Brevet FR2537767A2 — publié le 19840615

FR 2537767 A2 19840615 FR 8220869 A 19821213 TELEMANIPULATEUR POUR GENERATEURS DE VAPEUR DE CENTRALES NUCLEAIRES L'invention concerne un appareillage télécommandé, polyvalent, destiné à des opérations de controle, maintenance, réparations, etc..dans les boltes à eau des GV (générateurs de vapeur) de centrales nucléaires. Cet appareillage est caractérisé en ce que l'assemblage de ses éléments constitutifs s'effectue dans la boite à eau contaminée sans qu'aucun exécutant n'ait à y pénétrer; de même que son positionnement. Ce manipulateur d'intervention (MI) balaye l'entiere surface de la plaque à tubes, celle de la plaque de partition du GV, ainsi que la surface sphérique du bol. Ce brevet vient en addition de la demande PV 82 20484. Il est caractérisé en ce qu'il comporte - deux ensembles, constitués d'éléments articulés entre eux, introduits successivement d'une pièce dans la boite à eau pour y être assemblés et déployés, - des outillages annexes facilitant l'introduction du MI par le trou d'homme d'accès, ainsi que le montage, la fixation et le positionnement du MI dans le bol. - diverses combinaisons d'outils, interchangeables, se montant à partir du trou d'homme d'accès, sur le manipulateur. Les deux ensembles mécaniques comprennent a) un élément courbe de rail de guidage monté articulé sur une embase rotative venant se placer au fond de la boite à eau, b) une poutre ou bras, articulée sur un élément qui se fixe à la plaque à tubes (PT), sur laquelle circule un chariot porte outil, c) un élément complementaire du rail de guidage, articulé sur l'extrémité du bras, équipé en tête d'un système de bridage sur PT. Les pièces annexes comprennent a? un outillage bridé sur la plaque à tubes de l'échangeur (GV)s recevant l'élément de clampage articulé du bras, situé contre la plaque de partition du bol et dans l'alignement ou presque d'une génératrice du trou d'homme, b) une patte de fixation, solidarisée au trou d'homme, posée au fond du bol et recevant l'embase dans un logement à l'aplomb de l'outillage précédent. 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 boltes à eau des-échangeurs (GV) des réacteurs à eau pressurisee. La boîte à eau du GV (fig. la,-b) est une demi-sphere formée de deux chambres 901 et 902 séparées par une plaque de partition verticale 903; ces chambres sont surplombées par la plaque à tubes (PT) 904 de l'échangeur (GV). Chacune possede deux ouvertures: le trou d'homme 905 d'acces, de diametre 400mm, et la tubulure 906 du circuit primaire de diametre 800mm environ. Description Ce manipulateur est décrit dans les figures 2 a,b. Il comprend dans l'ordre chronologique d'installation du manipulateur: a) des parties fixes, de positionnement du télémanipulateur, mises en place avant son introduction, à savoir - une patte ou gouttiere 920, placez au fond du GV et fixée au trou d'homme, qui donne une position fixe 921 repérée au centre du bol pour la mise en place de l'embase de MI; - une plaque de raccordement 922 fixé sur PT, à l'aplomb de la position de l'embase dans la gouttière 920, par des doigts engagés dans les tubes du GV. I1 comporte en outre un renvoi de cable 923 utilisé pour manutention de MI et l'engagement de son élément de fixation. b) les éléments du manipulateur proprement dit - un élément de fixation 930, pivotant sur lui même autour d'un axe vertical, porteur d'un doigt de fixation sur la plaque 922 et d'une chape 931 sur laquelle la poutre s'articule, - la poutre au bras 937 qui pivote autour d'un axe horizontal 932 solidaire de la chape 931 et porte en extrémité une commande d'orientatiôn en slte composée d'un motoréducteur 935 et d'un pignon 936 attaquant sur une crémaillere intégrée dans le rail courbe de guidage, - un chariot 940, muni d'un porte à faux passant de part et d'autre du rail, mobile sur cette poutre et porteur d'une ou plusieurs tables élévatrices dotées dvune course z d'une dizaine de centimàtres. - suivant les applications, différentes mains montées directement sur les tables élévatrices. ; une embase rotative 938, placée dans son logement 921 sur la patte 920, rotative sur un axe vertical et porteuse de la chape de l'axe 939 sur lequel s'articule le premier tronçon du rail. A noter que dans une variante l'embase 921 possédera également une unité motrice commandant l'azimuth du manipulateur. - un rail de guidage double composé des deux éléments en arc de cercle 933 et 934 assemblés manuellement par le trou d'homme, qui intègre la crémaillère, solidaire de la poutre 937 par son pignon d'entraînement 936 et de l'embase 938 par l'axe horizontal 939, - en tête du rail 934, un dispositif de bridage 945 dans les tubes de PT composé d'un plateau tournant 946 sur lequel est monté excentré un doigt de clampage 947, et doté d'une course verticale d'engagement par le vérin 948, - un dispositif motorisé 950 d'entraînement du bras en rotation (azimuth) monté à l'intérieur du bras c) Les parties annexes sont les suivantes des organes de repèrage de la position et de l'-orientation du chariot par rapport à la plaque à tubes (moyens optiques ou télémétriques);; des supports de cables (électriques, optiques, air comprimé etc..); des codeurs au niveau de chaque degré de liberté du manipulateur : site et azimuth mesurés sur l'embase, position du chariot sur la poutre, orientation de l'outil etc..; des connecteurs, moteurs etc.. Mise en place (figures 3a,b,c,d): A l'aide d'une perche, de l'extérieur du GV, un opérateur fixe la plaque de raccordement 922 sur les tubes de PT repérés à l'avance. La patte 920 est placée au fond du bol, sa position à l'aplomb du centrage 922 étant repérée par sa fixation sur les attentes du trou d'homme.Cette plaque 922 possède un cable 923 qui sera utilisé pour la mise en place du bras. L'embase 938 et son tronçon 933 de rail est introduit. L'embase est glissée dans son logement 921 ménagé dans 920 et bridée (fig.3a). Le tronçon 933, r d'une iongueur telle qu'il présente son interface de raccordement en face du trou d'homme, est alors écarté par rotation de embase pour dégager l'accès. L'extrémité du cable 923 est alors relié à l'élément de fixation 930 du bras 937 pour son introduction. L'ensemble est introduit avec le tronçon de rail 934 en position replié sur le bras jusqu a engagement complet dans le bol et bridage du doigt de l'élément de fixation 930 dans la plaque 922 (fig.3b). L'ensemble étant maintenu dans l'inclinaison de son introduction, un opérateur aide le rail 934 à se déployer avec l'aide de la commande du pignon 936 par le motoréducteur 935 (fig.4b). Lorsque le dispositif 945 échappe à la poutre, celle-ci est poussée au delà du trou d'homme et vient se brider par son dispositif 950 sur la surface sphérique (fig.3c). L'operateur ramène le tronçon de rail 933 sur le trou d?homme, et par commande du pignon 936, présente les deux éléments 933 et 934 bout à bout pour leur assemblage (fig.3d). ,Le bras 937 est alors débrayée et vient se mettre en position horizontale. tes changements d'outils sur le chariot 940 sont fait manuellement par un opérateur lorsque le bras est axé sur le trou d'homme. Fonctionnement Ce télémanipulateur est destiné à de multiples applications telles que: décontamination de toutes les surfaces de la boîte à eau, ainsi que des tubes du GV; pose et dépose de protections biologiques sous forme d'écrans sous la plaque à tubes (PT) et devant la plaque de partition; meulage, ponçage et controle de la surface sphérique du bol; controle et usinage des extrémités des tubes du GV etc. Pour toute intervention, le manipulateur est d'abord bridé en position par le dispositif 945 en tête du rail courbe, qui s'engage dans un tube de PT. L'ensemble étant rigide, le bras 937 peut débattre en toutes positions pour présenter l'outil en face de la surface à traiter. A noter que pendant toutes les opérations mécaniques entrainant des efforts ou des vibrations d'outils, le bras du manipulateur est bridé en extension contre la paroi sphérique (fig.4). Revendications du brevet 1. L'invention concerne un télémanipulateur d'intervention pour générateurs de vapeur (GV) de réacteurs nucléaires, selon la revendication 1 du brevet principal, comprenant plusieurs ensembles assemblés au fur et à mesure dans la botte à eau: un bras inclinable articulé sur un élément d'attache sur la plaque à tubes5 un chariot équipe d'un plateau élévateur circulant sur ce bras, un rail de guidage en arc de cercle, servant de jambe de force. une embase rotative selon la revendication 2 du brevet principal. 2. Télémanipulateur selon 1 , caractérisé en.ce que - Le premier ensemble mécanique comprend ltelement de bridage sur lequel s'articule le bras équipé de son chariot et un tronçon du rail courbe de guidage en inclinaison du bras, - le deuxième ensemble comprend l'embase rotative avec ie tronçon complémentaire du rail de guidage, - ces deux ensembles sont raccordés manuellement par assemblage en face du trou d'homme d'accès des deux tronçons du rail courbe de guidage, qui constitue ainsi une jambe de force rigidifiant la structure du manipulateur. 3. Télémanipulateur- selon 2 où le bras est équipé en son extrémité d'un dispositif motorisé de rotation azimutale et de bridage, rétractable, prenant appui et roulant sur la surface sphérique du bol. 4. Télémanipulateur selon 2 où lue rail en arc de cercle porte en tête un système de bridage sur la plaque à tube, et où le bras porte un dispositif motorisé commandant son inclinaison en site en prenant appui dans la crémaillère de guidage du rail. 5. Télémanipulateur selon 3 et 4 où, pendant la séquence d'une intervention, le rail en arc de cercle vient se brider. sur la plaque à tubes et le bras vient s'arquebouter contre la surface sphérique par l'action d'un vérin, et où le bras possède un outil oscillant placé sur une platine inclinable qui lui permet de travailler dans un plan vertical diamétral du bol sphérique. 6. Bras selon 2 caractérisé en ce que sa capacité d'inclinaison lui permet de s'axer sur le trou d'homme pour des interventions manuelles destinées aux changements d'outils sur le chariot. 7. Applications de ee télémanipulateur pour des opérations de meulage, d'usinage, de controle sur les parois planes et sphérique de la boîte à eau, ainsi que pour des opérations de lavage au jet sous pression