Brevet FR2494485A1 — publié le 19820521

La présente invention concerne un module d'intervention à l'inté- rieur d'une cuve de réacteur nucléaire, et plus particulièrement à l'inté- rieur d'une cuve de réacteur à eau pressurisée lorsque celle-ci a été au moins partiellement vidée de ses composants internes. Lors des arrêts d'un réacteur, pour rechargement ou pour visite de contrôle systématique de la cuve, il peut être reconnu nécessaire de de- voir intervenir à Ilintérieur même de la cuve, par exemple pour un examen précis du revêtemextdes parois ou des tubulures de raccordement du circuit primaire, ou encore pour procéder à des retouches de polissage, de soudure, ou de rechargement local. Lorsque le réacteur a déjà fonctionné, la cuve est évidemment fortement radioactive, ce qui interdit l'accès normal à l'in térieur de celleci. Jusqu'à présent de tels examens ne pouvaient être réalisés que pa caméras de télévision télécommandées, et les interventions auraient exigé l'utilisation d'outillages également télécommandés, avec contrôle du travai par ces mêmes caméras. Le positionnement précis de tels outillages dans la cuve, à partir d'une plateforme au-dessus du niveau supérieur de la piscine pose de tels problèmes techniques qu'on a pratiquement dû renoncer à de teL appareils. En outre ces outillages, plus ou moins automatisés, devraient être programmés à l'avance, ce qui par exemple pour des opérations de polis. sage avec reprise minimale de métal, est difficilement réalisable lorsque l'on travaille sur des revêtements qui ne peuvent pas présenter une géométr: précise et constante. On pourrait encore envisager de faire descendre un opt rateur dans la cuve, mais la lourdeur del'équipement de protection qui lui serait nécessaire rendrait impossible tout travail de précision. La présente invention permet la réalisation d'un module polyvalent autorisant, à l'intérieur d'une cuve devenue raïo-active, les principales opérations de vérification et d'entretien sous la dépendance et le contrôle direct d'un opérateur, et sans gêne pour celui-ci. L'invention s'applique à un module d'intervention à l'intérieur de la cuve d'un réacteur nucléaire, destiné à être utilisé lorsque le cou- vercle de la cuve est enlevé ainsi qu'une partie au moins des équipements internes. Selon l'invention, le module est constitué par: - un bâti support, muni de prises pour des moyens de levage, et d'organes d'appui et de centrage sur la bride de fixation du couvercle sur la cuve. - un plateau-support, suspendu en rotation sous le bâti dans l'axe de la cuve lorsque le bâti est en position sur celle-ci, avec des moyens pour faire varier la position angulaire du plateau par rapport au bâti, - une cabine étanche, à parois et hublots en matériaux protégeant contre les rayonnements, reposant par des galets sur des chemins de roulement solidaires du plateau, avec des moyens pour déplacer la cabine sur le plateau radialement par rapport à la cuve. Selon une forme préférentielle de réalisation de l'invention, le bâti support est étoilé, permettant le passage d'une cheminée amovible pour l'accès du personnel à la cabine, à parois en matériau protégeant contre les rayonnements, avec une bride de raccordement sur la paroi supé- rieure de la cabine. Egalement selon une forme préférentielle de réalisation de l'inven- tion, sur la paroi extérieure d'une face munie d'un hublot, la cabine com- porte un bras porte-outil, monté en porte-à-faux sur un plateau tournant autour d'un axe horizontal perpendiculaire à la face de la cabine, le pla- teau tournant étant lui-même porté par un chariot déplaçable selon deux di- rections perpendiculaires dans un plan vertical parallèle à la face de la cabine, avec des moyens commandés depuis l'intérieur de la cabine pour dé- placer le chariot et orienter le bras sur celui-ci. L'invention sera mieux comprise en se référant à un mode de réali- sation particulier, donné à titre d'exemple et représenté par les dessins annexés. La figure 1 est une vue générale, partiellement en élévation et partiellement en coupe, de l'ensemble du module en position de travail à l'intérieur de la cuve d'un réacteur. La figure 2 est une vue de dessus du même ensemble. La figure 3 est une vue en perspective du module, isolé du bâti support, mais équipé de la cheminée d'accès du personnel. Les figures 4 et 5 montrent deux phases caractéristiques de la mise en place du module dans la cuve. Sur la figure 4 le module est en cours dtin - troduction dans la cuve; la figure 5 montre la manoeuvre de déplacement du bras porte-outil. En se référant tout d'abord aux figures 1 et 2, on verra que l'en- semble du module est porté par un bâti support étoilé 1 constitué par un fût central cylindrique 2, et trois branches 3 portant chacune à son extré- mité une douille de mise en place 4. Les douilles 4 sont engagées sur des guides de centrage 5 montés sur la bride 6 de fixation du couvercle de la cuve. Une nervure diamétrale 7, munie d'un orifice d'élinguage 8, est so- lidaire du fût central 2 du bâti. Une poutre diamètrale 10 est suspendue au bâti 1 par l'intermédi- aire d'une couronne à billes 11, centrée sur l'axe de la cuve lorsque le bâti 1 est en position sur la bride 6 de la cuve. Un groupe motoréducteur frein 12, fixé sur des nervures internes du fût 2, porte en bout d'arbre un pignon 13 qui engrène avec une couronne dentée conjguée solidaire de la poutre 10. La mise en action du moteur 12 entraine donc la rotation de la poutre 10 par rapport au bâti 1, et par conséquent par rapport à la cuve. Un vérin d'indexage 14 est utilisé pour immobiliser la poutre 10 en rota- tion en des positions précises prédéterminées. La poutre 10 comporte deux ailes latérales 16 qui servent chacune de chemin de roulement pour quatre galets 17 réunis deux à deux par des pa- lonniers 18 articulés en 19 sur des pièces solidaires d'une cabine 20. La cabine 20, qui constitue le module d'intervention proprement dit, est ainsi suspendue à la poutre 10, sur laquelle elle peut être déplacée longitudina- lement, c'est à dire radialement par rapport à la cuve. Pour faire rouler la cabine sur les rails 16, la poutre est munie d'un groupe moto-réducteur 22 qui entraine en rotation une vis 23 portée par deux paliers 24 solidai- res du plancher de la poutre 10. Ce plancher comporte une lumière longitu- dinale 25 qui permet le déplacement d'une chandelle 26 solidaire du toit de la cabine, et portant un écrou fixe engagé sur la vis 23. La mise en ac- tion du moteur 22 entraine donc la rotation de la vis 23 dans un sens ou dans l'autre, et par là le déplacement longitudinal de la chandelle 26 et de la cabine 20 qui roule sur les rails 16 par ses galets 17. La cabine 20, de dimensions intérieures permettant l'évolution ai- sée d'au moins un opérateur, a toutes ses parois en matériau assurant une bonne protection contre les rayonnements, et par exemple un sandwich com- posé de deux t8les en acier inoxydable enserrant un remplissage de plomb. La vision extérieur est assurée par un hublot 28 de grandes dimen- sions sur la face avant qui constituera la face principale de travail, et par des hublots arrière ou latéraux 29 de plus faible surface. Les hublots sont en verre-au plomb de forte épaisseur, assurant le même degré de protec- tion que les parois opaques. On se réfèrera maintenant de préférence à la figure 3 qui montre plus en détail l'ensemble du bras porte-outil 30 et des moyens de réglage de sa position sur la face avant de la cabine. Le bras porte-outil repré- senté ici, comme sur l'ensemble des figures, est spécialement destiné au travail dans l'une des tubulures de raccordement du circuit primaire et comporte pour celà à son extrémité libre un tampon de centrage 31. L'ou- til proprement dit n'est représenté ici que symboliquement en 32, car il peut s'agir selon les besoins, par exemple d'un équipement de meulage, de soudage, ou encore de contrôle par ultra-sons. Le bras 30, dont les organes d'entraînement des outils sont ici protégés par un soufflet, est articulé en 33 sur une partie 34 en forme de chape formée sur un. plateau tournant 35. Le plateau 35 est ajouré en son centre, et peut pivoter par une couronne à billes sur un plateau fixe 36 également ajouré en son centre. Pour simplifier le dessin on n'a pas re- présenté ici les moteurs permettant de faire pivoter le bras 30 autour de l'axe 33, ni le moteur de mise en rotation du plateau 35 sur le plateau 36, car ces moteurs peuvent être de tout type usuel du commerce. Le plateau 36 est solidaire d'un cadre 37-38 dont les deux éléments tubulaires d'extrémité 37 et 38 enserrent respectivement un tube li et une vis 39. Le groupe moto-réducteur 40 entraine un écrou engagé sur la vis 39, de telle sorte que la mise en action du moteur 40 permet le dépla- cement vertical de tout le cadre 37-38, et par conséquent du bras 30. Les guides verticaux du cadre 37-38 sont portés par des supports 42, qui de la même façon enserrent deux guides horizontaux 43 et 44, respectivement un tube lisse et une vis. Le groupe moto-réducteur 45, par l'intermédiaire d'un écrou engagé sur la vis 44, permet le déplacement transversal de l'en- semble. On voit qu'on peut ainsi amener le bras 30 en toute position, in- clinaison et orientation sur une grande partie de la face avant de travail de la cabine 20. Le hublot 28 qui occupe presque la totalité de cette face permet une grande visibilité depuis l'intérieur de la cabine, y compris dans la zone voisine de l'axe du bras grâce aux ouvertures dans les plateaux 35 et 36. On verra aussi sur cette figure 3 la cheminée 47 pour l'accès du personnel, représentée ici après raccordement à 1a bride 48 sur le plafond de la cabine. Une cabine d'accès supérieur 49, au niveau supérieur de la piscine, permet d'utiliser la cheminée 47 comme un sas, la cabine d'inter- vention 20 étant normalement en légère surpression au moyen d'un équipement autonome interne pour éviter toute entrée de poussières radioactives. La cheminée d'accès 47 passe entre les branches 3 du bâti support 1 et est mise en place après réglage de la position angulaire de la poutre 10 et de la cabine 20 par rapport au bâti 1. Egalement pour éviter la dispersion dans la cuve des poussières ou particules détachées par le travail de l'outil 32, toute la zone de travail est confinée par un soufflet 51, qui n'a été représenté que par- tiellement sur la figure 3, mais qui entoure totalement la face avant de la cabine 20. L'étanchéité sur la paroi interne de la cuve est assurée par un cadre avant au profil de la cuve, équipé d'un joint et plaqué sur la cuve par un système à vérins et bielles, non représenté sur les dessins simplifiés car il ne présente aucune difficulté particulière de réalisa- tion. On peut également chercher à collecter et capter les poussières radio-actives ainsi confinées. Il est pour cela prévu, sous le plancher de la cabine 20, un groupe d'aspiration 55 susceptible de travailler en cir- le cuit fermé sur l'enceinte confinée par/soufflet. Les poussières sont ainsi aspirées au moyen du flexible 56 raccordé à une poche inférieure du souf- flet, puis isolées dans un cyclone et par des filtres pour aboutir dans un bidon de récupération. L'ensemble des appareils de séparation et de ré- cupération est inclus dans une enceinte protégée 58, qui peut être séparée de la cabine 20 en fin d'intervention, pour être directement envoyée vers le retraitement ou la décontamination. On se référera enfin à l'ensemble des figures 4 et 5 pour compren. dre les phases de mise en place du module dans la cuve. La cuve ayant été dégagée de son couvercle erMe ses équipements internes, on met en place les guides de centrage 5 sur la bride 6 de fixation du couvercle. La position des guides de centrage est choisie de façon à ce que les branches 3 du bâti 1 ne gênent pas la mise en place de la cheminée 47 pour la position de travail retenue. Par ailleurs l'ensemble du module a ét équipé des outils spécifiques à l'opération à entreprendre. La cabine 20 es amenée au centre de la poutre 10, et le bras 30 est en position repliée le long de la face avant de la cabine. L'ensemble est ainsi équilibré et pré- sente un encombrement radial minimum; il peut être pris par le pont polai. re du bâtiment réacteur au moyen d'une élingue 60 passée dans l'orifice 8. L'ensemble est alors descendu dans l'axe de la cuve (figure 4), la dernière phase de la descente étant parfaitement guidée par engagement des douilles 4 sur les guides 5, jusqu'à venir en appui sur la bride 6 de fixa- tion du couvercle. Pour venir engager le bras porte-outil 30 dans l'une ou l'autre des tubulures 9 du circuit primaire, la poutre 10 est d'abord ré- glée en position angulaire de façon à présenter la face avant de la cabi- ne dans l'axe de la tubulure. La cheminée d'accès peut alors être mise en place, le reste des opérations s'effectuant ensuite en commande directe par l'opérateur depuis l'intérieur de la cabine 20. La cabine est éloignée du débouché de la tubulure en roulant sur les rails 16 (figure 5), de fa- çon à permettre le libre débattement du bras 30 pendant son redressement et son réglage de position verticale transversale et angulaire. Il suffit ensuite d'avancer la cabine vers la tuyauterie pour engager l'extrémité du bras et l'outil à l'intérieur de la tuyauterie comme on le voit sur la figure 1. Bien entendu l'invention n'est pas strictement limitée au mode de réalisation qui vient d'être décrit à titre d'exemple, mais elle couvre également les réalisations qi n'en différeraient que par des détails, par des variantes de réalisation ou par l'utilisation de moyens équivalents Ainsi on pourrait également utiliser un tel module sans bras porte-outil, dans le cas o l'on ne rechercherait que de simples inspections visuelles directes des parois de la cuve et des tubulures. REVENDICATIONS 1.- Module d'intervention à l'intérieur de la cuve d'un réacteur nucléaire, destiné à être utilisé lorsque le couvercle de la cuve est en- levé ainsi qu'une partie au moins des équipements internes, caractérisé par le fait qu'il est constitué par: - un bâti support (1), muni de prises (8) pour des moyens de levage, et d'organes d'appui et de centrage (3,4) sur la bride (6) de fixation du couvercle sur la cuve, - un plateau support (10), suspendu en rotation sous le bâti (1) dans l'axe de la cuve lorsque le bâti est en position sur celle-ci, avec des moyens (12, 13) pour faire varier la position angulaire du plateau (10) par rapport au bâti (1), - une cabine étanche (20), à parois et hublots en matériaux protégeant contre les rayonnements, reposant par des galets (17) sur des chemins de roulement (16) solidaires du plateau (10), avec des moyens (22, 23, 26) pour déplacer la.cabine (20) sur le plateau (10) radialement par rapport à la cuve. 2.- Module d'intervention selon revendication 1, caractérisé par le fait que le bâti-support (1) est étoilé, permettant le passage d'une cheminée amovible (47) pour l'accès du personnel à la cabine (20, à parois en matériau protégeant contre les rayonnements, avec une bri- de de raccordement (48) sur la paroi supérieure de la cabine (20). 3.- Module d'intervention selon revendiction 1, caractérisé par le fait que sur la paroi extérieure d'une face munie d'un hublot (28), la cabine (20) comporte un bras porte-outil (30), monté en porte-à-faux sur un plateau (35) tournant autour d'un axe horizontal per- pendiculaire à la face de la cabine, le plateau tournant (35) étant lui- même porté par un chariot (37, 38) déplaçable selon deux directions perpen- diculaires dans un plan vertical parallèle à la face de la cabine, avec des moyens (40, 45) commandés depuis l'intérieur de la cabine pour déplacer le chariot (37, 38) et orienter le bras (30) sur celui-ci. 4.- Module d'intervention selon revendication 3, caractérisé par le fait que le bras (30) est articulé sur le plateau tour- nant (35) et comporte des moyens commandés depuis l'intérieur de la cabine pour régler son inclinaison entre une position entièrement repliée parallè- lement à la face de la cabine et une position entièrement déployée perpen- diculairement à la face de la cabine. 5.- Module d'intervention selon revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comporte un équipement interne autonome de pressurisation de l'intérieur de la cabine. - 6.- Module d'intervention selon revendication 3, caractérié par le fait que la face de la cabine (20) munie du bras porte- outil comporte en outre un soufflet télescopique étanche (51), fixé à la face de la cabine, avec des moyens pour venir ppliquer de façon étanche l'extrémité libre du soufflet contre la paroi interne de la cuve, en en- tourant la zone d'action du bras porte-outil (30). 7.- Module d'intervention selon revendication 6, caractérisé par le fait qu'il est muni d'un groupe (55, 58) d'aspiration et de récupération des poussières et copeaux résultant du travail de ltou- til. 8.- Module d'intervention selon revendication 7, caractérisé par le fait que les organes de récupération des poussières et copeaux sont compris dans une enceinte (58) en matériau protégeant contre les rayonnements, et montée de façon amovible sur une paroi extérieure de la cabine (20).