Brevet FR2544123A1 — publié le 19841012

DISPOSITIF D'INTERVENTION DANS LES CENERATEURS DE VAPEUR DES REACTEURS NUCLEAIRES A EAU PRESSURISEE L'invention concerne un dispositif destiné à des interventions dans le circuit secondaire des générateurs de vapeur (GV) de réacteurs nucléaires à eau pressurisée ("PWR"). Ce dispositif est inséré dans l'espace trés restreint séparant les tubes des GV. L'invention concerne également certains modes spécifiques d'utilisation à des fins de controle et de réparation, et leurs équipements correspondants. Ce dispositif est caractérisé en ce qu'il permet d'accéder a chaque tube, individuellement, à proximité immédiate de celui ci. Ce dispositif est introduit manuellement dans un GV à partir des trous de poing ou des "trous d'oeil" ménages dans l'enveloppe du GV. Suivant le cas, il permet d'intervenir à partir de la rue d'eau transversale entre les deux faisceaux de tubes ou à partir de l'espace annulaire longeant la paroi du GV. Certains dispositifs ont déjà été étudiés qui sont utilisés pour le nettoyage des boues cimentées qui s'accumulent sur la plaque à tubes dans le circuit secondaire. Ils alignent des buses projetant de l'eau sous très haute pression entre les intervalles des tubes de l'échangeur. Ce travail s'effectue à distance, les buses ne viennent pas au contact immédiat de chacun des tubes concernés. Le dispositif proposé est caractérisé en ce qu'il comporte en totalité ou partie: - un vecteur souple, de grande portée, dont l'épaisseur est compatible avec les espacements laissés entre les tubes par les différents types de trame d'implantation, portant les sondes d'instrumentation ou les moyens d'intervention, - un moyen de guidage du vecteur, - un équipage mobile spécifique du mode d'accès au faisceau de tubes (à partir de la rue d'eau transversale ou à partir de l'espace annulaire), commandant le positionnement, l'orientation et l'engagement du vecteur entre les tubes, - un moyen de guidage de l'équipage mobile. La présente invention concerne également certaines applications spécifiques ainsi que les modes de réalisations correspondants, en particulier: a) un système permettant d'établir un relevé topographique des boues déposées, b) un système assurant une protection de gaz inerte à l'envers de tubes qui seraient soumis à une réparation par voie de brasage ou de soudage. Dans ce qui suit, l'invention est exposée plus en détail à l'aide de dessins représentant seulement certains modes d'exécution. Les figures la,b schématisent la configuration d'un GV de réacteur à eau pressurisée. Au dessus de la boite à eau 901 du GV (fig. la) se situe la plaque tubulaire 902 de répartition des tubes 903. Chaque tube effectue un aller-retour à la boite à eau, les deux faisceaux ainsi constitués sont séparés par une rue d'eau 904. Les trous de poing 905 d'acces , d'un diamètre de passage d'environ 160 mm., sont situés dans l'axe de la rue d'eau transversale (fig.lb). Les tubes sont distribués selon une trame ou réseau, définie par sa nature (à pas carré ou équilatéral), par la valeur du pas du réseau, par son ligament (ou distance minimale séparant deux tubes contigüs). L'enveloppe 906 du GV est doublée intérieurement d'une jupe 907 qui délimite l'espace annulaire 908 disponible autour des faisceaux de tubes. L'eau pressurisée du circuit secondaire descend entre cette jupe et l'enveloppe de pression, pour remonter à la verticale le long des tubes de l'échangeur. Description Le vecteur 910 (Fig.2a) est constitué de deux clinquants 911 d'épaisseur 0,9 mm , emboutis de manière à ménager des points d'accrochage, maintenus parallèles avec un écartement de 4 mm environ par des agrafes 912. t'espace intercalaire est occupé par les alimentations 913 des têtes de travail (possibilité de passage pour cinq conduits 3,6 nom.). Le rayon de courbure du vecteur est alors d'environ 110 mm., la course différentielle des âmes par rapport à la fibre neutre est encaissée par les agrafes. Pour qu'il n'y ait pas flambage du vecteur lorsque celui ci se trouve en porte à faux engagé entre les tubes, son épaisseur doit correspondre au plus près à la valeur du passage disponible afin que les tubes eux mêmes lui servent de maintien latéral. L'épaisseur de la tête 914 des agrafes interchangeables 912 est variable en fonction du type de GV, de la nature et du pas du réseau ainsi que du ligament. Afin de protéger l'envers des soudures lors d'un soudage interne de réparation de tubes, un dispositif de soufflage de gaz (argon) peut être monté en tete, qui noie la paroi externe du tube dans une ambiance gazeuse au niveau de l'intervention interne (Fig.2b). Jusqu'à cinq conduits (tubes nylon ou autres) 913 peuvent être montés superposés entre les âmes du vecteur 910 pour alimenter une tête de soufflage. Cette tête 915 comprend une chambre 917 de collection des alimentations 913 et une buse d'aspersion 916 orientée en fonction des trames de disposition des tubes. Elle est fixée sur le vecteur 910 par les alimentations elles-même et par deux pattes retenues par les premières agrafes 912. Afin de créer une atmosphère gazeuse aussi homogène et enveloppante que possible autour d'une section de tube, il convient d'intervenir avec deux vecteurs placés de part et d'autre du tube considéré. La figure 5 montre, pour une trame triangulaire, les dispositions possibles pour des interventions à partir de la rue d'eau ainsi que à partir de l'espace annulaire. Sur la figure 3b, ce vecteur porte, en tête, une sonde à ultrasons 930 montée battante sur une lame ressort. Ceci permet pour des trames triangulées de 4 mm de passage, d'employer des sondes allant jusqu'à 0 7 mm. Lorsque l'ensemble est immergé, ce procédé permet de mesurer la hauteur d'eau séparant la sonde de la surface des boues. Intervention à partir de la rue d'eau 904 diamétrale Les figures 3a,b tiennent compte d'une disposition particulière d'un type de GV, où la rue d'eau est partagée en deux par des tirants, voire par une plaque de séparation verticale 960, et son accès également obstrué par une plaque de répartition de débit, horizontale 961. Une poutre 921 servant de guidage à l'équipage mobile est montée par éléments, d'un trou de poing à l'autre, en prenant appui sur la plaque de séparation et la plaque de répartition. Sur la partie gauche de la figure 3a, est représenté ,le mécanisme d'entrainement et de guidage du vecteur 910 qui est porté par l'équipage mobile, et sur la partie dronte le mécanisme d'entrainement de l'équipage mobile sur la poutre de guidage 921. La poutre 921 sert de guidage au train de galets 923 de l'équipage mobile 922 qui s'y déplace par un pignon motorisé 924 attaquant une crémaillère 929 sur la poutre. L'équipage 922 comprend un ensemble de guidage fixe 925, linéaire, qui maintient le vecteur 910 glissant sur ses têtes d'agrafes et des galets latéraux 926. Sur ce guidage est articulé un second guidage 927 (fig.3b), escamotable, pour son passage par le trou de poing 9Q5 par un ressort de rappel 928, qui donne l'orientation au vecteur pour son engagement entre les tubes (ici une trame de disposition triangulaire), de façon que le guidage affleure la rangée de tubes et réduise au minimum la distance libre de flambage avant engagement. Mise en place La poutre mise en place, l'équipage mobile est introduit avec le vecteur engagé dans ses guidages de manière que la tête d'instrumentation en affleure l'extrémité. Suivant la profondeur de l'engagement de l'équipage dans la rue d'eau, le vecteur est tenu de proche en proche par des soutients jntermédiaires sur train de galets 923 reliés entre eux par des tirants (Fig.5). L'alignement sur une travée de tubes se fait par lecture de la position de l'équipage sur la crémaillère de la poutre et éventuellement par comptage sur les tubes à partir de la tête de guidage. L'engagement du vecteur dans le faisceau de tubes peut être manuel à partir du trou de poing, son positionnement étant controlé par lecture directe d'une graduation inscrite sur les âmes du vecteur. Intervention par l'espace annulaire 908 (fig.l et fig.4a,b) ,au niveau du trou de poing, l'espace annulaire est délimité par la paroi du GV et la jupe interne. Cet espace n'excède pas 100 mm. de largeur. La jupe ne descendant pas au fond du GV, la largeur disponible passe alors à près de 150 mm. jusqu'au faisceau de tubes. En fonction du diamètre des trous de poing, les dimensions des composants rigides doivent être inférieures à environ 90x90x150 mm.. Selon des techniques déjà connues, un chariot 942 tracté par câble 941 est mis en place sous le niveau de la jupe par éléments successifs à partir du trou de poing. I1 comprend, ici, deux blocs 943 et 944 équipés de galets de roulement 945 et reliés par une platine 946. L'équipage 950 caractéristique de l'invention est composé de trois modules assemblés successivement sur le chariot 942 - Le premier module 951 comprend le galet 952 d'entrainement du vecteur 910 en sortie d'un guidage fixe 925; le motoréducteur 953 (fig.4a) du galet 952 est monté dans un logement du bloc arrière 944 du chariot. - Le deuxième module 954 se compose d'un guidage fixe 925 suivant le rayon de courbure de 110 mm. du vecteur pour une orientation à 450. - Le troisième module 955 comporte un guidage droit 956 monté articulé sur une noix 957 circulant sur une vis sans fin 958 commandée par un motoréducteur 959. Ce guidage peut prendre toutes les positions intermédiaires entre les tangentes 450 et 900de façon à présenter le vecteur face à chaque travée de tubes quelque soit la trame du GV et la position de l'équipage dans l'espace annulaire 908. Mise en place Une fois le chariot tracté 942 mis en place, il reçoit les modules 951 et 954. Le vecteur 910 est alors introduit par son arrière dans l'espace annulaire, du côté opposé à la marche du chariot, relié à l'extérieur par son faisceau d'alimentation. Sa tête est introduite déjà prise dans les guidages du module 955 qui vient se positionner sur le module 954. Manuellement, avec l'aide du galet d'entrainement 952, le vecteur est engagé dans les guidages fixes suivants dont la partie supérieure est amovible. Le positionnement de l'équipage dans le GV se fait par lecture du défilement du câble tracteur 941. Une caméra vidéo peut être montée sur le module 954 et permettre un pilotage à vue. L'angle de sortie du vecteur est asservi, en fonction de la trame des tubes, à la position de l'équipage. La longueur de sortie du vecteur dans une travée, et donc le positionnement de sa tête par rapport à un tube donné, est donnée par codage du moteur 953 d.'entrainement. Sur la figure 5 sont représentées plusieurs possibilités d'accès à des tubes individuels de l'échangeur. L'accès au tube A, par exemple, est réalisé grâce aux chariots 922 circulant dans la rue d'eau 904. En revanche, le tube B est approché par deux dispositifs 950 se déplaçant en périphérie. Sur ce schéma, les vecteurs souples 910 sont utilisés pour créer localement une ambiance de gaz neutre sur la surface extérieure des tubes A et B. REVENDICATIONS : 1. L'invention concerne un dispositif d'intervention sur des tubes de générateurs de vapeur (GV) de réacteurs nucléaires à eau pressurisée, destiné à apporter à proximité immédiate de ces tubes pris individuellement, un outil ou une sonde de mesure ou d'inspection, caractérisé en ce qu'il comporte en totalité ou partie: - un vecteur souple 910 qui est inséré entre les tubes 903, portant les sondes d'instrumentation 930 ou les moyens d'intervention, - un moyen d'orientation du vecteur entre les rangées de tubes. Ce moyen est spécifique du mode d'accès aux rangées de tubes (soit 927 à partir de la rue d'eau diamétrale, soit 956 à partir de l'espace annulaire), - un moyen 925 de guidage du vecteur souple, - un moyen de propulsion 952 du vecteur par rapport à l'équipage mobile, - un équipage mobile portant ces moyens d'orientation, de guidage et de propulsion.Cet équipage mobile est spécifique du mode d'accès au faisceau de tubes (soit 922 à partir de la rue d'eau transversale, soit 950 à partir de ltespace annulaire). - - un moyen de guidage 921 de l'équipage mobile. 2. Vecteur selon 1 caractérisé en ce qu'il est composé de deux clinquants 911 métalliques parallèles rendus solidaires par agrafage, enserrant entre eux les câbles d'alimentations 913 (électrique, gaz, fibres optiques, ..) d'une instrumentation qu'il porte en tête. 3. Vecteur selon 1 caractérisé en ce qu'il est équipé d'une sonde 930 (acoustique, optique,..), montée flottante en son extrémité, qui se faufile entre les tubes, tout en restant dans le même alignement. 4. Procédé mettant en oeuvre le dispositif selon 1, de relevé topographique des boues cimentées qui s'accumulent sur la plaque à tubes des échangeurs, où la sonde selon la revendication 3 est un palpeur à ultrasons mesurant, en immersion dans l'eau, la distance qui la sépare de la surface des boues. 5. Procédé mettant en oeuvre le dispositif selon 1, de réparation des tubes de GV selon 5 caractérisée en ge qu'une protection de gaz inerte est apportée en périphérie et à l'extérieur du tube à réparer, au niveau de la soudure ou de la brasure réalisée à partir de l'intérieur du tube. 6. Procédé mettant en oeuvre le dispositif selon 1, caractérisé en ce qu'il comprend deux équipages d'intervention menant symétriquement deux vecteurs sur un tube particulier; caractérisé également en ce que ces vecteurs sont équipés d'orifices de soufflage de gaz.