Brevet FR2527308A1 — publié le 19831125

La présente invention a pour objet un dis- positif d'introduction d'un mobile de positionne- ment d'un organe sur une plaque tubulaire, applica- ble plus particulièrement à l'introduction des mobi- les de positionnement conçus pour se trouver succes- sivement en face de tous les tubes du faisceau tubu- laire d'un générateur de vapeur de centrale nucléai- re. Les générateurs de vapeur sont constitués d'un faisceau de tubes échangeurs communiquant par une plaque tubulaire avec une boîte à eau située à la partie inférieure du générateur; la boîte à eau se compose de deux parties chaude et froide séparées par une cloison verticale La mise en place des mo- biles destinés au positionnement d'organes en face des trous, ces organes pouvant être par exemple des sondes destinées à détecter des fuites ou des dé- fauts dans les tubes, se fait par intervention hu- maine Lorsqu'il s'agit d'un mobile autoporteur, ce- lui-ci est mis en place par un opérateur qui pénètre dans la boîte à eau et en ressort dès que la mise en place est faite S'il s'agit d'un mobile porté, par exemple assujetti à un bras tournant, il est égale- ment nécessaire qu'un opérateur pénètre dans la boî- te à eau pour installer le système de bras tournant. Dans l'un et l'autre cas, l'opérateur qui doit pénétrer à l'intérieur de la boîte à eau par une ouverture appelée "trou d'homme" est soumis à l'action de rayonnements ionisants qui est considé- rablement plus importante à l'intérieur de la boîte à eau qu'à l'extérieur du trou d'homme Afin d'évi- ter d'exposer le personnel à ces rayonnements, on a cherché à recourir à des systèmes permettant la mise en place du mobile sans qu'il soit nécessaire à un opérateur de pénétrer dans la boite à eau et si pos- sible conçu de telle façon que l'opérateur se trouve à l'extérieur de l'hyperboloide enveloppe des cônes de trajectoires des rayons ionisants. La présente invention a justement pour objet un dispositif pour l'introduction d'un mobile de positionnement dans la boîte à eau d'un généra- teur de vapeur qui évite à un opérateur de pénétrer dans la boite à eau. Selon la principale caractéristique du dispositif objet de l'invention, celui-ci comporte deux rails sensiblement parallèles et réunis par des traverses, l'ensemble ayant sensiblement la forme d'une équerre chantournée. Les deux rails ont pour but de permettre la montée d'un chariot supportant le mobile de posi- tionnement depuis l'extérieur du trou d'homme jus- qu'à la plaque à tubes Or l'axe du trou d'homme est généralement incliné à 450 par rapport à l'horizon- tale: il faut donc que chacun des rails présente deux parties plus ou moins rectilignes de sorte que l'une, située à l'extérieur de la boîte à eau et dans le trou d'homme, soit inclinée à 45 par rap- port à l'horizontale, tandis que l'autre, située à l'intérieur de la boîte à eau, est verticale: le dispositif a donc grossièrement la forme d'une équerre dont l'angle est de 1350 D'autre parte l'axe du trou d'homme est, dans la plupart des cas, également incliné à 450 par rapport au côté du mail- lage défini par le réseau de trous de la plaque à tubes: la partie des rails située à l'intérieur de la boîte à eau doit donc avoir une forme chantournée pour que la ligne passant par les extrémités supé- rieures des rails soit parallèle à l'un des côtés du maillage ainsi défini L'expression "équerre chan- tournée" utilisée ci-dessus signifie donc que les rails doivent avoir une forme permettant de compen- ser ces deux décalages de 45 o. Selon un mode de réalisation particulier, le dispositif de l'invention comporte, à une extré- mité de chacun des rails, un téton rigide apte à pénétrer dans un trou de la plaque à tubes, l'un des tétons ayant une longueur supérieure à l'autre afin que, le premier téton étant placé dans un trou de la plaque à tubes, on puisse, par pivotement de l'en- semble, amener le deuxième téton dans un autre trou de la plaque. Suivant une variante de réalisation, le dispositif comporte, à une extrémité de chacun des rails, un téton gonflable apte à pénétrer dans un trou de la plaque à tubes afin de maintenir l'ensem- ble après gonflement. Selon une autre caractéristique de l'in- vention, le dispositif comprend des moyens permet- tant de le fixer sur la partie inférieure du trou d'homme et de le maintenir en position de travail, ces moyens pouvant consister en une pédale apte à être maintenue sur la face interne du trou d'homme à l'aide d'un ressort Dans ce cas, la pédale est es- camotable afin de permettre l'introduction du dispo- sitif objet de l'invention dans le trou d'homme. Le dispositif objet de l'invention com- prend également des moyens permettant de déplacer le mobile de positionnement le long des rails, ces moyens pouvant consister en: un chariot apte à coulisser le long des rails, un berceau pouvant être fixé sur ledit chariot et sur lequel on peut placer le mobile de positionne- ment, et des moyens permettant de faire coulisser le cha- riot sur les rails. Enfin, selon une dernière caractéristique du dispositif objet de l'invention, celui-ci est équipé de moyens permettant de le placer exactement au voisinage immédiat d'un mobile déjà en place sur la plaque tubulaire, ces moyens comprenant, dans un mode de réalisation préféré, deux câbles dont les extrémités sont fixées audit mobile, les câble pas- sant dans des tubes-guides situés à la partie supé- rieure des rails En variante, on peut n'utiliser qu'un seul cable ou prévoir un nombre de câbles su- périeur à 2. L'invention apparattra mieux à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre d'illustration et sans aucun caractère de limita- tion, en référence aux dessins annexés dans les- quels: la figure 1 est une vue schématique en coupe de la boite à eau d'un générateur de vapeur montrant l'ensemble du dispositif objet de l'inven- tion, Les figures 2 a à 2 d sont des vues sché- matiques illustrant les différentes étapes de l'in- troduction des rails constituant le dispositif dans la boite à eau, la figure 3 est une vue de dessus de ce même dispositif, la figure 4 est une vue agrandie, sché- matique et en coupe, semblable à la figure 1, mon- trant comment on peut placer le dispositif objet de l'invention à proximité immédiate d'un mobile de po- sitionnement déjà en place sur la plaque tubulai- re, et la figure 5 est une vue schématique en coupe illustrant l'introduction des rails dans la boîte à eau à l'aide du dispositif représenté à la figure 4. La vue en coupe de la figure 1 montre la partie inférieure d'un générateur de vapeur o l'on voit les deux demi-boites à eau 2 et 3 séparées par une cloison 5 tandis que la demi-boite à eau 2 est séparée de l'extérieur par une paroi épaisse 4 com- portant une ouverture d'accès ou trou d'homme 6 A la partie supérieure de la boîte à eau 2 se trouve une plaque tubulaire 8 comportant un certain nombre de trous par o débouchent les tubes échangeurs 9 du générateur Afin de pouvoir introduire dans la boîte à eau 2 et fixer dans les trous de la plaque tubu- laire 8 un mobile de positionnement 10, représenté schématiquement en traits mixtes sur la figure, et qui peut être par exemple un support pour un guide- sonde 11, on utilise le dispositif illustré sur la figure et portant la référence générale 12. Celui-ci comporte essentiellement deux rails 13 et 14 sensiblement parallèles et reliés par des traverses 16, l'ensemble ayant sensiblement la forme d'une équerre chantournée En effet, on voit sur la figure que le dispositif se compose de deux parties 12 a et 12 b plus ou moins rectilignes reliées par une partie centrale courbée: la partie infé- rieure 12 a est à peu près parallèle à l'axe du trou d'homme tandis que la partie supérieure 12 b est ver- ticale D'autre part, la partie supérieure 12 b a une forme chantournée pour que les extrémités supérieu- res des rails soient alignées avec les côtés du maillage défini par le réseau de tubes Cette double courbure des rails 13 et 14 est également visible sur la vue de dessus de la figure 3. Afin de pouvoir fixer le dispositif dans la plaque à tubes 8, les extrémités des rails 13 et 14 comportent des tétons rigides 18 et 19 respecti- vement, aptes à s'introduire dans les trous de ladi- te plaque à tubes Il est bien évident que l'écarte- ment des rails 13 et 14 à leur extrémité supérieure doit être égale à un nombre entier de fois le pas du maillage défini par les trous 9 afin que les tétons 18 et 19 pénètrent dans les trous Comme on le voit encore sur la figure 1, le téton 18 est plus long que le téton 19 afin de faciliter le positionnement de l'ensemble 12 avant l'introduction du mobile 10. Dans un premier temps, on introduit le téton 18 dans un trou, puis on fait pivoter l'ensemble jusqu'à ce que le téton-19 puisse pénétrer dans un autre trou. Le dispositif comporte également des moyens permettant de le fixer sur la paroi 4 au voi- sinage du trou d'homme avant l'introduction du mobi- le 10 Dans la variante illustrée à la figure 1, l'ensemble constitué par les rails 13 et 14 est fixé sur la partie inférieure du cylindre que définit le passage du trou d'homme dans l paroi 4 au moyen d'une pédale 20 actionnée par un ressort 22. On voit encore sur la figure 1 que le dis- positif comporte des moyens permettant de déplacer le mobile 10 le long des rails 13 et 14 Ces moyens consistent essentiellement en un chariot 24, repré- senté schématiquement en traits mixtes sur la figure à sa position de départ et en traits pleins à sa position d'arrivée 24 a Un câble 27, passant sur une poulie 28 située à la partie supérieure des rails 13 et 14 et dont une extrémité est fixée au chariot 24 tandis que l'autre est fixée à la partie inférieure des rails, permet de faire coulisser le chariot 24 le long de ces derniers Dans une forme de réalisa- tion préférée, le câble peut être étarqué sur un ridoir, mais on peut utiliser d'autres moyens équi- valents, par exemple un treuil. Enfin, un guidon 30, situé à l'extrémité inférieure des rails, coopère à Ilintroduction du dispositif dans le trou d'homme: l'ensemble est suf- f isamment léger pour que cette opération puisse être effectuée par un seul homme d'autant plus qu'on intro- duit d'abord les rails seuls avant d'installer le mo- bile de positionnement 10 sur le chariot 24: ce der- nier reste à demeure sur les rails, mais il est lui- même très léger. Le fonctionnement du dispositif est le sui- vant: lorsqu'on veut introduire le mobile de posi- tionnement 10 dans la botte à eau 2 du générateur de vapeur, on met d'abord en place le dispositif consti- tué par les Rails 13 et 14 Cette première opération se déroule en plusieurs étapes illustrées aux figures 2 a à 2 d Sur la figure 2 a, on voit la boîte à eau 2 du générateur de vapeur séparée de l'extérieur par la pa- roi 4 dans laquelle est percé le trou d'homme 6 Dans un premier temps (figure 2 a) la partie inférieure 12 a du dispositif est maintenue sensiblement horizontale tandis que la partie 12 b qui commence à être introdui- te dans le trou d'homme 6 est inclinée à 450 L'opéra- teur se place latéralement par rapport au trou d'homme ou éventuellement derrière celui-ci, le dos au généra- teur de vapeur, afin de ne pas s'exposer aux rayonne- ments On pousse ensuite l'ensemble (figure 2 b), la partie 12 a arrivant progressivement à une position presque verticale et la partie 12 b étant inclinée à 450 On arrive alors à la position de la figure 2 c o le dispositif est presque entièrement introduit dans la boite à eau Il ne reste plus qu'à manoeuvrer l'en- semble (figure 2 d) pour introduire l'extrémité des rails 13 et 14 dans les trous de la plaque à tubes: on arrive alors à la position finale o la partie supé- rieure 12 b du dispositif est sensiblement verticale et la partie inférieure 12 a sensiblement inclinée à 45 . Cette dernière opération peut être facilitée par un miroir 40 permettant d'observer la plaque à tubes depuis l'extérieur de la boîte à eau Dans certains cas, le miroir peut être remplacé par un écran de visualisation relié à une caméra 17 placée dans la boite à eau. Pour fixer les extrémités supérieures des rails 13 et 14 dans les trous de la plaque à tubes, on cherche d'abord à introduire le téton rigide 18 situé à l'extrémité du rail 13 (figure 1) dans un trou de la plaque tubulaire puis, lorsque ceci est réalisé, on fait pivoter l'ensemble afin que le téton rigide 19, qui est plus court que le téton 18, puisse pénétrer dans un autre trou de la plaque tu- bulaire A ce moment-là, on fixe les rails par rap- port à la paroi 4 en utilisant la pédale 20 et le ressort 22 Celui-ci est relié d'une part à une tra- verse 16 a du dispositif et, d'autre part, à un le- vier 25 dont une extrémité est fixée à un autre en- droit de la structure constituée par les rails 13 et 14 et les traverses 16 La pédale 20 est montée à l'autre extrémité du levier 25 La figure 1 illustre la position de verrouillage dans laquelle le ressort 22 exerce un effort de traction sur le levier 25, appuyant ainsi la pédale 20 sur la face interne de la paroi 4 Lorsqu'on veut dégager l'ensemble, il suffit de tirer sur un câble 23, ce qui a pour effet de ramener le ressort 22, le levier 25 et la pédale le long des rails 13 et 14. Une fois que -le dispositif d'introduction conforme à l'invention est en place et fixé au voi- sinage du trou d'homme 6, on place le mobile de po- sitionnement 10 sur le chariot 24 qui se trouve dans sa position de départ à la partie inférieure du dis- positif En général, un berceau dont la forme et les dimensions sont adaptées à celles de chacun des mo- biles de positionnement à introduire, est placé sur le chariot 24, le mobile 10 étant disposé sur ledit berceau Ensuite, à l'aide du câble 27, on monte le chariot 24 jusqu'à la position 24 a o le mobile 1-0 peut être fixé dans les trous de la plaque à tubes 8 Eventuellement, une caméra 17, fixée à un élément de la structure du générateur de vapeur, permet d'observer la plaque à tubes 8 sur un écran de vi- sualisation extérieur et de repérer exactement l'en- droit o l'on a placé le mobile 10 Eventuellement, -on pourrait placer la caméra sur le mobile de posi- tionnement, mais cette solution a l'inconvénient d'alourdir l'équipage qui doit être hissé jusqu'à la plaque à tubes Lorsque le mobile 10 est en place, on dégage la pédale 20 en tirant sur le câble 23 et on peut sortir le dispositif 12 de la boîte à eau. On peut alors introduire la sonde 15 dans le guide- sonde 11 à travers un dispositif d'introduction d'un type connu en soi, par exemple un tube-guide 7 re- présenté schématiquement en traits mixtes sur la fi- gure. Une fois que le dispositif d'introduction est retiré, le mobile de positionnement 10 peut se déplacer le long de la plaque à tubes 8 et prendre toutes les positions possibles telles que 10 a et 10 b représentées schématiquement en traits mixtes sur la vue de dessus de la figure 3 Lorsque le contrôle de tous les tubes de la plaque 8 est terminé, on ramène le mobile à sa position initiale 10 et on utilise à nouveau le dispositif objet de l'invention pour l'extraire de la boîte à eau. Un problème peut se poser à ce moment-là car on n'est par sûr que le mobile revienne exacte- ment à sa position de départ et il peut y avoir des difficultés pour placer le dispositif de l'invention exactement au voisinage immédiat de ce mobile Ce problème est résolu grâce à un aspect particulier de l'invention illustré schématiquement sur la vue en coupe de la figure 4. Sur cette figure, on voit le mobile 10 fixé dans des trous de la plaque 8 au moyen de pin- ces à expansion 31 par exemple On voit également le chariot 24 qui se compose d'un châssis 21 bordé de deux joues 26 et apte à rouler sur les rails 13 et 14 grâce aux galets 29 Un berceau 32, servant à sup- porter le mobile de positionnement 10 est monté sur le châssis 21 entre les joues 26 Dans l'exemple représenté à la figure 5, le berceau 32 est accroché à la partie supérieure du chariot 24 au moyen de pattes 33 maintenues latéralement par des oreilles 31 a fixées audit chariot Le berceau 32 comporte, à sa partie inférieure, deux joues 34 pouvant être maintenues contre les joues 26 du chariot 24 grâce à un dispositif de verrouillage ouuf système d'emboi- tement 35 Bien entendu, il n'est pas indispensable que le chariot 24 et le berceau 32 soient munis de joues et on peut, sant sortir du cadre de l'inven- tion, utiliser tout moyen équivalent pour fixer ces deux éléments l'un à l'autre. La figure 4 montre également le dispositif permettant de placer les rails 13 et 14 exactement au voisinage du mobile 10 Ce dispositif se compose essentiellement de deux câbles 36, 36 ' dont-les ex- trémités 36 a et 36 b sont fixées au mobile 10 Pour plus de clarté sur la figure, on a représenté un prolongement 38 de ce dernier sur lequel est atta- chée l'extrémité 36 a du câble 36, mais celle-ci peut être fixée à n'importe quel endroit du mobile 10. L'emplacement des points d'attache des extrémités 36 a et 36 b des câbles 36 et 36 ' doit être judicieu- 1 l sement choisi afin de ne pas gêner la mise en place du dispositif de l'invention et de ne pas gêner non plus les mouvements du chariot Les câbles 36 et 36 ' passent dans un ou deux tubes-guides 37 disposés à la partie supérieure des rails 13 et 14. Lorsqu'on veut aller chercher le mobile 10 une fois qu'il est revenu à une position voisine de sa position initiale, on introduit l'extrémité libre des câbles 36, 36 ' dans les tubes-guides 37 lors- qu'on commence à pousser le dispositif 12 dans le trou d'homme 6 Comme on maintient les câbles 36, 36 ' tendus en permanence, le dispositif 12 se rap- proche automatiquement du mobile 10, au fur et à mesure de son introduction dans la boite à eau 2 du générateur de vapeur, comme cela est illustré sché- matiquement à la figure 5 Etant donné qu'il y a en général deux câbles 36, 36 ' ceci permet non seule- ment d'approcher la partie supérieure des rails 13 et 14 du mobile 10, mais encore d'orienter ceux-ci afin qu'ils se placent à nouveau exactement dans la position représentée à la figure 4 On peut alors hisser le chariot 24 avec le berceau 32 qui est donc lui aussi orienté correctement pour recevoir le mo- bile 10: ce dernier est désolidarisé de la plaque à tubes 8 et on peut l'extraire de la boîte à eau. Le dispositif selon l'invention présente des avantages particulièrement intéressants puis- qu'il permet d'introduire un mobile de positionne- ment sur une plaque tubulaire de générateur de va- peur sans qu'un opérateur pénètre dans la boite à eau De plus, il est d'une construction simple, donc peu coûteuse et suffisamment léger pour qu'un seul homme puisse le manipuler Enfin, les opérations d'extraction du mobile de positionnement sont faci- litées grâce aux câbles 36, 36 ' qui permettent de placer rapidement et sûrement le dispositif à proxi- mité immédiate du mobile 10 à la bonne distance et avec la bonne orientation. Enfin, il est bien entendu que l'invention ne se limite pas au seul mode de réalisation qui vient d'être décrit ici mais qu'elle en couvre au contraire toutes les variantes Par exemple, si l'on a décrit un mode de réalisation dans lequel le dis- positif est fixé sur la partie inférieure du trou d'homme 6 grâce au ressort 22 et à la pédale 20, on peut, sans sortir du cadre de l'invention, imaginer une variante dans laquelle l'ensemble des rails 13 et 14 est fixé à la partie supérieure du trou d'hom- me 6 au moyen d'un système de fixation quelconque s le chariot 24 n'est plus alors placé comme illustré à la figure 1, mais suspendu en quelque sorte aux rails 13 et 14 D'autre part, à la place des modes de réalisation décrits ici dans lesquels les rails comportent à leur partie supérieure des tétons rigi- des tels que 18 et 19 facilitant leur positionnement dans les trous de la plaque 8 et des moyens de fixa- tion au niveau du trou d'homme, on peut également imaginer une variante dans laquelle les tétons 18 et 19 sont remplacés par des tétons gonflables servant à maintenir l'ensemble du dispositif dans les trous de la plaque à tubes 8 Dans ce dernier cas, les rails 13 et 14 peuvent être constitués par des tubes creux et servir à l'alimentation en air comprimé des tétons gonflables. REVENDICATIONS 1 Dispositif pour l'introduction d'un mobile de positionnement ( 10) d'un organe sur une plaque tubulaire ( 8) d'un générateur de vapeur à travers une ouverture ou trou d'homme ( 6) pratiquée dans la paroi ( 4) de la boîte à eau ( 2) dudit géné- rateur, caractérisé en ce qu'il comporte deux rails forme d'une équerre chantournée. 2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte, à une extrémité de chacun des rails ( 13, 14) un téton rigide ( 18, 19) apte à pénétrer dans un trou ( 9) de la plaque tubu- laire, l'un ( 18) des tétons ayant une longueur supé- rieure à l'autre ( 19) afin que, le téton ( 18) étant placé dans un trou de la plaque ( 8), on puisse, par pivotement de l'ensemble, amener le téton ( 19) dans un autre trou de la plaque ( 8). 3 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte, à une extrémité de chacun des rails ( 18, 19), un téton gonflable apte à pénétrer dans un trou ( 9) de la plaque à tubes ( 8) afin de maintenir l'ensemble après gonflement. 4 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens permet- tant de le fixer et de le maintenir en position de travail sur la partie inférieure du trou d'hom- me ( 6). 5 Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdits moyens de fixation comprennent une pédale ( 20), escamotable pour per- mettre l'introduction du dispositif dans le trou d'homme ( 6), et apte à être maintenue sur la face interne du trou d'homme à l'aide d'un ressort ( 22). 6 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens permet- tant de le fixer sur la partie supérieure du trou d'homme ( 6). 7 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens permet- tant de déplacer le mobile de positionnement ( 10) le long des rails ( 13, 14). 8 Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que lesdits moyens de déplacement comprennent: un chariot ( 24) apte à coulisser le long des rails ( 13, 14), un berceau ( 32) pouvant être fixé sur ledit cha- riot ( 24) et sur lequel on peut placer le mobile de positionnement, et des moyens ( 27) permettant de faire coulisser le chariot 9 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens permet- tant de le placer exactement au voisinage immédiat d'un mobile ( 10) déjà en place sur la plaque tubu- laire ( 8). Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que lesdits moyens permettant de le placer exactement au voisinage immédiat du mobile ( 10) comprennent deux ou plusieurs câbles ( 36, 36 ') dont les extrémités ( 36 a, 36 b) sont fixées audit mo- bile ( 10), les câbles ( 36, 36 ') passant dans des tubes-guides ( 37) fixés à la partie supérieure des rails ( 13, 14).