46, et constituée par deux membrures en I 47 entretoisées à chaque extrémité par une traverse 48. L'une des membru- res 47 supporte en porte-à-faux une cornière 49. Le déplacement transversal de la poutre 46 sur le chariot 16 est assuré par un vérin hydraulique à double effet 51, dont le corps est arti- culé en 52 sur un support 53 fixé à la membrure 22. L'extrémité de la tige 54 du vérin 51 est supportée par un galet fou 55 roulant librement sur la face supérieure de la membrure 22. La tige 54 supporte aussi un vérin hy- draulique frein 57 dont les mAchoires enserrent l'aile libre de la cornière 49. Cette même aile de la cornière 49 est également prise entre les mâchoi- res d'un autre vérin-hydraulique frein 58 directement fixé sur la membrure 22. Ici encore l'alimentation hydraulique des deux entrées du vérin moteur 51, du vérin frein mobile 57 et du vérin frein fixe 58 est représen- tée schématiquement sur la figure 4, et est sous la dépendance d'un bloc distributeur 60. Selon le sens désiré du déplacement de la poutre 46, on provoque le serrage du vérin 57 et on relache le vérin d'immobilisation 58 en même temps qu'on alimente par l'entrée voulue le vérin 51; pendant la course retour, avec le vérin 57 relâché et le vérin 58 en position de ser- rage, aucun mouvement n'est alors transmis à la poutre 46. Le chariot porteur des appareils de contrôle prqrement dits, dési- gné globalement par 61, est représenté plus en détail aux figures 10 et 11 comme s'il était isolé du reste de la machine. On le verra par contre aux figures 3 et 5 en position sur le reste de la machine support. Le chariot 61 est constitué par un chassis rectangulaire 62 muni de quatre galets por- teurs fous 63. Les galets 63 sont engagés et emprisonnés dans les ailes in- térieures des membrures 47 de la poutre 46. Les appareils de contrôle qui sont ici représentés par des tra- ducteurs à ultra-sons 65, sont montés par paire sur un système articulé à parallélogramme 66, déformable sous l'action du vérin 67. Le chariot 61 porte également deux vérins de centrage 68. Le chariot 61 est mis en mouvement par rapport à la poutre 46 au moyen d'une chaine 71 dont chaque extrémité est fixée à l'extrémité du châssis 62 du chariot. La chaine ainsi bouclée passe sur deux roues de renvoi 72 portées respectivement par chacune des traverses 48 d'extrémi- té du chariot 46, comme on le voit sur la figure 9. En outre la chaine 71 est solidarisée, par un élément du brin inférieur de la boucle, avec un point fixe 73 porté par une traverse du chariot 16. Les câbles électriques d'alimentation des traducteurs à ultrasons arrivent sur le chariot longitudinal 16 jusqu'au centre d'une goulotte 80 reliant les deux entretoises dCextrémité 23 du chassis 16. La goulotte 80 sert de support à ^nJe boucle trainarite 81 de câble dont l'extrémité mobile est fixée à un eaptear 82 solidaire du chariot 62 et mobile avec lui. Pour effectuer un contr3le de la face inférieure de la plaque 8 en position d'attente sur le stand 6?7, et en particulier pour contrôler l'état des broches élastiques qui y débouchera, on descend d'abord la ma- chine réalisée selon l'invention sur ses rails 14 au-delà de la zone cou- verte par la bride 6, tous les câbles ou tuyauteries d'alimentation élec- trique et hydraulique etant déjà liés à la machine 10. Toutes les opéra- tions ultérieures de contrôle seront alors réalisées en temps masqué par rapport aux autres operaesions de chargement ou déchargement du coeur. L'ensemble de la rachine sera d'abord calé en position de référen- ce en amenant le chariot surdas butées positionnées avec précision à l'ex- trémité des rails 14. Par une succession de cycles de commande du vérin 33s de blocage des galets 26, débruyage et retour du vérin, on amène le chariot 16 en position longitudinale deésiree, les commandes cycliques pouvant faci- lement être automatisées par programmeur. De même par une succession de cy- cles de commande du vérin 31, blocage du frein 58, relâchement du vérin 57 et retour du vérin on amènera la poutre 46 et plus particulièrement le cha- riot porte-outils 61 en position transversale désirée, les commandes cycli- ques pouvant là encore facilement être automatisées par programmeur. On notera que dans le déplacement transversal le système à chaine 71 joue le rôle de multiplicateur, puisque pour chaque course du vérin 51 le chariot 62 se déplace par rapport à la poutre 36 d'une même distance que le dépla- cement de la poutre 46 par rapport au chariot 61, c'est-à-dire qu'en défi- nitive le déplacement transversal total du chariot 61 est le double de la 24958 16 course du vérin 51. Lorsque le chariot 61 est amené en position convenable on ali- mente les vérins de centrage 68 qui viennent alors s'engager sur les bro- ches de centrage 85 faisant saillie en-dessous de la plaque 8. Le posi- tionnement étant alors assuré avec une grande précision, on peut amener, par manoeuvre du vérin 67, les outils 65 au contact des broches 86 à con- trôler. Après vérification des deux broches élastiques d'un tube-guide le chariot porte-outils 61 peut être déplacé d'un pas dans une direction ou dans une autre pour procéder au même examen pour le tube guide suivant. On observera que la machine ainsi réalisée constitue un ensem- ble particulièrement compact et de très faible hauteur totale, facile à amener sous la plaque 8, et permettant cependant de balayer la totalité de la surface inférieure de cette plaque. La figure 4 représente en sim- ples silhouettes en traits mixtes deux positions excentrées du chariot porte-outils 61. Bien entendu l'invention n'est pas strictement limitée au mode de réalisation qui a été décrit à titre d'exemple, mais elle couvre également les réalisations qui n'en différeraient que par des détails, par des va- riantes d'exécution, ou par l'utilisation de moyens équivalents. C'est ainsi que selon la nature des outils de contr8le que l'on veut disposer sur le chariot porte-outils, le dispositif support direct de ces outils pour- rait être modifié, et même ne pas comporter de dispositif à parallélogram- me si les outils peuvent travailler à une certaine distance de la plaque. 24958 16 REVENDICATIONS 1.- Machine pour le contr8le des équipements internes d'un réa- cteur nucléaire, lorsque ceux-ci sont stockés dans la piscine du réacteur, , en utilisant des appareils de contr8le qui doivent être présentés en des emplacements prédéterminés selon un maillage régulier sous la plaque inférieure de l'ensemble des équipements, caractérisée par le fait qu'elle comporte, - un premier chariot longitudinal (16), mobile sur des rails (14) reposant au fond de la piscine et disposés sous le support (6- 7) de stockage des équipements internes, avec des moyens (26-32-33) de mise en déplacement par pas fixes/d'immobilisation sur les rails, - une poutre transversale (46) portée par le premier chariot (16) et mobile sur celui-ci en direction perpendiculaire à celle du déplacement du chariot (16), - un deuxième chariot transversal (61) équipé des appareils de contrôle (65) porté par la poutre (46) et mobile sur celle-ci dans la même direction que celle du déplacement de la poutre (46) sur le premier chariot (16), - des moyens (51, 57, 58) de mise en déplacement par pas fixes de la poutre (46) sur le premier chariot (16), - des moyens (71, 72, 73) pour engendrer un mouvement du deuxième chariot (61) sur la poutre (46) à partir du mouvement de la poutre (46) sur le pre- mier chariot (16), - 2.- Machine selon revendication 1, caractérisée par le fait que les moyens pour engendrer le mouvement du deu- xième chariot (61) sur la poutre (46) à partir du mouvement de la poutre (46) sur le premier chariot (16), comportent une chaine (71) formant une boucle par fixation de chacune de ses extrémités sur chaque extrémité du deuxième chariot (61), après renvoi sur deuK roues (72) solidaires des extrémités (48) de la poutre, le brin de la boucle opposé au deuxième chariot (61) étant rendu solidaire d'un point fixe (73) lié au châssis du premier chariot (16). 3.- Machine selon revendication 1, caractérisée par le fait que le déplacement du premier chariot (16) sur ses rails (14) est assuré par pas fixes au moyen de galets moteurs (26) à roue dentée (29) conjuguée avec une crémaillère (15) liée aux rails (14), à par- tir de la course fixe d'un vérin hydraulique (33) entainant les galets (26) par l'intermédiaire cun système à pignon-crémaillère (32)-et d'un embrayage (35) couplé avec un frein (39, 40) des galets. 4.- Machine selon revendication 1, caractérisée par le fait que le déplacement de la poutre (46) sur le premier 24958 16 chariot (16) est assuré par pas fixes à partir de la course fixe d'un vérin hydraulique (51) porté par le chariot (16) et entraînant un élément (49) solidaire de la poutre (46) par l'intermédiaire d'une pince munie d'un sys- tème (57) de serrage etdesserrage couplé à celui (58) d'une pince sembla- ble d'immobilisation de la poutre (46) sur le chariot (16). 5.- Machine selon revendication 1, caractérisée par le fait que les déplacements, du premier chariot (16) sur les rails (14), de la poutre transversale (46) sur le premier chariot (16) et du deuxième chariot (61) sur la poutre (46), sont tous les trois réali- sés pratiquement dans le même plan horizontal.