Brevet FR2536574A1 — publié le 19840525

CHANTIER T MANIPULATEURS DE REFECTION POUR GENERATEURS DE VAPEUR DE REACTEURS NUCLEAIRES L'invention concerne un chantier installé dans les bottes a eau (ou bols) des générateurs de vapeur (CV) de réacteurs nucléaires, comprenant un ou plusieurs manipulateurs d'intervention (MI) télécommandés travaillant simultanément sur des zone, délimitées de la plaque à tubes (PT). Elle concerne également les équipements correspondants, équipements qui sont susceptibles d'etre installés sans intervention manuelle à l'intérieur des boites à eau à l'aide d'un manipulateur de service (NS);; ainsi que leurs procédures de télémanutentions. L'invention ese caractérisée par l'emploi du télémanipulateur de service (Ms) qui assure la mise en place et l'évacuation des MI, et leur changement d'outils. L'invention est également caractérisée par la pose d'une infrastructure solidarisée à la boite a eau du CV, qui assure le positionnement et le bridage des manipulateurs. Elle est particulièrement destinée a des opérations de réfection, longues et multiples, sur PT ainsi que sur les tubes du GV où l'on peut être ahané å manipuler des outils lourds et encombrants, à exercer des efforts, et où il est nécessaire de disposer d'une course maximale pour l'introduction de têtes rigides d'outils dans les tubes des GV. Elle a pour objectifs principaux, d'automatiser ces types d'interventions et d'en réduire considérablement la durée. Aujourd'hui ces interventions se traitent à grand renfort de personnel pour des raisons d'exposition à des rayonnements ionisants. Par ailleurs, leur productivité est trés réduite du fait qu'un opérateur ne peut séjourner qu'une minute ou deux dans la bote à eau et que par ailleurs il est difficile de travailler dans un volume aussi confiné. C'est actuellement dans le domaine de l'inspection des tubes qu'ont été mis au point la plupart des machines et autres manipulateurs télécommandés d'intervention sur les GV. Pourtant dans tous les cas la machine ne procède qu'à une seule opération à la fois, sur un seul tube, à l'aide d'un seul équipement. Parmi ces équipements on peut citer des véhicules automoteurs portant les sondes de controle, qui se déplacent pas à pas en insérant successivement des doigts de préhension dans les tubes du GV. L'invention est caractérisée par l'installation d'une infrastucture de supportage comprenant des plots de supportage et de bridage des MI et du MS. Dans l'une des versions intérèssantes de l'invention, ces plots possèdent des éléments moteurs contrjbuant au positionnement, au bridage, au fonctionnement des télémanipulateurs. Ces plots sont directement placés dans des "attentes" ou réceptacles soudés sur le bol ci cela a pu etre réalisé en temps voulu, sinon fixés sur une afrasti-ucture composée de rails entrecroisés Ces rails comportent des éléments "méridiens" et des éléments horizontaux. Les méridiens convergent sur une embase recevant le manipulateur de service et placée dans le fond du bol, contre la plaque de partition L'ensemble est aisément et rapidement installé manuellement. Des systèmes de clampage situés dans l'embase et dans les éléments de rails facilitent la pose. tes MI sont capables de supporter des charges de 100 kilogrammes et plus, leur main de travail est dotée dune course verticale de 500mm ou plus. Dans ce qui suit l'invention est exposée plus en détail a l'aide de dessina représentant reculement certains modes d'exécution. Les figures la,b situent les boîtes a eau des échangeurs (CV) des réacteurs à eau pressurisée. la boîte à eau du GV (f ig.la,b) est une deei-sphère formée de deux chambres 901 et 902 séparées par une plaque de partition verticale 903; ces chambres sont surplombées par la plaque a tubes 904 de l'échangeur (CV). Chacune possède deux ouvertures: le trou d'homme 905 d'accès, de diamètre 400mm, et la tubulure 906 du circuit primaire de diamètre 800mm environ. Infrastructure du chantier (figure 2) un opérateur met en place manuellement dans le bol du GV, contre la plaque de partition, un ensemble rigide constitué d'une embase 910 prolongée du méridien central 911. Il fixe ensuite les deux méridiens 912 sur l'embase, puis il les positionne par rapport à la plaque de partition par les renforts 9139 et il rigidifie la structure obtenue avec deux raidisseurs 914. Le centre de l'embase et les extrémités des méridiens portent chacun un plot identique 915 destiné à supporter, brider et commander le manipulateur de service (MS) et les trois manipulateurs d'intervention (MI). Ces plots sont dotés en l'occurence de motorisations qui assurent les mouvements suivants élévation verticale de blocage du mat, rotation du mat sur lui-meme, entrainement de la course verticale du bras du manipulateur. Un plot comporte (figures 3a,b,c): une table élévatrice 916 assurant le bridage des mats, commandée par un motoréducteur 917 et une vis sans fin attaquant une noix 918 solidaire da système de biellettes 919, sur la table, un motoréducteur 920 commandant par un jeu de pignons coniques 921 le carré 922 d'entrainement de la course verticale du mat. un motoréducteur 923 qui entrains par un système à roue et vis sans fin 924, un crabot 925 de rotation du mat. Les dents 925 du crabot sont taillées pour permettre un engagement aisé du mat lors de la montée de la table 916. - les doigts 926 assurent lors du bridage 19orientation du mâe et de sa tête par rapport 5 la géométrie des perchages de la plaque à tube. Pour chaque position dans le GV, la couronne portant les doigts sera prépositionnée en fonction de la disposition géométrique des tubes. Tous les fluides nécessaires à la motorisation des plots, des mats et des outils passent par les méridiens afin de reporter l'alimentation générale du chantier dans l'embase. Le manipulateur de service a pour fonctions de positionner les NE sur leur plot de commande, ainsi que de procéder a l'échange des outils d'intervention Il comprend (figure 4): - un mât 930 commandé en rotation par son plot, portant en tête une platine d9encastrement inclinable 931 et l'axe fixe 932 de rotation du bras inférieur 933, - un élément élévateur 934 porteur de l'axe du bras supérieur 935, commandé par le carré d'entrainement du plot, par l'intermédiaire d9une noix emmenée par une vis incluse dans le mât, - deux bras 933 et 935D d'égale longueur, articulés en leur-milieu autour d'un axe 936, - une main 937 d'amenage du MI, fixée en tête du bras 935, et une main 938 sur le bras 933 pour le changement d'outillage. Elles sont maintenues horizontales par un système à parallélograme inclus dans chaque bras. Le manipulateur de service (SS) est introduit par le trou d'homme d'accès, sa platine d'encastrement 931 inclinée de manière à se présenter parallèlement à la plaque à tubes pour y être fixée. te mat est alors redresse à la verticale pour son bridage par le plot de l'embase, il est bridé entre le bol et la plaque a tubes. Le déplacement vertical (figures 7b, et 8) du chariot élévateur 934 provoque la translation horizontale de la main du bras 935. Ce déplacement est assuré par l'intermédiaire de l'axe 936 et de l'axe fixe 932 du bras 933. Les des mains 937 et 938 demeurent horizontales et dans un meme plan vertical. Ce mouvement est rendu nécessaire pour présenter le MI à l'aplomb de son plot et le maintenir vertical lors de son bridage, la main 938 ne servant alors que de butée inférieure. ta course du chariot 934 correspond au rayon de débattement nécessaire à l'intervention sur les MI. L'implantation des manipulateurs d'intervention (Ml) est liée au débattement des outils pour accès au plus grand nombre de tubes de PT, en conciliant l'espace propre aus mouvements de chacun d'eux et de NS. La figure 5 montre en exemple l'implantation de trols MI, d'amplitudes différentes, compatible avec la géométrie du GV, avec la présence du trou d'homme dVaccès et celle de la tubulure du circuit primaire. Les zones hachures représentent les surfaces de PT non accessibles, correspondant aux zones mortes du MI central et du MS. te manipulateur (figures 6 a,b,c) d'intervention (Ml) est composé de - un mât 940 pourvu de deux guidages 941, commandé en rotation par son plot, portant en tete une platine d'encastrement 942 dans PT et deux pions 943 pour son positionnement par la main 937 de MS, - un chariot élévateur 944, monté sur 941, solidaire d'une noix circulant sur une vis placée dans le mat 940, commandée par le carré d'entrainement du plot, - un bras 945, articulé autour d'un axe 946 solidaire du chariot 944, commandé en rotation par roue et vis sans fin 947.Un motoréducteur 948 avec une vis 949 entraine en translation une un bras d'allonge 950 monté sur la glissière 951, - une tete de travail 952, montée sur la glissière 953 du bras d'allonge 950, commandée par un système analogue au précédent, le motoréducteur 954 étant solidaire de 950. Mise en place d'un manipulateur d'intervention (figures 7a,b): MI est introduit sans outil et le bras replié sur le mat. Il pénètre incliné par le trou d'homme d'accès jusqu'a présenter se9 pions 942 sur la main de prise 937 de MS. Cette manoeuvre est facilité par la servante 970. Il se place, vertical, en butée sur la main inférieure 938. La levée du plot assure son bridage, les pions etant dégagés de la main lorsque les doigts de la platine d'encastrement 941 amorcent leur engagement dans les tubes de PT. Le manipulateur de servive (MS), dégagé, peut alors se replier. Changement des outils sur MI par télémanipulateur (figure 8): Afin d'effectuer la pose ou la dépose d'un outil sur NI, on replie le bras du manipulateur parallèlement au mat. L'outil est ìlcé sur la tête de travail 952 solidaire du chariot du bras, où l'ensemble des fluides nécessaires aux outillage sont reportés. Chaque outil 960 est monté sur un socle 961, spécifique, muni des prises de raccordement aux fluides et de deux pattes de clampage. L'ensemble vient se fixer sur la tette de travail 952 de MI qui en assure le bridage et les alimentations. Ce transport s'effectue à l'aide de la main 938 de MS qui assure le convoyage des outils entre le trou d'homme et les différents MI. REVENDICATIONS 1. Chantier d'intervention sur le circuit primaire des générateurs de vapeur de réacteurs nucléaires caractérisé en ce qu'il comprend installés dans la boîte a eau du générateur de vapeur: un manipulateur de service (MS) 930, un ou des manipulateurs d'intervention (Ml) 940, des plots de supportage 915 des manipulateurs d'intervention placés contre la surface de la boite a eau, une infrastructure de supportage composée d'une part d'un entrecroisement rigide de rails disposés en éléments méridiens 912 et en éléments horizontaux 914 -rails servant à retenir les plots précédents- , d'autre part d'une embase centrale 910 sur laquelle convergent les méridiens et supportant NS. 2 lufrastructure de chantier selon I, caractérisée en ce que l'embase et le méridien central sont solidaires et constituent ltarmature principale du dispositif partir de laquelle l'ensemble de la structure est assev.blee et rigidifiée rapidement 3.Manipulateur de service selon 1, destiné à placer les manipulateurs d'intervention, caractérisé en ce qu'il comporte en particulier: - un mît vertical 930 reposant sur une couronne pivotante du plot support 910, un embout venant se ficher sur une broche motorisée 922 du plot support, embout prolongé d'une vis dtentrainement 925 solidaire du mat, une pièce supérieure 931 engageant des doigts de fixation dans les tubes de la plaque a tubes, orientable en tête du mît - un chariot 934 coulissant sur ce mât dont la course verticale est commandée par la vis d'entrainement, - deux bras 933 et 935 montés en ciseaux , l'un en partie supérieure du mât et l'autre sur le chariot, dont l'ouverture ou la fermeture assure la translation horizontale du manipulateur d'intervention vertical. - denx mains de travail à l'extrémité des bras3 lsune 937 de saisie des manipulateurs d'intervention, l'autre 938 effectuant les transferts d'outils sur les bras des MI. 4, Manipulateur d'intervention selon 19 de grande course verticale, capable de soutenir de fortes charges, caractérisé en ce qu'il comporte: - un mât vertical 940 reposant sur une couronne pivotante du plot support 915, - un embout venant se ficher sur une broche motorisée 922 du plot support, embout prolongé d'une vis d'entraînement solidaire du mât, - une pièce supérieure 942 engageant des doigts de fixation dans les tubes de la plaque à tubes, solidaire du mat, - un chariot 944 coulissant sur ce mât dont la course verticale est commandée par la vis d'entrainement, - un bras horizontal 945 coulissant fixé sur le chariot, Ce bras s'efface en venant se placer parallèlement au mat lors de l'introduction du manipulateur par le trou d'homme d'accès. - une tête de travail 952 portée par le bras, - des outils divers, tour à tour fixé-s sur cette tête de travail, 5. Manipulateur selon 4, où le bras de travail pivote à la verticale pour l'opération de changement ou de dépose d'un outil, 6. Plot selon 1, 3 et 4, destiné au supportage du manipulateur d'intervention et du manipulateur de service, caractérisé en ce qu'il comporte - un plateau élévateur 916 qui assure l'introduction des doigts de la pièce supérieure de MI dans les tubes d'échangeurs, une coursonne motorisée 925 qui assure la rotation du mat sur lui même, une broche d'entraînement 922 rentrant dans la partie femelle correspondante de l'embout du manipulateur, entraînant par Sa rotation le déplacement vertical du chariot 7. Chantier d'intervention selon 1,3,4 caractérisé en ce aue le maninulatour MS opere des changements d'outillages sur les mains des MI, venant y prélever un outillage pour le présenter à l'aplomb du trou d'homme où il est repris par un opérateur ou par une servante (manipulateur de transfert) pour être transféré à l'extérieur; puis reprenant un nouvel outillage pour venir le placer, on remplacement, dans la main de MI.