Brevet FR2552205A1 — publié le 19850322

AGENCEMENT DES STRUCTURES INTERNES DE CENERATEURS DE VAPEUR POUR EN AMELIORER LA MAINTENANCE L'invention concerne une méthode et des dispositifs destinés à faciliter, à partir des trous de poing d'accès, les interventions dans le circuit secondaire des generateurs de vapeur (GV) de réacteurs nucléaires à eau pressurisée (PWR), au dessus de la plaque tubulaire. Cette invention vise l'adaptation des structures internes pour faciliter l'introduction et l'utilisation des vecteurs (Véhicules) d'intervention portant les outils d'observation, de controle, de travail. Elle est caractérisée également en ce que les aménagements apportes aux structures internes sont démontables et ne perturbent pas les écoulements de fluides dans l'échangeur. L'invention est également transposable en totalité ou partie pour l'amélioration des accès sur des GV existants, en y intégrant préalablement une phase de dnmantelement pour la partie des structures concernées, et par @adaptation des aménagements suivant les types de GV. Les interventions du côté du circuit secondaire des GV concernent principalement la désagrégation et l'évacuation de boues qui s'accumulent entre les tubes du GV, et le vamassage de débris ou corps étrangers dans la périphérie du GV. Le seul procédé de destruction @ systénatîque des boues actuellement envisagé est celui de jets d'ean à haute pression (ou "lançage"), ea alignant successivement ces jets entre les rangées de tubes. Le cheminement préférentiel d'un équipement portant des buses haute pression est soit la "rue d'eau" (ou intervelle séparant les branches en U des tubes), soit l'espace annulaire du GV (entre sa façe interne et le faisceau de tubes). La conception et la construction de certains GV imposent l'utilisation de véhicules circulant dans l'espace annulaire pour en éliminer les boues: lorsque la rue d'eau est obstruée par divers obstacles, ou lorsque le pas du réseau de tubes est carré (ce qui nécessite un "lançage" dans deux directions perpendiculaires). Toutefois la disposition des structures internes est telle qu'elle souleve des difficultés technologiques considérables, et qu'il faudrait envisager une aléatoire miniaturisation des équipements porte-buses. Aussi apparait il plus réaliste de reprendre l'agencement des structures internes. L'agencement proposé, objet de l'invention, est caractérisé en ce qu'il comporte - un cheminement intégré sur une structure interne, destiné a supporter et guider les véhicules d'intervention, en périphérie de ltéchangeur au niveau de 1la plaque tubulaire, - des échancrures ménagées dans les structures internes, vis à vis du trou de poing d'accès, afin que l'avant bras d'un opérateur puisse s'engager et se replier dans le GV, afin de disposer les éléments des vecteurs d'intervention, - des pièces amovibles destinées à rétablir la continuité des parois des structures internes pour ne pas perturber les écoulements de fluides en cours de fonctionnement. - pour les GV existants, une phase préalable de démantèlement à la torche plasma, par des dispositifs adaptés aux trous de poing d'accès, et une adaptation des pièces amovibles de remplacement. 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 des boites à eau 901 du GV (fig.la) se situe la plaque tubulaire 902 de répartition des tubes 903. Chaque tube effectue un aller-retour (tubes en "U") aux boites à eau, les deux faisceaux ainsi constitués sont séparés par une rue d'eau 904. Les trous de poing 905 d'accès, d'un diasetre de passage j'environ 160 mm, sont situés dans l'axe de la rue d'aau transversale (fig.1b3, au niveau de la plaque de répartition 910. t'enveloppe 906 du GV est doublée intérieurement d'une jupe 907 descendant au voisinage de la plaque a tube 902, et qui délimite l'espace annulaire 908 disponible autour des faisceaux de tubes.Un passage 909 y est ménagé vis a vis du trsu de poing 905. t1eau pressurisée du circuit secondaire descend entre la jupe et l'enveloppe de pression, pour remonter a la verticale le long des tubes de l'échangeur. Sur la figure lb est schématisé un faisceau de pas triangulaire. Description type des aménagements a apporter sur les GV (fig.2a,b,c): Devant chaque trou de poing 905 libre de toute obstruction, la plaque 910 de répartition est échancrée en 911 a l'amorce de la rue d'eau 904. Le passage dans la jupe 907 est agrandi par une échancrure vers le bas, pour donner une ouverture en forme d"'entrée de serrure" 913. Afin de reconstituer les obstructions canalisant les écoulements de fluides, des attentes sont prévues pour recevoir les pièces démontables: - deux perçages 912 dans l'épaisseur de la plaque de répartition, en fond d'échancrure, - deux pions 914 soudés symétriquement sur la jupe au dessus de l'ouverture 913. La base de la jupe porte un chemin 915 sous forme, par exemple, d'un plat soudé d'une échancrure a l'autre pour former un T d'accrochage, de soutien et de guidage les vecteurs d'intervention mis en place manuellement par le trou de poing. Les pièces démontables se composent de deux éléments 916 et 917 rétablissant la continuité de la plaque de répartition, et deux volets 918 et 919 pour celle de la jupe. Les deux éléments 916 et 917 sont insérés dans la découpe 911 de la plaque, et viennent s'enquiller par leurs pions 920 dans les perçages 912. Ils prennent appui sur la plaque par des taquets 921, et possèdent des pions 922 qui serviront au positionnement des volets. Les deux volets 918 et 919, placés verticalement, viennent obstruer directement l'échancrure 913 en s' accrochant sur la jupe aux pions 914, sur les éléments 916 et 917 aux pions 922, et se centrant par leurs pions 923 venant porter latéralement contre les bords de la découpe. Le bridage de ces éléments amovibles est réalisé par des poussoirs élastiques 924 pressant les volets sur la jupe qui maintiennent les éléments de la plaque de répartition. Ces poussoirs 924 prennent appui sur une armature 925 fixée sur l'enveloppe 906 du GV en ecrasant un joint d'étanchéité 926. Cette armature sert également de bride poar la tape d'obturation 927 du trou de poing avec son joint d'étanchéité 928. Cette disposition permet le controle du serrage des volets contre la jupe, en offrant un appui antivibratoire élastigue. La figure 3 schématise les structures présentes au débouché du trou de poing pour de nombreux GV existants, et sur lesquelles il faut intervenir. A la description précédente des GV (Figures 1), il faut ajouter une manchette 930 soudée autour du passage 909 dans la jupe, et se prolongeant dans le trou de poing 905. Cette manchette sert à la fixation d'une tape d'obturation 931. Dans ce cas, il faut au préalable procéder à une phase de démantèlement des structures afin de retrouver une configuration analogue a la précédente. A cet effet, des outillages adaptés sont nécessaires pour procéder aux découpes de la manchette 930, de la jupe 907 et de la plaque de répartition 910. I1 est par contre difficilement envisageable de procéder a la mise en place d'un cheminement a la base de la jupe pour le guidage des vecteurs d'intervention, ceux-ci devront être déplacés selon la technique connue d'un câble préalablement introduit dans l'espace annulaire avant la mise en place du vecteur. Description de la phase de démantèlement (Fig.4a,b,c,d,e,f,g,h,j,k): Dans la version ci-après proposée à titre d'exemple, le trou de poing étant libéré de sa tape, les opérations de décomposent comme suit: - La manchette 930 est coupée par une torche au plasma 932 coudée, portée par un appareillage simple 933 de positionnement venant se centrer dans le trou de poing (Fig.4a). Le morceau de manchette 930 découpé peut éventuellement être extrait à l'aide d'un extracteur 934 (Fig.4b). - Avec une nouvelle torche spécifique 935 portée par le même appareillage 933, on découpe dans la jupe une couronne 936 dont le diamêtre est légèrement supérieur à celui du passage 909 et du trou de poing (Fig.4c). La découpe est décollée de la jupe et soutenue par un outillage 937, et est tronçonnée pour extraction par une torche 938 (Fig.4d). - On procède ensuite a la découpe d'un élément de la plaque de répartition 910 a l'aide d'une torche 939 montée sur un outillage de positionnement 940. La torche est guidée par un profil 941 engagé par la découpe 936 contre les tubes. La découpe, schématisée par 942, est extraite manuellement (Fig.4e,f). - L'opération suivante consiste ouvrir la jupe 907 en "entrée de serrure" de façon a dégager l'espace a l'aplomb du trou de poing. L'espace très limité demande que l'opération soit menée en deux temps. On commence par introduire une torche 943 par un positionneur simple de guidage 944 (Fig.4g,h). En raison du peu d'espace disponible, la torche est introduite au dela de la jupe. Deux coupes verticales 945 sont alors exécutées par descente et orientation de la torche (Fig.h). La saignée ainsi ménagée permet de déplacer la torche entre la jupe et la paroi du GV (Fig.4j), où deux coupes verticales 946 viennent rejoindre la découpe 936 (Fig.4k). Du fait de l'échancrure préalable de la plaque de répartition, les deux panneaux de jupe peuvent être évacués manuellelllent, sans découpe supplémentaire. Description de la phase de reconstruction: Par ces opérations relativement simples, on retrouve une configuration des structures internes similaire au cas décrit précédemment. Les pièces démontables sont donc les mêmes, sous réserve des tolérances de côtes dues à la coupe par torche plasma, de l'usinage des deux perçages 912 dans la plaque de répartition 910, et du soudage sur la jupe des deux pions 914 de positionnement des volets. Sur certains types de GV, la jupe 907 descend trop près de la plaque tubulaire 902. La hauteur libre est alors insuffisante pour le débattement de vecteurs de lançage à orientation et basculement de jets haute pression, équipés de leur caméra. il est donc souhaitable de procéder à un racourcissement de la jupe, sans chercher a lui restituer sa longueur initiale. Pour ce faire, on utilisera un vecteur porte torche circulant dans l'espace annulaire, son déplacement se faisant par cible tracteur suivant une technique déjà éprouvée pour les vecteurs de lançage. Description (Fig.5a,b): Cette version de principe est donnée a titre exemple. Le vecteur comporte trois éléments principaux introduits les uns après les cutres et assemblés par le bras de l'opérateur pénétrant dans le trou de poing: a) un chariot support 952 circulant dans la périphérie du GV par traction du cable 951 (dans un sen ou dans l'antre), b) un plateau élévateur 953 ej un étau de tenue de pièce et porte-torche 954 La torche de découpe 955 est monté sur un axe fixe 956, Elle pivote autour de et et axe par monte et baisse d'un collier 957 L'ensemble roule sur la plaque tubulaire 902 par les galets 959, en restant en appui élastique contre la jupe 907 par les galets 961, et contre la paroi 906 du GV par les galets 963. te vecteur peut notre pourvu d'une camera TV. tes coupes horizontales sont commandées par le déplacement du chariot, la torche restant fixe sur celui ci, les autres coupes sont commandées par le pivotement de la torche sur le porte-torche. L'une des séquences possibles de découpe commence par la saignée horizontale en s'éloignant du trou de poing, puis après un parcours dL, une butée mécanique 964 arrête le chariot en venant porter contre la jupe. Dans le même temps on effectue la coupe verticale en pivotant la torche: la découpe reste prisonnière dans l'étau et elle est évacuée par un retour du chariot jusqu'au trou de poing. Le chariot est renvoyé en position "L+ dL" pour l'opération suivante, où une butée escamotable 965 vient a son tour contre la jupe pour positionner la torche. REVENDICATIONS: 1. L'invention concerne un agencement particulier des structures internes de générateur de vapeur destiné a faciliter les opérations sur le circuit secondaire, elle est caractérisée par les éléments suivants: - la base horizontale de la jupe ménage un cheminement pour l'insertion et le guidage d'un véhicule d'intervention, - les structures fixes, non démontables sont échancrées de façon à permettre le repli d'un avant bras a l'intérieur du GV: la jupe de l'échangeur et la plaque de répartition sont largement échancrées en regard du trou de poing, la jupe étant de plus découpée vers le bas (en forme "d'entrée de serrure", profil 913), - des structures amovibles (918 et 919) rétablissent la continuité de paroi de la jupe, pour ne pas perturber les écoulements de fluides. 2 Structures amovibles selon 1, caractérisées en ce que la continuité de la plaque de répartition est réalisée par l'assemblage de deux éléments 916 et 917. 3. Structures amovibles selon 2 qui se montent en position par des pions de centrage 914 dans des logements préalablement usinés dans l'épaisseur de la plaque amovible, et des taquets de soutien 923 venant en appui sur la plaque. 4 Structures amovibles selon 1, caractérisées en ce que la continuité de la jupe est réalisée par le montage de deux volets contigus. 5. Structures amovibles selon 4, venant se positionner sur deux pions 914 préalablement soudés sur la jupe, sur deux pions 922 en attente sur les éléments amovibles 916 et 917 de la plaque de répartition, et par deux pions 923 portés sur les bords de découpe de la jupe. 6 Bouchon amovible 925 de trou de poing selon 1, caractérisé en ce qu'il vient en appui sur les volets amovibles 918 et 919 et les maintient en position, par un serrage controlé antivibratoire élastique, Il est fixé avec son joint 928 sur la paroi extérieure du GV et reçoit une tape d'obturation 927. 7. Adaptation à des générateurs de vapeur existants des dispositions selon 1, caractérisée par une phase de démantèlement des structures internes afin de retrouver une configuration similaire. Différentes découpes sont pratiquées successivement par des torches plasma montées sur des outillages spécifiques pour la dépose du manchon du bouchon d'obturation, l'échancrage de la plaque de répartition et de la jupe. 8. Adaptation à des générateurs de vapeur existants des dispositions selon 1, caractérisée en une opération complémentaire de démantelement de la base de la jupe, qui n'est pas remplacée, afin de ménager un espace suffisant avec la plaque tubulaire pour y utiliser des vecteurs dtintervention (vecteur de lançage haute pression par exemple). 9 Dispositif de découpe de la base de la jupe permettant les adaptations de la revendication 7, caractérisé en ce qu'il se constitue d'un assemblage de trois éléments introduits successivement et montés entre la paroie du GV et la jupe par le bras d'un opérateur a partir du trou de poing. Ce dispositif comprend: - un chariot support circulant dans l'espace annulaire du GV par traction d'un câble, - un plateau élévateur, - un étau de tenue de pièces découpées, porte torche plasma.