Brevet FR2534730A1 — publié le 19840420

DISPOSITIF DE PROTECTION CONTRE LES RADIATIONS A L'INTERIEUR DES GENERATEURS DE VAPEUR DE REACTEURS NUCLEAIRES L'invention concerne la réalisation d'écrans protecteurs destinés à être temporairement installés dans les bottes à eau des générateurs de vapeur (échangeurs de température) des réacteurs nucléaires. Ces écrans ont pour fonction de permettre le séjour d'un opérateur dans la botte 'à eau pendant yune durée convenable, pour des interventions de toute nature: maintenance, réparations, ou autres opérations de dépannage d'outillages'. Ils sont constitués d'éléments de grande longueur juxtaposés qui viennent flanquer la plaque de partition des bote à eau et la plaque à tubes. jEn effet, malgré l'extension permanente du parc de télé-manipulateurs adaptés à diverses opérations spécifiques sur le circuit primaires des générateurs de vapeur (GV), subsistent nombre de problèmes de maintenance ou de réparations mineures qui réclament une intervention manuelle directe. Toutefois le recours à des interventions humaines est particulièrement pénalisant en dose de radiations ionisantes accumulées par le personnel. Or, actuellement, certaines réfections complexes de longue durée ne sauraient etre envisagées sans la mise au point longue et couteuse d'appareillages télécommandés complexes, alors que les opérations correspondantes effectuées en manuel ressortissent à des pratiques courantes et à des outillages simples. Le dispositif proposé repose sur la constatation que, si les procédés actuels de décontamination chimiques ou physiques donnent de bons résultats sur les revètements en acier inoxydable (avec des facteurs de décontamination de 40), en revanche il n'en est pas de même sur les tubes, la plaque de partition de la botte à eau, et le revètement de la plaque à tubes constitués en Inconel. Le principe de prévention est donc de procéder en deux étapes : sabord une décontamination préalable du bol (botte à eau) par un procédé chimique ou autre; ensuite l'installation d'écrans, l'un en faux plafond sur la plaque à tubes, et l'autre, vertical, contre la plaque de partition, complétée par une protection placée sur 11 orifice de la canalisation primaire. Lorsqu'il faudra opérer sur les tubes ou sur la plaque à tubes, on dégagera un acces localisé en déposant un élément (ou tuile) de protection, opération qui n'entraîne qu'une augmentation mineure du rayonnement. Actuellement, rien ne se pratique de tel dans ce domaine et c'est ainsi que les interventions pour lesquelles on ne dispose pas d'équipements tres spécifiques se pratiquent à grand renfort de personnel qui ne séjourne que quelques minutes dans la botte à eau . Les doses de rayonnement cumulées sont importantes et posent de réels problèmes d'organisation du travail. L'invention concerne la constitution et le mode d'installation d'écrans protecteurs, en matériau absorbant, plaqués contre les surfaces actives essentiellement un écran vertical et un écran horizontal monté en faux plafond. Elle est caractérisée en ce que l'écran vertical est constitué de planches de grande hauteur qui vont constituer une sorte de palissade devant la plaque de partition. Elle est également caractérisée en ce que ces planches-écrans viennent reposer sur le fond du bol sphérique, et que des crochets fixés au préalable le long de la plaque de partition les maintiennent à la verticale sans pour autant en soutenir la charge. Elle est caractérisée en ce que l'écran de faux-plafond est constitué d'une mosaïque de tuiles possèdant un ou des doigts de fixation qui viennent s'encastrer dans les tubes de la plaque à tubes. Dans une variante préférentielle de constitution du faux plafond, on bride préalablement des systèmes de fixation dans la plaque à tubes, ce qui simplifie l'accrochage et la libération des tuiles et permet d'utliser des systèmes de fixation renforcés. Elle est caractérisée également par le fait que la conception des écrans, et celle des moyens de manutention (manipulateur situé dans le bol du générateur de vapeur, et berceaux de convoyage des tuiles et des planches) permet une mise une construction rapide et aisée des écrans par télé-manipulations, sans que le personnel soit exposé aux rayonnements de façon significative. Dans ce qui suit, l'invention est exposée plus en détail à l'aide de dessins représentant seulement un mode d'exécution. Les figures la,b situent les boîtes à eau des échangeurs (générateurs de vapeur ou C) des réacteurs à eau pressurisée. Les tuiles formant le faux plafond écran sont représentées sur les figures 2a et b. Les figures 3 représentent un autre mode dé fixation des tuiles où celles ci sont accrochées sur des rails préalablement fixés à la plaque à tubes. Les figures 4 concernent les "planches" de protection qui sont accollées à la plaque de partition des bottes à eau. Les figures 5 décrivent un manipulateur (potence) desservant l'intérieur de la botte à eau, destiné à la mise en place et plus tard à la dépose, des planches protectrices -verticales. Les figures 6 montrent l'utilisation du même manipulateur pour la pose des tuiles de faux plafond, avec une main équipée d'un dispositif de positionnement optique. La botte à eau du GV (fig.la,b) est une demi-sphère formée de deux chambres 901, 902 séparées par une plaque de partition verticale 903, ces chambres sont surplombées par la plaque à tubes 904 de l'échangeur (GV). Chacune possède deux ouvertures: le trou d'homme 905 d'accès, de diamètre 400mm, et la tubulure 906 du circuit primaire de diamêtre 800mm environ. Les tuiles 910 en plomb qui forment le faux plafond (fig.2a,b) possèdent un doigt 911 de fixation qui s'engage dans un tube 915-. La membrane gonflable 913 maintient la tuile par friction. Le connecteur rapide 916, avec sa valve, est relié à la main du manipulateur lors de la pose et de la dépose. Sur chaque demi cercle, le faux plafond comprend environ 370 tuiles, chacune recouvrant 9 tubes. Sur les figures 3a et 3b est représentée un autre mode de fixation des tuiles de plafond. On a procédé tout -d'abord à la pose de lattes 924 sur la plaque à tubes 904 ; elles sont maintenues par des doigts 925 à raison de deux à trois doigts par latte. A l'aide d'un manipulateur, les tuiles 910 sont introduites entre ces lattes et guidées en position par leur doigt 923. Lorsqu'elles sont en position, la main qui les supporte entraine en rotation la tige 922 qui fait sortir les extrémités de la patte 921 dans des fenètres ménagées dans les lattes, ce qui assure la sustentation de la tuile. Les planches écrans 930 (fig.4a,b,c,d) possèdent un crochet 931 qui sert à leur manutention par le chariot 967 (fig.5c). En leur extrémité supérieure elles ont une chappe 932 coulissante, avec un axe 933. Cet axe sera accroché aux pièces 935 de fixation préalablement fixées dans certains tubes contigüs à la plaque de partition. De cette façon les planches viennent reposer sur le fond du bol et les attaches n'en supportent pas le poids. Juxtaposées les unes aux autres, elles tapissent la plaque de partition 903 (fig.4b) La potence de manipulation (fig.5a,b,c,d) comprend des parties fixes, des parties mobiles,-des éléments annexes. Le manipulateur décrit est conçu pour s'inscrire dans les demi-sphères inférieures du GV. Il comporte les éléments principaux suivants a) Une embase 960 reposant sur le fond du bol du GV . Elle porte un vérin 964 de bridage , et sur ce vérin un motoréducteur 963. b) Une plaque 961 de fixation sur la plaque à tube 904. c) Un mât vertical 962 pris entre pointe entre l'embase et la plaque de fixation. Il pivote autour de son axe sous l'action du moteur 963 qui engrène sur une couronne portée par 962. d) Un bras 964 formé de deux poutres parallèles 965 et 966, équipé d'un chariot 967 qui est déplacé sur le bras par la vis sans fin 968 entrainée par un moteur fixé sur le bras. e) Un levier 978 qui est articulé sur le bras d'une part, sur un manchon 979 coulissant sur le mat 962 d'autre part. Par rotation de la vis 980, commandée par le moteur 981 fixé sur 962 , le manchon s'élève et entraine le débattement du bras depuis la verticale jusqu'à la position 964. f) Le chariot 967 est composé d'une pièce de translation 967 et d'un socle pivotant 971 . Le pivotement est commandé par rotation d'une vis-972 entrainée par le motoréducteur 973 porté par 967. g) Un avant bras 982 fixé sur le socle 971, avec une main assurant d'une part le levage sur une course d'environ 150mm, d'autre part l'orientation autour d'un axe vertical 983 (fig.6asb). Le levage est assuré par les vérins 987 (fig.6b) et la rotation par le motoréducteur 988 qui fait tourner le plateau 989. La planche écran 985 est amenée en position de prise par le manipulateur,- à l'aide dsun dispositif de levage dont l'extrémité est figurée par 986 (fig.5d). La potence vient ensuite placer ces planches le long de la plaque de partition. Sur les figures 6a,b est représentée l'aménagement de la main pour la pose des tuiles 910, avec un dispositif de visée optique destiné à faciliter le pilotage du manipulateur. La tuile est toujours présentée alignee selon le réseau des tubes de l'echangeur. Elle est décalée par rapport à l'axe 983 de 989, d'une valeur égale à un multiple N du pas du réseau. Dans lXaxe 983 est installé en V1 un endoscope à fibres optiques 991 qui permet un alignement visuel de 983 sur l'axe du tube de l'échangeur situé à "N pas" du tube M sur lequel sera centrée la tuile. Un second fibroscope 992 est installé en V2 qui est décalé également de trois ou quatre pas par rapport à V1. M, V1, V2 sont alignés. Par examen optique de Vi et de V2 , on connait ltorientation avec une grande précision . Pour passer d'un tube à un autre , le calcul indiquera le déplacement nécessaire du chariot (connu avec une grande précision) et la rotation nécessaire de l'avant bras et celle de la main (connues et réglables également avec une grande précision). La constitution de l'écran de protection fait appel au manipulateur d'une part, d'autre part à des dispositifs de convoyage venant délivrer à poste fixe les tuiles utilisées pour la constitution de l'écran de faux plafond, ou les planches utilisées pour le mur. L'opération de positionnement de l'aplomb de la main en regard de la plaque à tubes se fait sous controle télévisuel. Puis, le manipulateur étant immobilisé, la main-outil effectue une course verticale et elle vient fixer en aveugle la planche ou la brique-écran sur l'attache préalablement installée ou sur la plaque à tubes. Ensuite, le manipulateur revient automatiquement en position de chargement, là où s'effectue le transfert entre la servante d'approvisionnement et le manipulateur. Ces séquences peuvent être régies par un automate programmable. 1. Dispositif de protection contre les radiations à l'intérieur des botes à eau de générateurs de vapeur de réacteurs nucléaires, caractérisé en ce qu'il est constitué par un mur formé "planches" (930) juxtaposées qui sont retenues à la verticale par des attaches préalablement fixées à la plaque à tubes, et par un faux plafond constitué de "tuiles" (910) soit directement fixées sur la plaque à tubes (PT) par des doigts engagés dans les tubes, soit maintenues par des lattes (924) fixées préalablement sur PT. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mur vertical de protection comporte des planches individuelles de protection qui viennent s' asseoir sur le fond du GV et quS possèdent un crochet de levage (931) par lequel elles sont salsies par le manipulateur, ainsi qu'une chappe coulissante (932) venant s'accrocher sur les attaches (935) préalablement fixées sur PT. 3. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le faux plafond comprend d'une part des rails fixés à la plaque à tubes, d'autre part des tuiles écrans maintenues par ces rails par des pattes (921) commandées par la main du télémanipulateur. 4. Système de manipulation du dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que les éléments constituant les écrans sont successivement installés en deux temps. Ils sont d'abord introduits à poste fixe dans la boîte à eau pour être saisis par le manipulateur, puis ils sont placés en leur position définitive par celui ci. 5. Potence orientable de manipulation, pour mise en oeuvre du dispositif selon l'une des revendications 1 ou 3, caractérisée en ce qu'elle comprend un chariot portant un bras orientable et à l'extrémité duquel est placé une main de travail dotée d'une orientation autour d'un axe vertical et d'une course verticale. 6. Système de manipulation selon la revendication 4 caractérisé en ce que le chariot possède un système de repérage optique destiné au pilotage des mouvements, caractérisé par deux fibroscopes de visée dont les axes sont alignés et parallèles à l'axe de la pièce manipulée, où l'un de ces axes coincide avec celui de la main de préhension, et qui sont distants l'un de l'autre d'un multiple de la longueur du pas du réseau des tubes.