Brevet FR2502830A1 — publié le 19821001

Dispositif rotatif permettant de cisailler un faisceau de tubes con- tenant des combustibles nucléaires. La présente invention concerne un nouveau dispositif rotatif permettant de cisailler un faisceau de tubes contenant des combustibles nucléaires. Dans le brevet français n0 2 324 094 on a mentionné brièvement les problèmes posés par le tronçonnage convenable des faisceaux de tubes contenant le combustible nucléaire en vue du traitement, avec récupération éventuelle, de ce dernier; dans ce m me brevet on a décrit d'une part un procédé et d'autre part un dispositif permettant de réaliser ledit tronçonnage par cisaillage du faisceau de tubes. Ledit dispositif est caractérisé en ce qu'il comprend: - des moyens pour déplacer verticalement ledit faisceau de tubes à l'intérieur d'un tube de guidage amovible solidaire d'un bfti fixe pendant le fonctionnement, - deux serre-flancs parallèles et des moyens pour mouvoir lesdits serre- flancs perpendiculairement à la plus grande dimension du faisceau, - une contre-lame solidaire du bâti fixe située à l'extrémité du tube de guidage la plus proche de la section de coupe du faisceau et sensiblement en face du serre-flancs le plus proche de cette sec- tion de coupe, - une lame de coupe et des moyens pour mouvoir ladite lame de façon que son bord d'attaque se déplace sensiblement dans un plan corres- pondant au bord de ladite contre-lame opposé au tube de guidage. Dans une des variantes du dispositif tel que décrit, on a prévu la possibilité d'utilisation d'une lame de coupe tournante autour d'un axe horizontal; une telle variante permet à chaque tour de la lame d'effectuer deux coupes; entre chaque coupe, gràce à une plaque de sécurité, on dispose d'une retenue en dessous du faisceau des tubes. A la suite des études de réalisation de dispositifs de cisailles telsque décrits dans le brevet français no 2 324 094, il est apparu d'une part que la coupe par lame tournante constituait le moyen le mieux adapté pour le cisaillement des faisceaux de tubes de combustibles mais que la lame tournante telle que décrite dans le brevet n0 2 324 094 nécessitait des adaptations mécaniques précises pour pouvoir donner naissance à un dispositif industriel. C'est le but de la présente invention de décrire une cisaille rotative permettant le cisaillage des faisceaux de combus- tibles nucléaires. Il a été constaté que la découpe des embouts et des entretoises d'une part et du faisceau de combustible d'autre part devait s'effectuer selon deux modalités différentes l'une consistant dans une lame agissant alors que le faisceau est mis en place dans un logement prévu dans un rotor et l'autre consistant dans une série d'aspérités convergentes séparées attaquant successivement et symé- triquement le faisceau de combustible par les bords de celui-ci. Dans tous les cas le dispositif de coupe (lame et aspérités) agit en rela- tion avec une paroi (partie inférieure d'un magasin ou une pièce fixe) formant contre-lame. Compte tenu de ce que la découpe des embouts d'une part et du faisceau d'autre part nécessite l'utilisation de moteur à couple très élevé (au total 80 à 130 tonnesinètre) il est apparu souhaitable que le même moteur (ou la même combinaison de moteur) entraîne les deux organes de coupe. C'est pourquoi ces deux organes sont solidaires, disposés côte à côte et forment un rotor. Il con- viendra de plus d'utiliser un moteur qui pourra s'adapter aisément aux deux modes de coupe décrits ci-dessus c'est-à-dire d'un moteur que l'on pourra commander pour réaliser soit une rotation d'une partie de tour (par exemple d'un demi ou de trois quart de tour) pour la coupe des embouts soit une rotation continue de 2 à 10 tours/ minute environ pour la coupe, plus rapide, du faisceau de combustible. L'entralnement du rotor par le moteur (ou le groupe moteurs) est réalisé soit direc- tement - le moteur étant relié à un plateau solidaire dudit rotor grâce à un certain nombre de pions et le rotor tournant autour d'un axe fixe - soit par l'intermédiaire d'un axe tournant solidaire du moteur. Le faisceau de tubes de combustible (comportant initia- lement les embouts) est disposé dans un magasin qui devra être amené successivement au-dessus de l'organe de coupe chargé de la coupe des embouts et au-dessus de l'organe de coupe chargé de la coupe du fais- ceau de combustible. Pour effectuer le mouvement ainsi prévu il est possible d'opérer soit par translation soit par rotation. Il a été trouvé que,si les deux mouvements étaient techniquement réalisables, il était plus fiable d'utiliser un mouvement de rotation. C'est pour- quoi un des aspects de la présente invention consiste à disposer, audessus du rotor,d'un plateau tournant portant le magasin dans lequel est introduit le faisceau de combustible, le plateau étant muni d'une ouverture permettant le passage dudit faisceau, cette ouverture pouvant être amenée, grâce à la rotation du plateau, au-dessus de l'un ou de l'autre des organes de coupe du rotor. Dans cette réali- sation la contre-lame (c'est-à-dire une partie métallique spécialement traitée pour résister aux efforts de coupe) est ménagée dans une partie convenable de la paroi de l'ouverture du plateau tournant. Pour permettre une utilisation convenable du magasin celui-ci peut être relié à un dispositif permettant son déplacement en dehors du plateag4 tournant et sa mise en place au-dessus de l'ouverture dudit plateau; ce dispositif est par exemple constitué de bras pivotants. La partie inférieure du magasin comportera un élément formant presse dit presse- coupe. Cet élément a pour fonction de maintenir solidement serré le bas du faisceau de tubes pendant que ces tubes sont cisaillés. Dès qu'une coupe a été réalisée (par la lame ou les aspérités portées par le rotor) le presse-coupe s'écarte de façon à permettre une descente du faisceau jusqu'à ce que la pince inférieure de ce faisceau vienne en appui contre la surface du rotor; si le faisceau n'est pas suffisam- ment lourd pour que cette descente s'effectue spontanément on dispose sur la face supérieure du faisceau (donc dans la partie supérieure du magasin) de moyens permettant d'assurer sur cette face supérieure une pression suffisante. Lorsque la descente aura eu lieu,le presse-coupe se serrera à nouveau contre le faisceau. Bien évidemment la commande cyclique du mouvement du presse-coupe (ouverture-serrage) s'effectue automatiquement en fonction de la vitesse de rotation du rotor. Les exemples non limitatifs ci-après illustrent l'in- vention. Ces exemples sont schématisés sur les figures 1 à 9. - la figure 1 est un schéma en coupe longitudinale d'un dispositif rotatif de cisaille selon l'invention; - les figures 2 à 5 sont respectivement des vues de profil - d'un rotor (figure 2) - d'un dispositif de coupe ou frette-lame (figure 3) - d'une autre partie de rotor utilisable pour enlever l'embout (ou pied) du faisceau (figure 4) - d'un calibre d'embout (ou pied) (figure 5); - la figure 6 est une coupe selon VI-VI du dispositif de la figure 1; - les figures 7 et 8 représentent schématiquement le dispositif selon l'invention avec axe tournant pour l'entraînement du rotor et plateau rotatif pour la mise en place du faisceau; - la figure 9 est une vue sous forme déroulée de la surface du dispositif de coupe (frette-lame). Sur les figures 1 à 6 on a représenté - en 1 un bâti fixe; ce bâti est pourvu de moyens permettant de recevoir ute porte-bouchon 2 portant un axe fixe 3 et, à l'autre extrémité,une porte 4 dans laquelle vient s'encastrer ledit axe; ces deux portes 2 et 4 sont démontables; - autour de l'axe fixe 3 on dispose d'une part d'un fourreau 5 destiné à recevoir le moteur et d'autre part d'un fourreau 6 destiné à recevoir le rotor; entre les deux fourreaux hydrostatique à palette à vitesse de rotation lente (1 tr/min) four- nissant un couple de l'ordre de 100 t/m; l'alimentation du fluide de ce moteur se fait par la partie fixe du moteur - un moteur de ce type; utilisable dans la présente invention, invention, est par exemple le moteur décrit dans le brevet européen 80/40 1537.8 avant pour titre "Dispositif électro hydraulique rotatif." - au moyen de pions de liaison, non représentés sur la figure, le moteur 9 entraîne un rotor 10; ce rotor est composé d'un rotor pro- prement dit 11 (cf. figure 2) et d'un frette-lame 12 (cf. figure 3) qui vient se fixer sur ledit rotor; la partie extérieure du frette- lame est munie de dents en relief 13 (cf. figure 3) qui ont pour fonction de cisailler le faisceau des tubes; - à cette première partie du rotor 10 est liée une deuxième partie de rotor 14 (cf. figure 4); cette deuxième partie de rotor comporte une encoche ou logement 14 (cf. figure 4) qui, grace à deux glis- lO sières 16 et 17 ménagées dans les parois de cette encoche, peut recevoir un calibre 18 (cf. figure 5); - ce calibre 18 permet de délimiter une profondeur déterminée de l'encoche, profondeur qui correspondra à la profondeur du pied à sectionner du faisceau des tubes; ce sectionnement du pied, mis en position dans l'encoche 15,s'effectuera grâce à un coupe-pied 19 (cf. figure 3), excroissance portée par le frette-lame 12; - le faisceau de tubes à cisailler 20 est introduit dans un maga- sin 21; ce magasin comporte, dans sa partie inférieure, une paroi 22 formant contre-lame et un presse-coupe 23 qui serre le faisceau pendant que celui-ci est cisaillé; cette contre-lame 22 et ce presse- coupe 23 sont visibles sur la figure 6. Dans sa partie supérieure (non représentée) ledit magasin est muni de moyens permettant d'exercer une pression conve- nable sur la face supérieure du faisceau; une telle pression assure le déplacement du faisceau vers le bas (c'est-à-dire contre la sur- face du rotor) entre deux cisaillements du faisceau par les dents du frette-lame. Le fonctionnement du magasin est donc le suivant; pen- dant le cisaillement de la partie inférieure du faisceau le presse- coupe 23 est serré pour maintenir ledit faisceau en position conve- nable, puis, lorsque le cisaillement d'une tranche du faisceau a été réalisé, le presse-coupe s'ouvre, le faisceau descend pour être appliqué contre la surface du rotor puis le presse-coupe serre à nouveau le faisceau de façon à permettre un nouveau cisaillement. Le dispositif pourrait comporter si nécessaire deux magasins disposés en barillet ou en V, l'un fonctionnant en coupe pendant que l'autre fonctionne en chargement. Le dispositif à cisaille décrit ci-dessus est caracté- risé, dans le cadre de la présente invention, en ce que notamment - le moteur 9 entratne directement le rotor 10, l'ensemble moteur- rotor tournant autour d'un axe fixe. - le magasin 21-22 se déplace au-dessus du rotor par un mouvement de translation. Sur les figures 7 et 8 on a représenté schématiquement un autre mode de réalisation de l'invention dans lequel on utilise un moteur entraînant un arbre solidaire du rotor et un magasin qui est porté par un plateau tournant. Sur ces figures on a schématisé -en 1 un bâti, - en 3 un arbre entratne en rotation par un moteur 9; - en 10 le rotor qui est relié à l'arbre 3 à l'aide, par exemple, de clavettes; ce rotor comporte, comme le rotor de la figure 1, une partie destinée à la découpe des embouts (ou pieds) des faisceaux et une partie destinée à la découpe des faisceaux proprement dits; - le faisceau de tubes20 est introduit dans un magasin 21; ce maga- sin est porté par une plate-forme 25 tournant autour d'un axe 26; cette plate-forme tournante comporte une ouverture 27 dans la paroi de laquelle est disposée une contre-lame; le magasin est amené en position de chargement ou en position de découpe grâce à deux bras articulés schématisés en 28; on a également schématisé en 23 sur la figure 8 le presse-coupe utilisé analogue à celui représenté sur la figure 6. Sur la figure 9 on a représenté schématiquement, en forme déroulée, la surface d'une frette-lame. On y voit, sur le côté, le coupe embout 19 et deux séries de dents 24; ces dents, en relief, sont disposées symétrique- ment par rapport à l'axe de la surface de la frettelame; elles sont disposées en triangle avec un intervalle entre chaque dent et le déplacement du rotor est réalisé de façon que le faisceau soit attaqué par ses bords. Le dispositif selon l'invention n'utilise aucun boulon pour son montage de façon que ce montage (et le démontage) puisse s'effectuer par robot; c'est-à-dire que l'on utilisera systématique- ment pour la liaison des diverses pièces les pions et le clavetage. R E V E N D I C A T I O N S 1. Dispositif rotatif permettant de cisailler un faisceau de tubes contenant des combustibles nucléaires au moyen de dispositifs de coupe tournant autour d'un axe horizontal, ledit faisceau, entier, étant introduit dans un magasin qui peut être convenablement posi- tionné au-dessus desdits dispositifs de coupe et étant serré au moment de ladite coupe, caractérisé en ce que: - lesdits dispositifs de coupe consistent en une lame destinée à couper les embouts dudit faisceau et en une série d'aspérités convergentes séparées attaquant successivement et symétriquement ledit faisceau par les bords de celui-ci, - lesdits dispositifs de coupe sont portés par un même rotor dont la rotation est assurée par au moins un moteur à couple élevé, et - ledit magasin est agencé de façon à pouvoir amener successivement le faisceau contenu dans ledit magasin au-dessus de chacun desdits dispositifs de coupe. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le déplacement dudit magasin est réalisé par rotation.