Brevet FR2495734A1 — publié le 19820611

Dispositif de support orientable pour une piece de grande dimension en forme de calotte sphérique L'invention concerne un dispositif de support orientable pour une pièce de grande dimension en forme de calotte sphérique sur laquelle on effectue des opérations telles que des soudages ou des rechargements. Au cours de la fabrication des cuves de réacteurs nucléaires à eau sous pression, il est nécessaire d'effectuer certaines opérations d'usinage ou de soudage sur les fonds inférieurs ou supérieurs de ces cuves constitués par des calottes sphériques de grandes dimensions et de masse importante. Par exemple, il est nécessaire d'implanter des tubes d'instru- mentation dans le fond inférieur de la cuve et des adaptateurs de mécanis- mes de barres de commande dans-le fond supérieur de celle-ci, des trous de passage de ces tubes ou adaptateurs étant prévus dans les fonds sphériques de la cuve. L'implantation de ces éléments nécessite un soudage du tube ou de l'adaptateur sur le fond sphérique à l'endroit o l'on réalise la traversée. Il n'est pas possible cependant de souder le tube directement sur le fond sphérique et il est nécessaire de réaliser un dépôt relative- ment épais d'un métal de jonction dans les parties du fond sphérique entou- rant la traversée. On usine donc des lamages ayant des profils déterminés et l'on dépose dans ceux-ci une couche constituée par un alliage de nickel de faible épaisseur. Ce rechargement localisé du fond sphérique appelé beurrage ne peut être réalisé dans de bonnes conditions que si le dép8t est effectué dans une position de soudage habituelle. Ce soudage ou ce rechargement peut se faire par exemple à plat ou en corniche. La répartition des lamages dont on veut assurer le beurrage sur la face intérieure de la calotte sphérique nécessite une modification de l'orientation de cette calotte suivant lazone dans laquelle se trouve le lamage sur lequel on opère. On a donc proposé de placer la calotte sphérique sur un disposi- tif de manutention constitué par une table tournante et inclinable dont on fait varier les positions au fur et à mesure du déroulement des opérations de beurrage sur les différents lamages. Pour cela, on fixe la calotte sphé- rique sur le plateau du dispositif par l'intermédiaire d'une jupe tronconi- que fixée à la calotte et au plateau sur lequel elle repose. Les fonds sphériques des cuves de reacteurs nuclaires ayant des masses très importantes et les couples de basculement pour obtenir toutes les positions de travail étant très élevés, il est nécessaire d'utiliser des dispositifs de manutention ou positionneurs de grande puissance. Il est par exemple nécessaire, dans les cas des fonds sphériques des curves de réacteurs nucléaires construits actuellement de disposer de position- neurs capables de développer un couple de 50 tonnes/m au mininam. D'autre part, il est nécessaire de disposer dans un atelier de fabrication de cuves de réacteur nucléaire, d'un assez grand nombre de posirionneurs, pour éviter la saturation de ces installaiions sur lesquel- les les fonds sphériques doivent séjourner pendant une période relativemerit longue pour réaliser toutes les opérations de soudage et de rechargement nécessaires. Le but de 'inventi.en est donc de proposer un dispositif de support orientable pour une piece de grande dassaension en forme de calotte sphérique sur laquelle on effectue des op'rations telles quea des soudages ou rechar- gements, qui soit d'une réalistion simple et peu couteuse et qui permette un maintien enr. position des pièces e 5remement sur, quelle que soit ltorien- tation de celles-ci. Dans ce but, le dispositif de support suivant l'invention comporte: - une structure d'appui en forme de tronc de pyramide à bases polysgonales constituée par des profiles métalliques soudés entre eux, disposes suivant la direction des arêtes du tronc de pyramide et ménageant au moins cinq faces d'appui dont l'une correspond à la petite base du tronc de pyramide et les autres aux faces latérales de celui-ci, - une couronne de support et de fixation de la calotte sphériîue ccmportant ces moyens de centrage et de fixation de cette calotte sur la couronne, - et une structure de jonction assurant une liaison rigide entre la grande base de la structure d'appui et la couronne de support de façon que la hauteur du tronc de pyramide constituant la structure d'appui soit confondue avec ilaxe de la couronne de support, c'est-àadire la droite perpendiculaire a cette couronne et passant par son centre, la calotte sphérique placée sur la couronne de support avec son axe dirigé suivant l'axe de cette couronne et sa partie convexe dirigée vers la structure d'appui pouvant tre orientée différemment en faisant reposer le dispositif de support sur une surface horizontale, par l'intermédiaire de ses différentes faces d'appui. Afin de bien faire comprendre l'invention, on va maintenant décrire à titre d'exemple non limitatif, en se référant aux figures jointes en annexe, un mode de réalisation d'un dispositif de support suivant l'invention utilisable dans un atelier de fabrication de cuves de réacteurs nucléaires à eau sous pression. La figure 1 représente le dispositif de support dans une vue en perspectivece dispositif de support reposant sur le sol de l'atelier par l'intermédiaire d'une des faces latérales du tronc de pyramide. La figure 2 représente une vue de dessus du dispositif de support reposant sur le sol par l'intermédiaire de la petite base du tronc. de pyramide. La figure 3 représente une vue en coupe suivant AA de la figure 2. Sur les figures 1 - 2 et 3, on voit la structure d'appui 1 du dispositif de support, constituée par un ensemble de cornières soudées les unes aux autres et dirigées suivant des arêtes d'un tronc de pyramide à bases carrées dont la petite base 2 constitue une surface d'appui matéria- lisée par une tôle plane soudée aux cornières disposées suivant les c8tés de la petite base du tronc de pyramide. La structure 1 comporte d'autre part 4faces latérales trapézoi- dales qui sont également des faces d'appui de cette structure et du disposi- tif de support. Sur la figure 1, le dispositif de support a été représenté dans une position o la face d'appui est une des faces latérales. Suivant les côtés non parallèles entre eux de ces faces laté- rales sont disposées des cornières 4 - 5 - 6 et 7 reliant les cornières constituant la petite base aux cornières telles que 8 et 9 constituant la grande base de la structure d'appui-en forme de tronc de pyramide. Sur chacun des couples de cornières tels que 8 et 9, est d'autre part fixée une cornière de renfort 10 constituée par une tale pliée et soudée portant trois faces planes telles que 10A - lOB et 10C pour le rend fort 10. 4 pièces de renfort analogues à la pièce de renfort 10 sont fixées à chacun des angles de la grande base de la structure d'appui 1. Les différentes faces des pièces de renfort analogues à la pièce 10, permettent le raccord entre la base carrée de la structure d'appui 1 et une ceinture prismatique 11 à base octogonale. La ceinture Il est fixée par soudage.sur les pièces de renfort 10. Cet ensemble 10 - Il constitue la structure de jonction entre la grande base de la structure d'appui et une couronne 12 servant au support et à la fixation de la calotte sphérique. La section droite de la ceinture prisma- tique 11 inscrit le périmètre intérieur circulaire de la couronne 12. -4 2495734 Sur la ceinture prismatique 11 sont fixées des oreilles de manu- tention 14 permettant le transport et le déplacement d'une position d'appui à une autre du dispositif de support. La structure d'appui 1 possède une grande rigidité grace à deux entretoises 15 - 16 disposées perpendiculairement l'une à l'autre, l'entre- toise 15 étant soudée aux cornières 4 et 6 et l'entretoise 16 aux cornières et 7. Les entretoises sont elles-mêmes renforcées par des cornières telles que 27 - 21 - 29. La couronne de support 12 est fixée par soudage à la partie supé- rieure des entretoises 15 et 16. La couronne 12 est par ailleurs fixée par soudage sur la partie supérieure de la ceinture prismatique 11. La couronne 12 comporte des moyens de centrage et de fixation du fond sphérique 18 représenté sur la figure 3, en position sur son support. Les moyens de centrage sont constitués par des taquets 19 fixés sur la couronne 12 par l'intermédiaire de pièces de renfort 20 soudées sur celleci et d'une plaque entretoise 30 soudée à la face 1OB du renfort 10 correspondant. Les taquets 19a - 19b - 19c et 19d sont placés de façon symétri- que par rapport-à l'axe du dispositif de support qui se confond avec la hauteur du tronc de pyramide constituant la structure d'appui et avec l'axe de la couronne 12, c'est-à-dire la droite perpendiculaire à cette couronne passant par son centre. Lorsque la calotte sphérique 18 est en position sur le dispositif de support comme représenté à la figure 3, l'axeZ - Z' de cette calotte sphérique se confond avec l'axe de dispositif de support. Pour obtenir le centrage de la calotte sphérique 18, on utilise des vis de centrage 21 placées chacune dans un trou taraudé 22 ménagé dans le taquet 19 et en contact par son extrémité interne avec le support 23 de la jupe 24 fixée sur le fond sphérique 18. D'autre part, des trous 25 sont ménagés sur la couronne 12 et lorsque le centrage du fond sphérique 18 est réalisé, les trous correspon- dant ménagés dans le support 23 viennent en concordance avec les trous 25. On peut alors fixer la calotte sphérique 18 sur la couronne 12 grace à des boulons engagés dans les trous venus en concordance, ou encore grace à des goupilles se substituant aux boulons. Pour orienter la calotte sphérique 18 dans une direction permet- tant d'effectuer le beurrage des laniages pratiqués dans une zone particu- lière de la surface intérieure de cette calotte, il suffit de placer le dispositif de support en appui sur le sol de l'atelier par l'intermédiaire d'une des faces d'appui de la structure en forme de tronc de pyramide choisie spécialement pour réaliser le rechargement dans de bonnes condi- tions. En effet, l'inclinaison des faces du tronc de pyramide les unes par rapport aux autres est choisie de façon qu'à la position d'appui sur chacune de ces faces corresponde une mise en position du fond sphérique adéquate pour réaliser le beurrage des lanages dans une partie du fond. En mettant en appui le dispositif de support par l'intermédiaire de chacune des faces d'appui successivement, on peut réaliser le beurrage de l'ensemble des lamages pratiqués dans la surface intérieure du fond sphérique 18. Le changement de position du dispositif de support peut être réalisé grace à un pont roulant, l'élingage de la structure pouvant être obtenu grace aux oreilles de manutention 14. Pour effectuer les opérations de beurrage des lamages, il peut être nécessaire de préchauffer le fond sphérique et de lui faire subir certains traitements thermiques. On a donc fixé sur la structure d'appui des rampes de chauffage à gaz courbes 26 permettant de chauffer le fond sphérique du côté de sa face convexe dirigée vers la structure d'appui. On voit que les principaux avantages du dispositif selon l'inven- tion sont une grande simplicité de réalisation et d'utilisation qui permet de réduire les investissements et le coût de fabrication des composants de cuves de réacteurs nucléaires, ainsi qu'une grande sécurité lors des opérations réalisées sur le fond sphérique, puisque les différentes posi- tions en orientation sont totalement stables. Un nombre suffisant de ces dispositifs simples et bon marché dans un atelier de fabrication de cuves de réacteurs nucléaires permet ainsi d'éviter en partie ou mAme complètement, l'utilisation de dispositifs de manutention plus complexes et d'un prix de revient plus élevé. Mais l'invention ne se limite pas au mode de réalisation qui vient d'être décrit, il en comporte au contraire toutes les variantes. C'est ainsi que l'on peut imaginer une structure de jonction entre la structure d'appui et la couronne de support différente dans sa forme de celle qui a été décrite. On peut imaginer un raccord entre c.ette structure et la couronne par l'intermédiaire d'une surface différente d'une surface prismatique à section octogonale. 6;2495734 La structure d'appui en tronc de pyramide peut être à bases carrées rectengulaires, ou pol!gonales vee un nombre de ests,?elconoe, On peut également iLnaginer l'utilisation dae pofilds de section quelconque pour constituer la structure d'appui 1. On peut également imaginer a:-.tre-. no-yens'de centrage et de fixa- tion du fond sphérique sur la couronne ae ceux qui c,n: eté décrits. Le fond sphdrique peu:. reposer sur la doucnn de 'upot non seule- menL par uti:lerme iaire e-?ure jupe tr;:zoniî-' 24 at dtne sel.le d'appui 23. mais encore par i intermdia.re d'tu displ.tif d1appui qCe!Eo2re ou el9eore direzte.mievt, sans dis-ositif dîappui interm 5ciai s ?on pr2évoit une surface d'appuie foisr voeuiue sur l! ouronne e support. Au lieu de ramp-g de -chmafag a gaz o-n peut uti!pserr pour le préchauffage du fond sphdrique, des aoyens de chauffage.l crieues dune forme adaptée à la surface extdrieure codvee de la cal.o.. shrif.'e -2495734 REVENDICATIONS 1. Dispositif de support orientable pour une pièce (18) de grande dimension en forme de calotte sphérique sur laquelle on effectue des opé- rations telles que des soudages ou rechargements, caractérisé par le fait qu'il comporte: - une structure d'appui (1) en forme de tronc de pyramide à bases polygo- nales constituée par des profilés métalliques (4 - 5 - 6 7 - 8 - 9) soudés suivant la direction des arêtes du tronc de pyramide et ménageant au moins cinq faces d'appui dont l'une correspond à la petite base du tronc de pyramide et les autres aux faces latérales de celui-ci, une couronne de support et de fixation (12) de la calotte sphérique (18) comportant des moyens (19 - 25) de centrage et de fixation de cette calotte (18) sur cette couronne (12), - et une structure de jonction (10 11) assurant une liaison rigide entre la grande base de la structure d'appui (1) et la couronne de support (18) de façon que la hauteur du tronc de pyramide constituant la structure d'appui (1) soit confondue avec l'axe de la couronne de support (12), c'est-à-dire la droite perpendiculaire à cette couronne passant par son centre, la calotte sphérique (18) placée sur la couronne de support (12) avec son axe dirigé suivant l'axe de cette couronne et sa partie convexe dirigée vers la structure d'appui (1) pouvant être orientée différenoet en faisant reposer le dispositif de support sur une surface horizontale, par l'intermédiaire de ses différentes faces d'appui. 2. Dispositif de support orientable suivant la revendication 1 carac- térisé par le fait que le tronc de pyramide constituant la structure d'appui est à base carrée. 3. Dispositif de support orientable suivant l'une quelconque des reven- dications 1 et 2 caractérisé par le fait que la structure de jonction com- porte une ceinture polygonale (11) se raccordant par soudage à la couronne de support et de fixation (12) de la calotte sphérique (18). 4. Dispositif de support orientable suivant la revendication 3 caracté- risé par le fait que la ceinture polygonale (11) a une section droite constituée par un octogone inscrivant le périmètre intérieur de la couronne de support et de fixation (12). 5. Dispositif de support orientable suivant l'une quelconque des reven- dications 1 - 2 - 3 - 4 caractérisé par le fait que la calotte sphérique (18) est solidaire d'une structure de soutien comportant une jupe tronconi- que (24) de màme axe que la calotte sphérique et. des surfaces planes (23) solidaires de la jupe tronconique (24) et que la fixation de la celotte sphérique (18) sur la couronne de support (12) est assurée par des boulons ou goupilles introduites dans des trous de la surface d'appui (23) de la calotte sphérique (1) et de la couronne (M) mis en concor- dance par des moyens de centrage (12) constitués par des vis engagés dans des trous taraudés prévus dans des pièces de centrage portées par la couronne de support (12) et disposés symétriquement par rapport à l'axe de cette couronne de support.