Brevet FR2504306A1 — publié le 19821022

L'invention concerne un dispositif de mise en place et d'extrac- tion d'un moyen de contrôle ou d'un outil dans un équipement récepteur en position de travail dans un milieu non accessible à un opérateur. Dans le cas du contrôle ou des opérations d'usinage ou de répa- rations qui doivent être effectuées dans des endroits inaccessibles, on dispose d'équipement permettant d'effectuer ces contrôles, réparations ou usinages à distance. Par exemple, dans le cas des réacteurs nucléaires à eau sous pres- sion, on dispose d'équipements spéciaux pour effectuer des opérations de contrôle à l'intérieur des tubes ou dans la boite à eau des générateurs de vapeur Dans ce cas, il faut éviter qu'un opérateur intervienne directe- ment à l'intérieur de la boite à eau, puisque cette partie des générateurs de vapeur est en contact, lorsque le générateur est en service, avec l'eau du circuit primaire transportant des éléments radio-actifs et reste elle- môme radio-active. On a donc recours à des dispositifs d'intervention à distance plus ou moins complexes qui requièrent néanmoins des interventions humaines en début ou même en cours d'opération. De tels dispositifs comportent généralement un équipement destiné à recevoir l'outil ou le moyen de contrôle ou d'observation qu'on peut met- tre en place sous la plaque tubulaire des générateurs de vapeur ou dont on peut modifier la position par rapport à la plaque tubulaire, en commandant ces opérations à distance. Cependant, si l'on désire remplacer l'outil ou le dispositif de contrôle placé sur l'équipement récepteur en position de travail dans le milieu hostile, il n'est pas possible, avec les dispositifs connus actuel- lement, de réaliser cette opération à distance Il est nécessaire de rame- ner l'équipement récepteur du moyen de contrôle ou de l'outillage dans une zone accessible pour effectuer le changement d'outils ou de moyen de contrô- le. Cette opération doit être effectuée sur-équipement ayant séjourné en milieu radio-actif et d'autre part les opérations de démontage et de e- montage de l'équipement peuvent être longues et délicates. Le but de l'invention est donc de proposer un dispositif de mise en place et d'extraction d'un moyen de contrôle ou d'un outil dans un equi- pement récepteur en position de travail dans un milieu non accessible à un opérateur, permettant d'effectuer le remplacement du moyen de contrôle ou de l'outil sans avoir à sortir l'équipement récepteur du milieu hostile non accessible à l'opérateur i Dans ce but, le dispositif suivant l'invention comporte une piste de guidage et de déplacement constituée par une crémaillère en un matériau souple pouvant suivre un parcours non rectiligne, fixée en un point d'amarrage sur l'équipement de réception à l'une de seg extrémités et d'une longueur suffisante pour que son autre extrémité aboutisse en de- hors du milieu non accessible, un chariot mobile sur la piste de guidage comportant un moteur et une roue dentée montée sur l'axe du moteur et engrenant avec la crémaillère, un fourreau de chargement solidaire du chariot, de forme tubulaire cons- tituant à son extrémité avant, si l'on considère le déplacement du chariot vers l'équipement récepteur, une came d'actionnement sur sa surface externe, comportant sur sa surface interne, une gorge d'accrochage et portant une pièce de fermeture amovible obturant au moins partiellement l'alésage inter- ne du fourreau à son extrémité arrière, un ensemble de support du moyen de contrôle muni de cliquets d'accrochage de cet ensemble de support sur le fourreau, au niveau de la gorge ménagée sur sa surface interne, dont la partie arrière peut être engagée dans le fourreau pour venir en appui sur la pièce de fermeture et dont la partie avant comporte des moyens d'accrochage complémentaires de moyen d'accrocha- ge portés par l'équipement récepteur, la came ménagée sur le fourreau étant une came d'actionnement des moyens d'accrochage de l'ensemble de support sur l'équipement récepteur, cet actionnement dans le sens de l'ouverture et l'ac- crochage des cliquets de l'ensemble de support sur le fourreau étant provo- qués par un mouvement vers l'avant du chariot, lorsque la pièce de fermeture du fourreau est dans une position hors service, alors que le transport et l'accrochage de l'ensemble de support sur l'équipement récepteur sont pos- sibles également par un mouvement vers l'avant du chariot, lorsque la pièce de fermeture est en position de service dans le fourreau. Afin de bien faire comprendre l'invention on va maintenant décrire à titre d'exemple non limitatif, en se référant aux figures jointes en an- nexe, un mode de réalisation d'un dispositif suivant l'invention utilisé pour le contrôle de tubes de générateurs de vapeur de réacteurs nucléaires à eau sous pression, en utilisant une sonde tournante à courant de Foucault. La figure 1 représente une vue générale du dispositif et de son équipement récepteur en position à l'intérieur d'une boite à eau d'un géné- rateur de vapeur d'un réacteur nucléaire à eau sous pression. La figure 2 représente une vue à plus grande échelle du disposi- tif au moment de la mise en place du moyen de contr 8 le sur son équipement récepteur. La figure 3 représente une vue à grande échelle du moyen de con- trôle et de son ensemble de support en position de travail sur l'équipement récepteur. Sur la figure 1, on voit la boite à eau 1 d'un générateur de va- peur nucléaire à eau sous pression comportant une ouverture 2 permettant le passage de l'instrumentation de contrôle du tube 3 traversant la plaque tubulaire 4 de forte épaisseur. Un équipement récepteur 6 est fixé sous la plaque tubulaire de fa- çon à permettre le contrôle d'un ou plusieurs tubes 3 grâce à une sonde à courant de Foucault portée par l'équipement récepteur 6. Sur la figure 1, on voit d'autre part une piste de circulation du dispositif de mise en place et d'extraction 7 constituée par une crémaillère 8 en un matériau souple permettant un parcours non rectiligne, par exemple courbe, du dispositif 7 entre le poste de travail situé à l'extérieur du gé- nérateur de vapeur et l'équipement récepteur 6. En se reportant à la figure 2, on voit que l'extrémité de la cré- maillère 8 est fixée par des vis sur l'équipement récepteur 6 à son extrémité 9 située à l'intérieur du générateur de vapeur. Le moyen de contrôle des tubes 3 du générateur de vapeur est consti- tué par une sonde à courant de Foucault 10 qui peut être extraite ou mise en place sur l'équipement récepteur 6 grâce au dispositif 7. La partie mobile du dispositif de mise en place et d'extraction 7 est constituée par un moteur électrique 12, un ensemble de guidage et d'en- trainement 13 et un support 14. Le moteur 12 est alimenté par un conducteur souple 12 a qui suit la partie mobile 7 du dispositif d'extraction dans ses déplacements. L'ensemble de guidage et d'entraînement 13 comporte en particulier une roue dentée 15 engrenant avec la crémaillère 8 et entraînée par l'axe du moteur 12. Le support 14 porte le fourreau 16 qui est partiellement obturé à son extrémité arrière par une bague 17 qui peut être vissée sur le fourreau, sur la partie arrière de celui-ci, si l'on considère le sens de déplacement de l'ensemble mobile 7 depuis l'extérieur du générateur de vapeur jusqu'à l'é- quipement récepteur 6. Le fourreau 16 de forme tubulaire comporte également sur sa sur- face interne une rainure d'accrochage 18 et dans sa partie avant, sur sa surface externe, une partie profilée 19 constituant comme il sera décrit ultérieurement, une came d'actionnement. L'ensemble mobile 7 portant le fourreau 16 éventuellement équipé de la bague 17 peut être déplacé sur la crémaillère 8 grâce au moteur 12 entrainant la roue dentée 15 engrenant avec la denture de cette crémaillère 8. Sur la figure 2 on voit également l'outil 10 et son ensemble de support dans leur position de travail sur l'équipement récepteur 6, l'ensem- ble mobile de mise en place et d'extraction étant dans sa position extrême dans laquelle, il vient de réaliser l'accrochage de l'ensemble de support de la sonde 10 sur l'équipement récepteur 6. L'ensemble de support de la sonde 10 comporte, ainsi qu'il est visible aux figures 2 et 3, un écrou 20 solidaire d'une bague de verrouil- lage 21, une vis 22 en prise avec la partie taraudée de l'écrou 20 et une pièce d'entraînement de la sonde 23 solidaire de la vis 22 à l'une de ses extrémités et reliée,par l'intermédiaire d'un organe élastique 24 tel qu'un soufflet, à la sonde 10. L'écrou 20 présente une forme lui permettant d'être engagé à ltin- térieur de la partie inférieure 26 de l'équipement récepteur de façon que cet écrou soit bloqué en rotation Des broches d'arrêt permettent de réali- ser ce blocage. L'écrou 20 est solidaire de la bague de verrouillage 21 qui compor- te une partie avant profilée 27 permettant son accrochage sur des cliquets 28 portés par l'équipement récepteur 6 et constitués par des lames élastiques portant à leur extrémité le cliquet lui-même sur lequel vient reposer la ba- gue de verrouillage, lorsque le support de l'outil est fixé sur l'équipement récepteur comme représenté à la figure 2. La bague de verrouillage porte également des cliquets 29 sur sa surface interne permettant un accrochage du support d'outil sur le fourreau, ainsi qu'il sera décrit ultérieurement. La vis 22 est reliée à l'une de ses extrémités à un joint 30 per- mettant l'alimentation de la sonde et le recueil des informations grâce à un câble 31 relié à ce joint tournant Les fils de mesure de la sonde pas- sent dans l'alésage central de la vis 22 qui est creuse. A son autre extrémité, la vis 22 est reliée à la pièce d'entraine- ment 23 qui est elle-même solidaire en rotation d'un équipage mobile 33 gr Ace à une clavette 34 mobile dans une rainure 35 ménagée dans l'équipa- ge mobile 33 et permettant les mouvements de translation de la sonde par rapport à cet équipage mobile 33 monté rotatif grâce à des paliers 37 et 38 sur l'équipement récepteur 10. La vis 22 comporte d'autre part un prolongement cylindrique lis- se 39 qui peut se déplacer en translation à l'intérieur du joint 30, au cours des mouvements de la sonde 10. L'équipage mobile 33 est entrainé en rotation, par l Vintermé- diaire d'un ensemble de pignons 41, 42 et 43, grâce à un moteur 44 fixé sur l'équipement récepteur. Lorsque la sonde est en position sur l'équipement récepteur, com- me représenté aux figures 2 et 3, la mise en rotation du moteur 34 entrai- ne la mise en rotation de l'équipage mobile 33, de la pièce d'entrainement 23 et de la vis 22 ce qui provoque également la mise en rotation de la sonde 10 en même temps qu'un mouvement de translation de celle-ci dans la direction verticale, l'écrou 20 dans lequel est engagée la vis 22 étant blo- qué en rotation par la partie 26 de l'équipement récepteur 6. La sonde décrit donc une hélice à l'intérieur du tube 3, ce qui permet de contr 8 ler ce tube, sur une certaine longueur et sur toute sa pé- riphérie La longueur de déplacement de la sonde est limitée par la lon- gueur de la rainure 35 ménagée dans la pièce 33 et par la longueur du pro- longement 39 de la vis 22. Le déplacement de l'équipement récepteur par rapport à la plaque tubulaire permet l'examen de chacun des tubes du générateur de vapeur suc- cessivement. Lorsqu'on désire amener sur l'équipement récepteur une autre son- de, l'ensemble mobile 7 et le fourreau 16 étant à l'extérieur de l'enceinte, il faut d'abord effectuer l'extraction de la sonde 10 Il suffit pour celà de faire avancer l'ensemble mobile 7 par mise en fonctionnement du moteur 12, jusqu'à l'équipement récepteur, le fourreau venant se placer autour de la partie arrière du support de sonde, la dimension de cette partie consti- tuée par le joint 30, le prolongement 39 de la vis 22 et une partie de cette vis 22 étant prévue pour permettre un engagement du fourreau. Pour réaliser l'extraction d'une sonde ou d'un outillage sur l'é- quipement récepteur, la bague 17 fermant partiellement l'extrémité arrière du fourreau a été démontée ou placée en position reculée, ce qui permet d'a- vancer le fourreau vers l'équipement récepteur, au-delà de la position repré- sentée sur la figure 2 En effet, la bague 17 étant démontée ou reculée, la partie arrière du support de sonde constituée par le joint 30 ne vient pas en butée sur cette bague 17. Dans ce mouvement vers l'avant du fourreau, la partie 19 consti- tuant une came vient en prise sur l'extrémité des cliquets 28 qui forment une rampe inclinée par rapport à la verticale Ce mouvement permet de dé- gager les cliquets qui relachent la bague de verrouillage 21 Celle-ci vient reposer sur l'extrémité avant du fourreau, cependant que les cliquets 29 viennent s'engager dans la rainure 18 prévue à l'intérieur du fourreau. Le support de sonde est alors accroché sur le fourreau et l'on peut rame- ner l'ensemble de support et la sonde vers le poste de travail en inversant le mouvement de l'ensemble mobile 7 entrainé par le moteur 12. Pour introduire un nouvel outil ou une nouvelle sonde dans le gé- nérateur de vapeur et fixer ce nouvel outil sur l'équipement récepteur, il suffit de placer ce nouvel outil ou cette nouvelle sonde sur l'ensemble de support et de replacer la bague 17 sur l'extrémité arrière du fourreau. Pour le transport de l'ensemble de support et de la sonde, cet ensemble de support repose par sa partie arrière sur la bague 17 comme re- présenté à la figure 2. En fin de mouvement vers l'avant de l'ensemble de support, les parties profilées 27 de la bague de verrouillage viennent en contact avec les cliquets 28, manoeuvrent ceux-ci et produisent l'accrochage de la bague de verrouillage sur ces cliquets comme représenté à la figure 2. On peut alors ramener l'ensemble mobile 7 et le fourreau au poste de travail. On voit ainsi qu'il est possible de réaliser le changement d'outil ou de sonde de contr 8 le à l'intérieur du générateur de vapeur, sans avoir à démonter l'équipement récepteur et sans intervention humaine à l'intérieur du générateur de vapeur. D'autre part toutes les manoeuvres sont réalisées de façon extrê- mement sûre, grâce à des dispositifs d'accrochage et d'extraction uniquement mécaniques. L'invention ne se limite pas aux mode de réalisation qui vient d'être décrit, elle en comporte au contraire toutes les variantes. C'est ainsi qu'on peut imaginer un ensemble de support de la sonde différent de celui qui a été décrit et qui permet de réaliser un mouvement hélicoïdal de la sonde à l'intérieur des tubes. Le dispositif est également applicable dans le cas d'un outillage ou moyen de contrôle quelconque dont le mouvement à l'intérieur des tubes à contr 8 ler peut être adapté aux besoins du contrôle ou de ltusinage à effectuer. Enfin, le dispositif suivant l'invention s'applique dans tous les cas o l'on désire effectuer le remplacement d'un outil ou d'un moyen de contrôle dans un endroit inaccessible ou dans un milieu hostile, par exemple, à haute température ou exposé à des radiations. REVENDICATIONS 1. Dispositif de mise en place et d'extraction d'un moyen de contrôle ou d'un outil ( 10) dans unèquipement récepteur ( 6), en position de travail dans un milieu ( 1) non accessible à un opérateur, caractérisé par le fait qu'il comporte: une piste de guidage et de déplacement constituée par une crémaillère ( 8) en un matériau souple pouvant suivre un parcours non rectiligne, fixée en un point d'amarrage ( 9) sur l'équipement de réception ( 6) à l'une de ses extrémités et d'une longueur suffisante pour que son autre extrémité aboutisse en dehors du milieu non accessible, un chariot ( 7) mobile sur la piste de guidage ( 8) comportant un moteur ( 12) et une roue dentée ( 15) entrainée en rotation par le moteur et engré- nant avec la crémaillère ( 8), un fourreau de chargement ( 16) solidaire du chariot ( 7), de forme tubu- laire,constituant à son extrémité avant ( 19), si l'on considère le déplace- ment du chariot ( 7) vers l'équipement récepteur ( 6), une came d'actionnement sur sa surface externe, comportant sur sa surface interne une gorge d'accro- chage ( 18) et portant une pièce de fermeture amovible ( 17) obturant au moins partiellement l'alésage interne du fourreau ( 16) à son extrémité arrière, un ensemble de support ( 20, 21, 22, 23) du moyen de contr 8 le muni de cli- quets ( 29) d'accrochage de cet ensemble de support sur le fourreau ( 16) au niveau de la gorge ( 18) ménagée sur sa surface interne, dont la partie ar- rière peut être engagée dans le fourreau ( 16) pour venir en appui sur la piè- ce de fermeture ( 17) et dont la partie avant ( 27) comporte des moyens d'ac- crochage complémentaires de moyen d'accrochage ( 28) portés par l'équipement récepteur ( 6), la came ( 19) ménagée sur le fourreau ( 16) étant une came d'actionnement des moyens d'accrochage ( 28) de l'ensemble de support sur l'équipement récepteur ( 6), cet actionnement dans le sens de l'ouverture et l'accrochage des cliquets ( 19) de l'ensemble de support sur le fourreau ( 16) étant provoqués par un mou- vement vers l'avant du chariot ( 7), lorsque la pièce de fermeture ( 17) du fourreau ( 16) est dans une position hors service, alors que le transport et l'accrochage de l'ensemble de support sur l'équipement récepteur ( 6) sont ré- alisés également par un mouvement du chariot ( 7) vers l'avant, lorsque la pièce de fermeture ( 17) est en position de service dans le fourreau ( 16) . 2. Dispositif de mise en place et d'extraction suivant la revendi- cation 1, caractérisé par le fait que l'ensemble de support comporte un écrou ( 20) ayant une forme permettant son engagement et son blocage en rotation dans l'équipement récepteur ( 6), une bague de verrouillage ( 21) solidaire de l'écrou ( 20) portant les moyens d'accrochage ( 29, 27) de l'ensemble de support sur le fourreau et sur l'équipement récepteur et une vis ( 22) enga- gée dans l'écrou ( 20) solidaire,à l'une de ses extrémités,de la partie ar- rière ( 30) de l'ensemble de support qui peut être engagée dans le fourreau ( 16) et à son autre extrémité d'une pièce d'entrainement ( 23) sur laquelle est fixé le moyen de contrôle ou l'outil ( 10), portant des moyens ( 34) permettant son entrainement en rotation par un équipage mobile ( 33) porté par l'équipement récepteur ( 6) et son déplacement en translation à lt'inté- rieur de cet équipage mobile ( 33).