Brevet FR2545582A1 — publié le 19841109

Dispositif d'observation de la plaque tubulaire d'un générateur de vapeur L'invention a pour objet un dispositif d'observation de la plaque tubulaire d'un générateur de vapeur comportant des nappes de tubes parallèles situées dans une enceinte munie d'au moins un accès situé face à l'intervalle entre deux nappes adjacentes, dispositif du type comprenant une perche de dimension transversale inférieure à l'intervalle, insérable par l'accès, contenant un guide de lumière et un endoscope et terminée par une tête munie de moyens déflec- teurs orientables associés à l'endoscope et au guide pour permettre d'éclairer et observer une même zone de la plaque. L'invention trouve une application particulièrement importante, bien que non exclusive, constituée par l'examen visuel de la plaque tubulaire des générateurs de vapeur utilisés dans les centrales nucléaires à eau légère sous pression La sécurité d'exploitation de la centrale exige d'éviter tout passage de fluide primaire,-qui parcourt les tubes, dans le fluide secondaire, qui parcourt l'espace- compris entre ces tubes et l'enveloppe du générateur de vapeur L'observation de la plaque tubulaire du côté secon- daire du générateur de vapeur fournit des indications utiles à l'exploitation et à la sécurité et permet en particulier d'évaluer l'état de la base des tubes du faisceau parcouru par le fluide primaire, la nature, la coloration et la loca- lisation des oxydes et des dépôts de boue, et la présence d'éventuels corps étrangers. Pour effectuer cette observation, on a déjà réalisé des dispositifs d'observation du genre ci-dessus défini. Dans un type de générateur de vapeur fréquemment utilisé dans les centrales nucléaires, l'enceinte est munie de divers accès dont certains, couramment dénommés "trous d'oeil". sont placés à faible distance de la plaque tubulaire, face à l'intervalle qui sépare deux nappes de tubes La perche du dispositif d'observation peut être introduite par ce trou d'oeil, entre deux nappes de tubes adjacentes, ce qui -2- permet d'effectuer l'observation à distance et, donc, d'éviter d'exposer les opérateurs aux rayonnements La perche est arrêtée dans des positions successives pour les- quelles les moyens déflecteurs de la tête sont situés entre deux rangées adjacentes de tubes etl'observation s'effectue pendant le balayage. Mais, du fait du faible écartement de deux rangées adjacentes de tubes, il est impossible d'aligner, dans la direction d'insertion, les moyens déflecteurs de l'endos- cope et du guide de lumière Pour conserver néanmoins la possibilité d'effectuer une observation directement sous l'endoscope, on a proposé de placer les moyens déflecterrs orientables du guide de lumière à l'extrémité d'un tube de renvoi latéral Mais cette solution présente des inconvé- nients sérieux Le tube de renvoi latéral doit être ramené en position verticale pour autoriser le déplacement de la perche et tout-oubli risque de provoquer une détérioration du dispositif, voire même une chute dans le générateur de vapeur de la partie proéminente; il n'est pas possible d'observer des deux côtés de la perche avec le même instru- ment. La présente invention vise à fournir un dispositif d'observation répondant mieux que ceux antérieurement connus aux exigences de la pratique, notamment en ce qu'il rend possible d'observer la plaque tubulaire des deux côtés de la perche tout en évitant la présence d'organes débordant de l'intervalle de circulation. Dans ce but, l'invention propose un dispositif du type ci-dessus défini dont les moyens déflecteurs sont dis- posés dans l'épaisseur de la perche sensiblement l'un au- dessus de l'autre, les moyens déflecteurs du guide étant plus éloignés de la plaque que les moyens déflecteurs de l'endoscope et étant complétés par un guide fixe d'éclairage de la zone de la plaque pour laquelle le faisceau de lu- mière provenant des moyens déflecteurs du guide de lumière est occulté par les moyens déflecteurs de l'endoscope. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit d'un mode particulier d'exécution de -3- l'invention et de la comparaison qui en est faite avec un dispositif suivant l'art antérieur La description se réfère aux dessins qui l'accompagnent, dans lesquels la Figure 1 est un schéma de principe, en perspec- tive, montrant la tête d'un dispositif suivant l'art antérieur, la Figure 2 est une vue d'ensemble, en perspective, montrant la constitution générale du dispositif, les Figures 3 et 4 sont des vues en perspective montrant la constitution de la perche insérable dans l'échangeur. Le dispositif suivant l'art antérieur dont la partie terminale est montrée en Figure 1 comporte une perche 10 rigide, en forme de règle à section rectangulaire, dans. laquelle est disposé un endoscope rigide 12 et, immédiatement au-dessus, un guide optique 14 constitué par une fibre. L'endoscope 12 et la fibre 14 coopèrent respectivement avec un oculaire ou une caméra video et avec une source d'éclai- rage (non représentées). La perche 10 e-st prévue pour être insérée dans l'enceinte d'un générateur de vapeur, par un trou d'oeil, entre deux nappes adjacentes de tubes 16 et 18 Pour cela, la largeur de la perche ne doit pas dépasser la dimension de l'intervalle entre les tubes adjacents Un dispositif représentatif fait dans ce but usage d'une perche en forme de règle ayant une largeur de 8 mm et une hauteur de 30 mm. L'endoscope 12 se termine par des moyens déflecteurs formés par un miroir 20 orientable autour de l'axe de l'endoscope, placé dans la partie basse de la perche 10 Lorsque la perche est arrêtée dans une position pour laquelle le miroir se trouve face à l'espace, de largeur 1, entre deux tubes adjacents successifs, la rotation de l'endoscope permet d'observer successivement toutes les parties de la plaque dans une zone transversale à la perche, à condition que cette zone soit éclairée Or, l'écartement entre tubes d'échange de chaleur adjacents est trop faible pour qu'il soit possible de disposer les moyens déflecteurs de l'endos- cope et du guide de lumière dans le prolongement l'un de l'autre Ces moyens sont donc superposés Pour éviter la 4 2545582 zone d'ombre de la partie terminale de l'endoscope l-ors d'une observation verticale, les moyens déflecteurs du guide de lumière comprennent un tube de renvoi latéral 22 comportant un miroir 24. Comme on l'a indiqué p-lus haut, cette solution présente des inconvénients, qui sont écartés dans le cas de l'invention, qu'on décrira maintenant en faisant réfé- rence aux figures 2 et 3 o les organes correspondant à ceux de la figure 1 sont désignés par le même numéro de référence. La perche 10, encore en forme de règle, est tonsti- tuée en plusieurs pièces assemblées, comme on le verra en détail plus loin Les déplacements de la règle sont com- mandés par un mécanisme placé à l'extérieur de l'enceinte du générateur de vapeur, entre l'enceinte de ce générateur et la casemate de protection dans le cas d'une centrale nucléaire Ce mécanisme comprend une embase 26 sur laquelle est montée une potence 28 munie, à sa partie supérieure, de rails horizontaux de guidage 30 Un moteur d'entraîne- ment actionne, par l'intermédiaire d'un mécanisme de transmission sous boîtier 34, qui peut être de type clas- sique, des galets d'entraînement d'un équipage mobile le long des rails 30 L'équipage mobile comporte, en plus du bottier 34, du moteur et de la perche 10 un ensemble d'éclairage comportant une bolte à lumière 36 munie d'une source telle qu'une lampe à arc, et un organe de liaison optique 38 Dans le cas illustré, cet organe 38 est un adaptateur de liaison avec une caméra vidéo 40 Dans d'autres cas, il peut être constitué par un oculaire d'observation visuelle directe. La perche 10 proprement dite (Figure 3) comporte une partie arrière 42 et une partie avant 44 raccordées l'une à l'autre par des moyens de jonction assurant la continuité des chemins optiques Plusieurs parties avant de longueur différente peuvent être prévues Il est ainsi possible d'explorer un générateur de vapeur depuis l'enveloppe jus- qu'au centre bien que l'espace disponible entre l'enveloppe et la casemate qui l'entoure soit réduit La partie arrière 2545582 est portée par le bottier de mécanisme 34 La partie avant se termine par une tête d'exploration munie de moyens déflecteurs de balayage. Dans la tête du dispositif suivant l'invention, o les organes correspondant à ceux de la Figure 1 sont désignés par le même numéro de référence, on retrouve un endoscope 12 et une fibre d'éclairage 14, associés chacun à un miroir de renvoi 20 o U 24 La tête est en forme de U à ouverture dirigée vers le bas et le miroir 20 de l'endoscope est porté par un tambour 46 monté de façon à pouvoir tourner dans la branche du U éloignée de l'endoscope, autour d'un axe parallèle à l'axe de la règle 10 Pour éviter la présence d'un tube de renvoi, le miroir 24 associé au guide optique 14 est placé au-dessus du miroir 20 Un mécanisme traversant la règle 10 permet de commander simultanément les deux tambours 46 et 48 de façon qu'il y ait recouvrement de la zone éclairée 50 et de la zone 52 vue par l'endoscope. Dans le mode de réalisation montré en Figure 3, ce mécanisme comporte une tringle longitudinale coulissante 54 terminée par une crémaillère 56 d'entraînement d'une pignonnerie de couplage avec les tambours 46 et 48, par exemple à tambour 57 et courroie 59 (Figure 4). La tige 54 est constituée en deux tronçons Le tronçon avant, qui traverse la partie 44, fait saillie à l'arrière de celle-ci pour venir en butée contre un tronçon contenu dans la partie arrière 42. Cette partie arrière 42, prévue pour être raccordée à la partie avant 44 par une languette 38 s'engageant dans une mortaise de forme correspondante et par des vis,-con- tient la partie arrière de l'endoscope 12, du guide optique 14 et de la tige 54 Dans le mode de réalisation montré en Figure 3, l'endoscope se termine par un simple oculaire de vision 60 L'extrémité de la tige 54 fait saillie à l'arrière de la partie 42 et se termine par un téton 62 qu'un ressort de rappel (non représenté) tend à appuyer contre un levier basculant 64 qu'une came 66, actionnée par un moteur 68, permet d'avancer Un écrou 70 peut être prévu pour constituer butée ajustable, limitant les déplacements de la crémaillère. Etant donné que le tambour 46 et le miroir 20 de l'en- doscope occultent, le faisceau lumineux fourni par le miroir 24 lors d'une observation à la verticale de la règle cette dernière contient des moyens d'éclairage fixes de la zone occultée Ces moyens sont constitués par un guide de lumière 72 prévu à la partie basse de la règle, munis d'un miroir terminal 74 de renvoi de lumière Ce second guide peut être alimenté par la même source de lumière 36 que le premier. éventuellement en alternance avec lui. A titre d'exemple de mise en oeuvre, on peut indiquer -quun dispositif utilisé pour l'examen de la plaque tubulaire des générateurs de vapeur de centrale nucléaire comporte une perche-ayant une partie arrière d'environ 1 m de long et deux parties avant utilisables en alternance, l'une de cm et l'autre de 1 m La largeur de la perche est de 7 à 8 mmc'est-à-dire telle que la perche puisse s'insérer sans difficultéentre deux nappes adjacentes de tubes La hauteur de 30 mm permet d'obtenir-une rigidité suffisante Les guides optiques sont constitués par des fibres L'endoscope est constitué par un tube contenant l'optique, glissé dans la perche. Le fonctionnement du dispositif ressort de la descrip- tion qui précède et il suffit donc de l'envisager briève- ment On introduit la perche dans l'un des trous d'oeil du générateur de vapeur, entre deux nappes de tubes adjacentes et on l'immobilise dans une position pour laquelle les miroirs 24 et 20 se trouvent dans l'intervalle entre deux rangées adjacentes Par rotation du miroir, on peut observer les pièds de tubes et la plaque sur toute la rangée Il faut cependant noter au passage que l'angle de vision de l'endoscope sera toujours réduit, d'environ 100 en général. de sorte qu'il faut maintenir une précision élevée dans la synchronisation des miroirs 20 et 24 Une fois une rangée étudiée, on avance la perche d'une distance égale à un pas entre deux nappes et on reproduit les opérations. L'ensemble des opérations peut être commandé à dis- tance, de façon à réduire l'irradiation subie par les 6 - 7 2545582 opérateurs, les déplacements étant reproduits sur un schéma synoptique. 8 2545582 REVENDICATIONS 1 Dispositif d'observation de la plaque tubulaire d'un générateur de vapeur comportant des nappes de tubes parallèles ( 16 18) situées dans une enceinte munie d'au moins un accès situé face à l'intervalle entre deux nappes adjacentes dispositif comprenant une perche ( 10) de dimen- sion transversale inférieure à l'intervalle insérable par l'accès, contenant un guide de lumière ( 14) et un endoscope ( 12) et terminée par une tête munie de moyens déflecteurs orientables associés à l'endoscope et au guide pour per- mettre d'éclairer et d'observer une même zone de Ila plaque, caractérisé en ce que les moyens déflecteurs ( 20 24) sont disposés dans l'épaisseur de la perche, sensiblement l'un au-dessus de l'autre, les moyensdéflecteurs du guide étant plus éloignés de la plaque que les moyens déflecteurs de l'endoscope et étant complétés par un guide fixe ( 72. 74) d'éclairage de la zone de la plaque pour laquelle le faisceau de lumière provenant des moyens déflecteurs ( 24) du guide de lumière est occulté par les moyens déflecteurs ( 20) de l'endoscope ( 12). 2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que -les moyens déflecteurs ( 20, 24) sont constitués par des miroirs portés par des tambours rotatifs dans la perche autour d'axes parallèles, entraînés simultanément en rotation par des moyens de commande traversant la perche. 3 Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que les moyens de commande comportent une tige montée coulissante dans la perche, faisant saillie hors de la perche à l'extrémité arrière de celle-ci, déplaçable en translation par-des moyens de commande tels qu'une came et un moteur-électrique. 4 Dispositif selon l'une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce que la perche est constituée en au moins deux tronçons ( 42, 44) raboutables l'un à l'autre, le tronçon avant étant disponible en plu- sieurs longueurs. Dispositif selon l'une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce que le guide d'éclai- 9 2545582 rage de la zone de la plaque occultée par les moyens déflecteurs de l'endoscope comprend une fibre optique placée à la partie inférieure de la perche, associée à un organe déflecteur fixe.