Brevet FR2532715A1 — publié le 19840309

DISPOSITIF D'OBTURATION DU CIRCUIT PRIMAIRE DE REACTEURS NUCLEAIRES La présente invention a pour objet un dispositif d'obturation de haute sécurité destiné à obturer temporairement les canalisations débouchant sur les générateurs de vapeur des centrales nucléaires , pour isoler une zone dans laquelle il convient d'intervenir pour controle , pour surveillance ou pour réparation Ce dispositif a également pour objet de minimiser 1' exposition du personnel à des radiations ou à des contaminations ionisantes dans les conditions normales d'intervention Elle concerne un obturateur qui est introduit dans la botte à eau du générateur de vapeur (GV) avec un dispositif de levage, pour y être déployé pour prendre sa forme définitive ; il est ensuite verrouillé de façon étanche sur l'orifice de la canalisation primaire .L'ensemble de ces opérations exécute par télémanipulations sans qu'un opérateur ait à pénétrer à l'intérieur de la botte à eau. Cette opération est commandée par des raisons de sécurité , car il est exclu qu'un malheureux concours de circonstance puisse entrainer l'inondation du GV par l'eau qui baigne le réacteur Dans les pratiques actuelles l'obturation des canalisations primaires réclame l'intervention manuelle directe d'un opérateur qui pénètre dans la boIte à eau de l'échangeur - zone particulièrement contaminée - à partir du trou d'homme. La technique consiste à venir visser une "tape" au raccordement de la canalisation sur la boîte à eau , tape qui vient écraser un joint d'étanchéité . Cette tape , constituée de plusieurs éléments séparés est introduite repliée car le diametre du trou d'homme représente la moitié sinon le tiers du diametre de l'assise du joint d'étanchéité 9 puis elle est déployée et positionnée en regard des taraudages de fixation . Ces opérations sont manuelles .La tape est ensuite vissée soit manuellement sinon par un dispositif automatique . Au fil des manoeuvres, ces filetages se détériorent, leur réfection est coûteuse en doses de rayonnement reçues par le personnel d'intervention. D'autre techniques sont ou ont été utilisées . En particulier celle d'insérer un ballon gonflable à l'intérieur de la canalisation dont on prévient le glissement par un blocage mécanique prenant appui sur des éléments fixés à 11 intérieur de la canalisation Compte tenu de l'activité ionisante de l'intérieur du GV, et des risques de contamination, il y a tout intérêt à utiliser des moyens et procédés où l'homme n'a pas besoin d'intervenir directement. La présente invention a pour but d'éliminer l'intervention d'un opérateur à 11 intérieur de la botte à eau , d'apporter une haute fiabilité puisque n'étant pas susceptible d'une brêche ou d'une rupture soudaine Elle concerne l'obturateur proprement dit, les moyens spécifiques de télémanipulations, et leur mise en oeuvre. L'utilisation du dispositif d'obturation et sa mise en oeuvre conjuguent l'action des moyens suivants : une camera de surveillance, des outils de manutention qui sont prépositionnés , l'obturateur , des moyens de commande d'ouverture de l'obturateur et de bridage de celui ci Dans ce qui suit ,l'invention est exposée plus en détail à l'aide de dessins représentant certains modes de réalisation et de mise en oeuvre. Les figures 1 et 2 situent la botte à eau des échangeurs de vapeur des réacteurs à eau pressurisée, les figures 3,4 et 7 sont relatives à l'obturateur et à sa fixation sur la tubulure du circuit primaire . Les gigures 5 et 6 illustrent la méthode de mise en place de l'obturateur par télémanipulations ; les figures 8 schématisent une variante de fixation par vissage de l'obturateur , et la mise en place de l'appareillage de vissage. La botte à eau du GV est une demi-sphère formée de deux chambres 901, 902 séparées par une plaque de partition verticale 903 , elle est surplombée par la plaque à tubes 904 de l'échangeur (GV).Chaque chambre possède deux ouvertures : le trou d'homme 905,d'accès, de diamêtre 400mm et la tubulure 906 de diametre 800mm environ, . Le diamétre de collerette 907 constituant la portée du joint d'étanchéité sur la chambre est de 1100mm environ. L'obturation est assurée par une tape circulaire fixée sur la collerette de la tubulure. Les sollicitations mécaniques auquelles est souris l'obturateur correspondent à une différence de pression de l'ordre de deux bars en statique soit un effort de 10 tonnes environ sur la tape d'obturation, et éventuellement de cinq bars en dynamique , pendant un laps de temps réduit. L'obturateur (fig 3, 4asb,c, 7) est constitué de six éléments articulés 921 à 926 . Replié, il forme une sorte de tube de section prismatique, passant par le trou d'homme Il possède un mécanisme de déploiement 930 qui n'est autre qu'un cric à vis sans fin 927 dont la rotation est entrainée par le moteur 929. Les extrémités du cric sont reliées par des pattes articulées 931 aux éléments 926 et 921 q par extension du cric ltobturateur se déploie selon la figure 4c . Les articulations des éléments viennent en butée lorsque l'obturateur a pris sz forme plane , si bien que celui ci ,résiste à une pression exercée sur la face opposée à celle sur laquelle est fixé le système d'ouverture 930.Des butées transversales escamotables 932 fixées sur les éléments viennent éventuellement renforcer cette rigidité. La face extérieure de la tape est recouverte d'une membrane étanche 933. I1 se fixe sur des goujons 934 appartenant à la collerette 907 soudée sur le bol 912. Ces goujons comportent une partie cylindrique terminée par une tête 935 sous laquelle vient se loger un coin 936 , en fourche,poussé par un vérin 937 qui bloque la tape (fig 7a,b). Mise en place de la tape (obturateur): a) dans une phase préparatoire on installe une camera de surveillance , et des palans de manutention . Ils sont introduits simplement à l'aide de cannes ou autres moyens rustiques D soit à la verticale du centre du trou d'homme, soit dans l'axe du trou d'homme pour être fixés sur la face en surplomb de la plaque à tubes 904. Dans un mode de réalisation 9 les palans A, B, C sont d'abord accrochés sur la plaque à tube ,en un point déterminé qui simplifie la manoeuvre de mise en place : soit à la verticale du centre du trou d'homme soit dans l'axe du trou d'homme (fig. 5a) D Ils se déplacent ensuite par des moyens autonomes pour venir à leur position de travail 908, 909, 910 au dessus de 906 (fig.2). La camera de surveillance 911 est fixée par ventouses sur le bol 912, sinon par des pions sur la plaque à tubes. ba aatiallation de la tape (fig 5 b,c et fig 6a,b) La t-ape repliée 914 est saisie par des électro-aimants 913 reliés aux filins des trois palans, puis hissée à l'intérieur de la sphère en s'aidant d'une glissière 915. Par enroulement de l'un des filins la tape est approchée à proximité de 906 (fig. 5c), elle est ensuite déployée (fig.6a) par commande du moteur électrique porte par la tape, puis elle est soulevée et positionnée au dessus des goujons de 907. La tape est ensuite descendue sur les goujons par les palans (fig 6a,b). Il est prévu d'ajuster la position de - la tape dans un plan horizontal par un cable de rappel (non représenté),- ce qui facilitera son accostage sur les goujons. c) serrage du joint d'étanchéité : Elle est alors bridée sur les goujons ce qui assure le serrage du joint sur la collerette Par action des vérins 937 , des coins 936 sont engagés sous les têtes 935 des goujons . Ils écrasent le joint d'étanchéité porté par la tape contre la collerette 907 (fig 7a,b,c). Une solution par vissage d'écrous sur des goujons a été représentée pour mémoire sur la figure 8 . Elle utilise une visseuse 940 qui est introduite dans le GV après mise en place de la tape et positionnée sur celle ci , par télémanipulation à lraide des palans précédents . Centrée sur la tape, elle vient ensuite serrer successivement les boulons de la périphérie en tournant au dessus de la tape. Ce type de matériel est actuellement en exploitation. Toutefois, le vissage prête à la critique du fait de la détérioration progressive des filetages. REVENDICATIONS DU BREVET 1. Méthode d'obturation du circuit primaire de réacteurs nucléaires à eau pressurisée destinés,à isoler le générateur de vapeur (ou échangeur), mis en place par télémanipulations, caractérisée en ce qu'elle compred les manoeuvres suivantes - introduction de palans de manoeuvre à l'intérieur de la boîte à eau ces palans seront fixés sous la plaque tubulaire et positionnés en des endroits prédéterminés au dessus de-la tubulure du circuit primaire, - fixation d'un obturateur aux extrémités des filins de ces palans, levage à l'intérieur de la boîte à eau ,déploiement de l'obturateur, réglage de l'inclinaison par action sur les filins porteurs, descente de l'obturateur, engagement sur des goujons fixés sur le générateur de vapeur, contigüs au siège du joint d'étanchéité, - bridage de l'obturateur qui écrase son joint d'étanchéité contre le générateur de vapeur en prenant appui sur les goujons. 2. Dispositif d'obturation du circuit primaire de réacteurs nucléaires à eau pressurisée selon la revendication 1, destiné à isoler le générateur de vapeur dont les éléments, mis en place par télémanipulations, sont caractérisés par: - un obturateur repliable, avec un mécanisme d'ouverture et un mécanisme de blocage provoquant son serrage sur l'échangeur . Ces mécanismes sont télécommandés - deux palans ou plus, servant aux manutentions de l'obturateur dans la boîte à eau et à son positionnement sur le siège d'étanchéité du générateur de vapeur, disposés en des endroits précis ,repérés 3.Obturateur repliable selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il est composé d' éléments articulés l'un à l'autre, possédant un dispositif d'ouverture , des joints et une membrane d'étanchéité , des organes de serrage servant à rigidifier l'obturateur lorsque celui ci est déployé , des organes de serrage venant prendre appui sur des goujons portée par le générateur de vapeur. 4. Palans selon les revendications 1 et 2 caractérisés en ce qu'ils ont une base automotrice qui vient s'accrocher à la plaque tubulaire, capable de se mouvoir au plafond en engageant alternativement des pions de fixation dans les tubes du générateur de vapeur, par une succession de déplacements discrets, et en ce qu ils sont d'abord fixés en un point facile d'accès de la plaque tubulaire (par exemple à la verticale du centre du trou d'homme, ou bien dans l'alignement de l'axe du trou d'homme) à l'aide d'une canne de mise en place, et en ce qu'ils se déplacent ensuite, eux mêmes, en leurs positions respectives de travail.