Brevet FR2545971A1 — publié le 19841116

METHODE ET DISPOSITIF D'OBTURATION DU CIRCUIT PRIMAIRE DE REACTEURS NUCLEAIRES La présente invention a pour objet une méthode et un dispositif d'obturation de haute sécurité destiné à obturer temporairement les canalisations primaires des générateurs de vapeur (GV) des centrales nucleaires, pour isoler une zone dans laquelle il convient d'intervenir pour controle, surveillance ou encore pour réparation. Elle a aussi pour objet de minimiser l'exposition du personnel à des radiations ou à des contaminations ionisantes dans les conditions normales d'intervention. Le dispositif comprend un obturateur qui est introduit dans la boite à eau du GV, par éléments séparés, pour y être assemblé à l'aide d'un télêmanipulateur pré-installé dans la botte à eau. Avec le même télémanipulateur, il est ensuite positionné de façon étanche sur l'orifice de la canalisation primaire. L'ensemble de ces opérations s' exécute sans qu'un opérateur n'ait à pénétrer à l'intérieur de la botte à eau. Dans les pratiques actuelles, l'obturation des canalisations primaires réclame l'intervention manuelle directe d'un opérateur qui pénètre dans la boîte à eau de l'échangeur - zone particulièrement contaminée - à partir du trou d'homme. L'une des techniques utilisée consiste à venir visser une "tape" sur une bride rapportée par soudage sur la boite à eau (bol) du GV, tape qui vient écraser un joint d'étanchéité circulaire plat. Cette tape, constituée de plusieurs éléments séparés, est introduite repliée car le diamètre du trou d'homme représente la moitié sinon le tiers du diamètre de l'assise du joint d'étanchéité , 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 recues 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 l'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 dispense de la présence d'un opérateur à l'intérieur de la botte à eau, elle propose une méthode d'intervention et apporte un dispositif de haute fiabilité puisque na8éeawt pas susceptible d'une brêche ou d'une rupture soudaine. 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 la,b situent la botte à eau des échangeurs de vapeur des réacteurs à eau pressurisée, les figures 2,3,4 et 5 sont relatives au montage de l'obturateur sur le télémanipulateur à partir du trou d'homme d'accès. La figure 6 illustre la méthode de mise en place de l'obturateur et sa fixation sur la tubulure du circuit primaire; les figures 7 et 8 schématisent une variante de fixation de 'obturateur sur une bride. La botte à eau du CV (fig.la,b) 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 diamètre 800mm environ . Les sollicitations mécaniques auquelles est soumis 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. ASSEMBLAGE DE LA TAPE L'obturateur est constitué de trois éléments complémentaires en acier, assemblés à partir du trou d'homme par des glissières, l'ensemble étant recouvert d'une peau d'étanchéite incorporant un joint gonflable. Un telemanipulateur 910 (fig.2) est positionné au préalable dans la boite à eau. Il porte un bras 911, muni d'un chariot mobile 912, qui est amene à l'horizontale par rotation autour d'un axe 913. Un vérin 914 est fixé latéralement sur l'axe 913 et relié par un tirant 915 au chariot 912 qui assure ainsi la commande d'inclinaison du vérin. Ce vérin 914 porte en tête une main de préhension 916 de ltobturateur (tape), orientable autour d'un axe horizontal 917. L'élément central 921 (fig.3) de la tape 920 est introduit dans le bol au moyen d'une "servante" 922 qui la maintient à une inclinaison et une position données pour sa saisie par la main 916. La main accroche le plot central 948. Par rotation du télémanipulateur 910, l'élément 921 présente alors successivement ses deux bords en regard du trou d'homme pour l'assemblage des deux éléments complémentaires 923 sur des glissières 950. La tape 920 est ensuite présentée perpendiculairement à l'axe du trou d'homme par rotation 917 de la main 916 (fig.4). La face présentée vers l'extérieur du bol comporte des taraudages provisoirement utilisés pour y fixer manuellement des tiges de guidage 924. Par rotation, le télémanipulateur 910 degage alors l'accès-du trou d'homme afin d'y introduire la peau d'étanchéité 930. Celle ci est simplement posée sur le trou d'homme, des trous percés dans l'enveloppe vis à vis des tiges 924 permettant de vérifier le repositionnement de la tape 920 par rotation inverse du télémanipulateur. Le vérin 914 permet alors de rapprocher la tape 920 de la peau d'étanchéité 930, qui est engagée sur les tiges de guidages 924. L'opérateur remplace (fig.5) une à une ces tiges par des vis de fixation 925 munies d'un joint d'étanchéité, mettant progressivement en place la membrane 930 et son joint gonflable 931 incorporé. Deux systèmes d'alimentation en air comprimé sont succeptibles d'être employés (non représentés sur les schémas): - une bouteille réservoir embarquée sur un des éléments 923 de la tape, une alimentation par l'extérieur (trou d'homme). Dans les deux cas, l'opérateur a accès par rotation du télémanipulateur aux bords des éléments 923, et peut donc assurer manuellement le branchement de l'alimentation sur la valve du joint gonflable 931. MISE EN PLACE Le télémanipulateur 910, par rotation, amène l'obturateur 920 perpendiculairement à l'axe du débouché de la tubulure primaire 906, le vérin de pose-étant aligné sur cet axe (fig.6,8). Si pour certains types de boite à eau l'alignement ne peut être obtenu, le positionnement de la tape se fera en combinant l'allonge du vérin 914 avec la rotation du télémanipulateur 910 et la course du chariot 912 sur le bras. Deux types de positionnement et de bridage de l'obturateur sont envisagés: a) la tape 920 (fig.6) est amenée dans la tubulure 906 en butée sur des tirants 935 préalablement disposés de l'extérieur au travers de la paroie. Une deuxième série de tirants 936 est alors fixée et maintient ainsi l'obturateur en position pour le gonflage de son joint d'étanchéité 931. Ces tirants servent alors d'ancrage à la tape et reprennent d'une part les efforts dus à la pression de l'eau dans la tubulure (936), d'autre part évitent en cas d'incident la perte de la tape dans la canalisation primaire (935). b) la tape 920 (fig.8) est placée au niveau d'une bride 940 soudée dans la boite à eau au débouché de la canalisation primaire, des doigts escamotables 941 assurant son positionnement et sa tenue à la pression. Le joint 931 assure l'étanchéité sur la face interne de la bride. Chaque élément de la tape (fig.7) possède des doigts 941 escamotables par rappel ressort 942, disposés radialement. La partie centrale 921 comprend en son centre le mécanisme de déploiement des doigts. Une visseuse, incorporée à la main de préhension du télémanipulateur 910, actionne au travers du pion de préhension 948 de la tape une vis centrale 943 commandant le déplacement d'un écrou sur lequel sont articulés des biellettes 945 reliés à des patins poussoirs 946 montés sur glissières 947. Les patins 946 ne sont pas rattachés aux doigts 941 afin de permettre l'assemblage des éléments de la tape. La peau d'étanchéité 930, avec son joint gonflable 931, est rende solidaire de a tape 920 par des vis 925. REVENDICATIONS: 1. Méthode d'obturation du circuit primaire de réacteurs nucléaires à eau pressurisée destinée à isoler le genérateur de vapeur (ou échangeur, ou GV), selon laquelle l'opération s'effectue sans qu'un opérateur ait à pénétrer dans la botte à eau (ou bol) de l'échangeur, caractérisée en ce que: a) elle fait intervenir pour les différentes opérations du cycle de pose un télémanipulateur pré-installé dans la botte à eau, b) les éléments mécaniques de la tape d'obturation sont tout d'abord introduits séparément dans la botte à eau, à commencer par un élément central 921 qui est positionné et orienté par le télémanipulateur, de façon à ce que les éléments adjacentes 923 viennent s'assembler sur des glissières 950 par simple translation selon l'axe du trou d'homme, c) cette ossature mécanique ainsi constituée est ensuite pivotée de 900 sur elle même de façon à ce que son axe devienne parallèle à l'axe du trou d'homme, puis effacée par rotation du télémanipulateur de façon à dégager le bol en regard du trou d'homme pour laisser la place à l'introduction d'une membrane d'étanchéité 930 qui viendra recouvrir une face complète de la tape, d) la membrane étant déployée, la tape est ensuite ramenée en regard du trou d'homme pour la fixation de l'une sur l'autre, e) la tape est enfin mise en place sur la section de la canalisation primaire à l'aide de ce même télémanipulateur, et elle y est fixée de façon étanche 2. Obturateur selon la revendication 1 caractérisé en ce que a) l'élément central de l'ossature mécanique possède un plot de préhension 948 sur lequel vient se fixer le télémanipulateur, b) l'obturateur reçoit des tiges amovibles 924 destinées au guidage et à la mise en place de la membrane étanche. Cette membrane est fixée par des boulons 925 possédant des joints d'étanchéité, c) la membrane possède une collerette cylindrique 931 assurant l'étanchéité sur le GV, ainsi qu'un moyen d'expansion de cette partie cylindrique. d) l'obturateur possède des moyens annexes 941 permettant de le clamper (brider) sur une bride rapportée sur la paroi du GV au débouché de la canalisation primaire, lorsque l'étanchéité se fait sur cette bride. 3. Obturateur selon 2 caractérisé en ce qu'il possède des doigts d'ancrage 941 qui sont sortis par télécommande et qui viennent s'encastrer dans des logements ménagés sur la surface intérieure de la bride 940. 4. Dispositif d'obturation selon 1 et 3 caractérisé en ce qu'une bride 940 possédant des logements d'ancrage à été soudée sur la surface intérieure du bol du GV, et ou l'obturateur possède un élément central 948 dont la rotation entraine la sortie simultanée de doigts résistants 941 qui viennent s'encastrer dans ces logements. 5. Dispositif d'obturation selon 1 et 2, caractérisé en ce que l'obturateur est maintenu en position par des tiges 935 et 936 introduites temporairement au travers de la canalisation primaire, tiges situées de part et d'autre de l'obturateur (côté canalisation primaire et côté GV).