Brevet FR2551199A1 — publié le 19850301

Dispositif de contrôle à distance de l'entraxe de deux alésages ou de deux cylindres L'invention concerne un dispositif de contrôle à distance de l'entraxe de deux alésages ou de deux cylindres à axes parallèles dans une structure de grande précision dimensionnelle. Pour la réparation ou l'entretien des réacteurs nucléaires, on 5 est parfois amené à contrôler la distance entre deux axes d'alésages ou de pièces cylindriques sur la structure interne du réacteur Après un certain temps de fonctionnement du réacteur, ces éléments sont contaminés et radioactifs, si bien que les opérations de contrôle peuvent exiger la présence d'un opérateur dans une zone à radiations intenses L'opérateur ne peut 10 alors rester qu'un temps très court dans la zone o il effectue le contrôle La procédure de contrô 181 e est donc très difficile à organiser et le temps total de contrôle d'une structure peut être très long. Dans certains cas, les éléments à contrôler restent dans la cuve du réacteur qui est, pendant l'entretien de celui-ci, remplie d'eau et en 15 communication avec la piscine du réacteur Il n'est pas possible de réaliser les opérations de contrôle sur les parties internes à la cuve de façon manuelle sans démonter et sortir ces éléments, ce qui suppose des opérations longues et difficiles à réaliser Il est également nécessaire de décontaminer les éléments sortis de la cuve pour pouvoir réaliser le contrôle 20 dimensionnel. Dans le cas des équipements internes supérieurs des réacteurs nucléaires à eau sous pression, il est nécessaire de contrôler l'entraxe des alésages recevant les broches de guidage des tubes-guides, ménagés dans la plaque supérieure du coeur du réacteur, avant de remettre en position la 25 partie inférieure des tubes-guides Cette opération doit être réalisée sur chacun des ensembles de deux alésages correspondant à un assemblage combustible Cette opération répétitive doit être réalisée sous eau à l'intérieur de la cuve du réacteur On peut ainsi s'assurer de la parfaite correspondance entre les entraxes des broches de guidage des tubes-guides à remettre en 30 place et l'entraxe des alésages ménagés dans la plaque supérieure du coeur, avant la remise en place des tubes-guides. Jusqu'ici, on ne connaissait pas de dispositif permettant de réaliser simplement et à distance cette opération de contrôle de l'entraxe des alésages destinés aux broches de guidage des tubes-guides. De façon plus générale, on ne connaissait pas de dispositif permettant de réaliser un contrôle d'entraxe d'alésages ou de pièces cylindri- ques dans une structure de grande précision dimensionnelle telle que la structure interne d'un réacteur nucléaire à eau sous pression. Le but de l'invention est donc de proposer un dispositif de contrôle à distance de l'entraxe de deux alésages ou de deux cylindres à axes 5 parallèles dans une structure de grande précision dimensionnelle, dispositif qui soit d'une utilisation facile pour des opérations de contrôle répétitives et qui soit d'une très grande sûreté d'utilisation. Dans ce but, le dispositif comporte: un socle ayant une partie complémentaire d'une partie de la structure 10 pour le positionnement précis du dispositif, deux plots de centrage comportant des moyens pour leur engagement en position parfaitement coaxiale sur les alésages ou cylindres dont les axes sont parallèles aux axes des alésages lorsque le socle est en position sur la structure, deux ensembles portant chacun l'un des plots de centrage, articulés sur le socle pour le déplacement des plots dans une direction quelconque perpendiculaire à la direction des axes des alésages. et un détecteur transmetteur de distance fixé sur un support solidaire d'un des plots et relié à l'autre plot de façon à permettre un déplacement 20 relatif limité des plots dans la direction de l'entraxe, comportant une tige palpeuse montée mobile sur le détecteur dans la direction de l'entraxe correspondant à sa propre direction et maintenue en contact par son extrémité avec le plot mobile par rapport au support. Afin de bien faire comprendre l'invention, on va maintenant décri25 re à titre d'exemple non limitatif, en se référant aux figures jointes en annexe, un mode de réalisation d'un dispositif de contrôle suivant l'invention, du type utilisable pour des contrôles d'entraxes sur les internes supérieurs d'une cuve de réacteur nucléaire à eau sous pression. La figure 1 représente dans une vue de dessus et de façon très 30 schématique le dispositif de contrôle suivant l'invention. La figure 2 représente, dans une vue en élévation avec coupe partielle, un dispositif suivant l'invention pour le contrôle d'entraxes d'alésages dans la plaque supérieure de coeur d'un réacteur nucléaire à eau sous pression. La figure 3 représente une vue de dessus du dispositif suivant AA de la figure 2. La figure 4 représente, dans une vue schématique, le dispositif en position de mesure sur les internes supérieurs d'un réacteur nucléaire à eau sous pression. La figure 5 représente une variante du dispositif de contrôle utilisable pour le contrôle d'entraxes de pièces cylindriques telles que les broches de centrage de tubes-guides. Sur la figure 1, on voit un dispositif de contrôle représenté de façon très schématique en position sur une structure 1 dans laquelle sont ménagés deux alésages à axes parallèles 2 et 3. Le dispositif de contrôle comporte un socle 4 ayant une partie 5 venant en prise avec une partie de la structure 1 pour le positionnement du 10 dispositif de contrôle par rapport aux alésages 2 et 3. Le dispositif de contrôle comporte également deux plots 6 et 7 munis de moyens de centrage à l'intérieur des alésages 2 et 3 non représentés Les plots 6 et 7 sont solidaires d'ensembles d'articulés 9 et 10 respectivement comportant un bras 9 a (ou 10 a) articulé en 11 (ou 12) sur le 15 support 4 et un bras 9 b (ou lob) articulé en 13 (ou 14) sur le bras 9 a (ou a) Les axes 2 et 3 sont fixés de façon rigide à l'extrémité des bras 9 b et l O O b respectivement. Un capteur transmetteur de mesure 15 est monté solidaire d'un support 16 fixé rigidement sur le plot 6 et relié au plot 7 de façon à permet20 tre un déplacement relatif dans la direction de l'entraxe xx' des plots 6 et 7 La tige mobile du capteur 15 est disposée dans la direction xx' et mobile dans cette direction L'extrémité de cette tige est maintenue en contact avec le plot mobile 7. Lorsque le socle 4 du dispositif de mesure est mis en position 25 précise par rapport aux alésages 2 et 3 par l'intermédiaire de sa partie de centrage 5, les plots 6 et 7 viennent se mettre en position à l'intérieur des alésages 2 et 3 respectivement On actionne alors le dispositif de centrage de ces plots 6 et 7 qui deviennent ainsi parfaitement coaxiaux par rapport aux alésages 2 et 3. Le mouvement de faible amplitude permettant la mise en position et le centrage des plots 6 et 7 dans les alésages 2 et 3 est rendu possible par le fait que les dispositifs articulés 9 et 10 permettent un déplacement des plots 6 et 7 dans une direction quelconque du plan perpendiculaire aux axes parallèles des alésages 2 et 3 L'entraxe des plots 6 et 7 correspon35 dant à l'entraxe des alésages 2 et 3 peut être adapté par déplacement du plot mobile 7 dans le support 16, dans la direction de l'entraxe xx'. Préalablement au contrôle d'entraxe des alésages 2 et 3, on réalise un étalonnage du capteur transmetteur 15 en plaçant les plots 6 et 7 dans des couples d'alésages disposés respectivement avec un entraxe inférieur et un entraxe supérieur à l'entraxe nominal à contrôler, ces entraxes encadrant la valeur nominale étant connus et déterminés avec une très bonne précision. On peut ainsi étalonner les déplacements de la tige palpeuse du capteur 15 qui se traduit par une mesure d'une grandeur physique telle qu'une intensité ou une tension. On va maintenant décrire, en se référant aux figures 2 et 3, un mode de réalisation particulier du dispositif suivant l'invention utilisa10 ble pour le contrôle d'entraxes des alésages usinés dans la plaque supérieure du coeur d'un réacteur nucléaire, pour la mise en place des tubes-guides des internes supérieurs du réacteur. Le dispositif a été représenté sur la figure 2, en position sur la plaque supérieure de coeur 21 du réacteur nucléaire Deux trous 22 et 23 15 traversent cette plaque 21 avec un certain entraxe que le dispositif permet de contrôler. Le dispositif comporte un socle 24 dont la partie supérieure 24 a a une forme parallélépipèdique arrondie au voisinage de ses arêtes, sa section ayant une forme carrée à angles arrondis représentée sur la figure 3. 20 Cette forme correspond parfaitement à la forme des ouvertures 25 de la plaque supérieure de coeur 21 disposée à la verticale de chacun des assemblages, pour le passage de l'eau de refroidissement ayant circulé dans l'assemblage correspondant La partie inférieure 24 b du socle 24 a une forme tronconique pour permettre l'engagement du socle à l'intérieur de l'ouverture 25 25 lors de la mise en place du dispositif Des repères permettent d'orienter correctement le dispositif depuis un poste de commande situé au-dessus de la piscine du réacteur. Le dispositif comporte deux plots 26 et 27 dont le diamètre courant est un peu inférieur au diamètre des trous 22 et 23 destinés à la mise 30 en position des broches de guidage des tubes-guides des internes supérieurs du réacteur. Ainsi qu'il est visible sur la figure 2, les plots 26 et 27 comportent une partie cylindrique creuse qui se termine à son extrémité inférieure par une partie conique creuse limitée intérieurement et extérieure35 ment par des surfaces coniques Cette partie conique d'extrémité permet à la fois l'engagement des plots 26 et 27 dans les alésages 22 et 23 respectivement et le centrage des plots Pour celà, les plots 26 et 27 comportent une fente telle que 28 à leur partie inférieure et une bille 29 dans la par- tie conique interne de l'extrémité inférieure du plot La tige 31 d'un vérin 32 se déplaçant dans l'alésage interne du plot et suivant son axe permet de pousser la bille 29 vers le bas dans la surface conique correspondante et d'écarter les deux parties du plot de part et d'autre de la fente 28, pour réaliser le centrage du plot. Les plots, 26 et 27 sont solidaires d'ensembles articulés identiques 33 et 33 ' respectivement. On va décrire le dispositif articulé 33 mais il est bien évident que le dispositif 33 ' est en toat point ideentigque et disposé-dèe façon symé10 trique au dispositif 33 par rapport à l'axe vertical ZZ' du di:spoi Ltif correspondant à l'axe de l'assemb;I:age sur leque I a fait la véîiifi"cation de l'entraxe des alésages 22 est 2-3. Le dispositif 33, cóomporte urn bras 3-3 â airticulé grâce à une articulation à axe vertical 34 sur le support 24 et u B 1 ras 33 b articulé sur le 15 bras 33 a par l'intermédiaire d'une articul-Iation à axe vertical 35 Le plot 26 est fixé de façon rigide à l'extrémité du bras 33 b par l'intermédiaire d'une vis 37 réalisant le serrage de deux machoires séparées par une fente 36 ménagée à l'extrémité du bras 33 b. Un alésage vertical 38 est usiné sur toute l'épaisseur du bras 20 33 b et une vis 39 d'un diamètre sensiblement inférieur au diamètre de l'alésage 38 est fixée verticalement dans le socle 24 Ce dispositif permet de limiter les déplacements des bras 33 a et 33 b et donc du plot 26 par rapport au socle 24 Le dispositif a double articulation 34 et 35 permet des déplacements du plot 26 dans une direction quelconque perpendiculaire à l'axe de 25 ce plot, c'est-à-dire une direction quelconque du plan horizontal. Cependant ce déplacement est d'une amplitude Iimitée par le débattement de la vis 39 à l'intérieur de l'alésage 38. Le socle 24 porte sur sa surface supérieure un ensemble: d'accrochage du dispositif comportant des colonnes 40 a, 40 b, 41 a et 41 b ainsi 30 qu'une plaque supérieure 42 Des vis 43 permettent de solidariser la plaque 42 a une plaque 44 formant la partie inférieure d'un ensemble de levage du dispositif de contrôle qui sera décrit en se référant à la figure 4. Entre les plots 26 et 27 est disposé un support 45 constitué par une plaque disposée horizontalement de façon à être solidaire du plot 26 et 35 engagée sur le plot 27 avec un certain jeu Pour celà, la plaque 45 comporte une ouverture circulaire à l'une de ses extrémités correspondant au diamètre extérieur d'une partie du plot 26 sur lequel elle est engagée contre un épaulement 46 et maintenue à sa partie inférieure par le bras 33 b à son extrémité rigidement solidaire du plot 26 A son autre extrémité, la plaque support 45 comporte une ouverture oblongue 47 dans laquelle est engagée une partie du plot 27 de façon que ce plot 27 puisse être déplacé légèrement dans la direction de l'entraxe des trous 22 et 23 par rapport au support 45 et donc par rapport au plot 26. Un capteur transmetteur 50 est placé sur le support 45 de façon que sa tige palpeuse 51 soit dirigée suivant l'entraxe des trous 22 et 23 lorsque le dispositif est en position de contrôle, l'extrémité de cette tige 51 étant maintenue en contact avec le plot 27 par l'intermédiaire d'un 10 ressort de rappel 52. -Le capteur est du type à transformateur différentiel, le déplacement de la tige du palpeur 51 se traduisant par un courant électrique proportionnel au déplacement de cette tige. La mesure ou l'enregistrement de ce courant électrique permet une 15 mesure exacte et un contrôle de l'entraxe. Sur la figure 4, on voit, à très petite échelle, le dispositif de mesure comportant les plots 26 et 27 en position dans deux alésages 22 et 23 d'une plaque supérieure de coeur 21 d'un réacteur nucléaire à eau sous pression, les alésages 22 et 23 correspondant aux positions de deux broches 20 de guidage du tube-guide d'un assemblage du coeur. On a également représenté deux tubes-guides 53 et 54 constituant une partie des internes supérieurs 55 du réacteur nucléaire fixés sur la plaque inférieure de coeur 21 et sur une plaque support 56. On voit que pour la mise en place du dispositif de contrôle, on a 25 placé un tube de guidage vertical 57 en correspondance avec l'ouverture de passage du tube-guide dont on vérifie les alésages de positionnement sur la plaque supérieure de coeur 21 Le tube de guidage 57 comporte une partie en entonnoir séparant une partie à grand diamètre et une partie à petit diamètre. Le dispositif de contrôle décrit en se référant aux figures 2 et 3 est fixé à la plaque inférieure 44 d'un dispositif de levage comportant une tige de levage de très grande longueur 58 et une poignée de suspension 59 permettant son déplacement vertical et horizontal par la machine de chargement du réacteur. Des fils de mesure 60 permettent d'alimenter le capteur transmetteur en courant électrique et de recueillir le courant de mesure qui est traité dans un ensemble comportant une unité de mesure 61, un pupitre de commande 62 et un enregistreur 63 Cet ensemble repose sur une plateforme située au-dessus du niveau de la piscine du réacteur. Pour effectuer le contrôle sur un couple d'alésage correspondant à un tube-guide qui doit être remis en place dans les internes supérieurs du réacteur, on met donc en place le tube de guidage 57 au niveau du trou de passage du tube-guide dans la plaque support 56 et l'on amène le dispositif de contrôle, grâce au palan de la machine de chargement, en position telle que représentée sur la figure 4 On effectue l'orientation du dispositif de contrôle de façon que son support 24 vienne en position dans l'ouverture de passage du fluide de refroidissement de l'assemblage correspondant. 10 Dans cette position, les plots 26 et 27 viennent se placer approximativement en face des alésages 22 et 23 dont on effectue le contrôle d'entraxe et peuvent s'engager dans ces alésages, grâce à leur partie conique terminale Cet engagement est facilité par le fait du débattement possible des axes dans une direction quelconque du plan horizontal. On actionne alors les vérins 32 agissant par l'intermédiaire des tiges 31 sur les billes 29 pour l'écartement des deux parties terminales du plot et le centrage de celui-ci Le centrage des deux plots 26 et 27 peut être effectué au même moment, le déplacement relatif de ces plots étant possible grace à leur fixation articulée par rapport au support 24 et grâce à 20 la lumière oblongue prévue dans le support 45 permettant un dêbattement des axes l'un par rapport à l'autre dans la direction de l'entraxe. Lorsque les plots 26 et 27 sont en position parfaitement centrée et sont donc parfaitement coaxiaux par rapport aux alésages 22 et 23, la tige 51 a une position qui correspond à la valeur de l'entraxe compte tenu 25 d'un étalonnage préalable du dispositif de contrôle. Le courant de mesure qui est fonction de la position ou du déplacement de la tige 51 traduit donc parfaitement la valeur de l'entraxe. Dans le cas de l'entraxe des alésages de positionnement de deux broches de guidage d'un tube-guide d'un réacteur nucléaire à eau sous pres30 sion de type connu, la valeur nominale de l'entraxe est de 196,85 mm On étalonne préalablement le dispositif de contrôle en utilisant un gabarit étalon câlibré aux cotes de 196,5 plus ou moins 0,02 mm et 197 plus ou moins 0,02 mm Les deux valeurs étalons correspondantes du courant de mesure sont repérées, ce qui permet de faire correspondre directement une va35 leur de l'entraxe à un courant mesuré, par interpolation. Les opérations successives de mise en place du dispositif de contrôle, de centrage de ce dispositif et de réalisation de la mesure peuvent être effectuées très rapidement et à distance avec une très grande sûreté. La mise en place de l'outil dans une nouvelle position de contr 8le est également très rapide si bien que le contrôle de l'ensemble des alésages pour le positionnement des tubes-guides des équipements internes supérieurs du réacteur peut être réalisé dans un temps très court. Sur la figure 5, on voit un dispositif suivant l'invention adapté au contrôle d'entraxe de pièces cylindriques telles que des broches de guidage 61 fixées sur les tubes-guides des internes supérieurs d'un réacteur nucléaire à eau sous pression. La structure générale du dispositif est la même que celle du dis10 positif représenté aux figures 2 et 3 mais les plots 26 et 27 sont, dans cette variante, constitués par des tulipes telles que 66 déformables radialement et solidaires de la tige 68 d'un vérin 69 permettant leur déplacement pour leur centrage sur l'extrémité de la pièce cylindrique 61 Le dispositif comporte un support 70 fixé de façon rigide sur le plot portant la 15 tulipe 66 et avec un débattement dans la direction de l'entraxe sur l'autre plot Le support 70 porte le capteur transmetteur 72 dont la tige 71 est en contact avec le plot mobile par rapport au support 70. Le fonctionnement du dispositif représenté à la figure 5 est pratiquement identique au fonctionnement du dispositif représenté aux figures 20 2 et 3, la mise en place et le centrage de ce dispositif se faisant par engagement des tulipes telles que 66 sur les pièces 61, lorsque les vérins tels que 69 sont alimentés. On voit donc que le dispositif suivant l'invention permet de réaliser un contrôle à distance et en toute sûreté de l'entraxe d'alésages ou 25 de pièces cylindriques faisant partie d'une structure telle qu'une structure interne d'un réacteur nucléaire. L'invention ne se limite pas au mode de réalisation qui vient d'être décrit; elle en comporte au contraire toutes les variantes C'est ainsi que le centrage des plots par rapport aux alésages ou pièces cylindri30 ques peut être réalisé par d'autre moyens que des vérins et que la mise en place du socle du dispositif sur la structure peut être réalisée par d'autres moyens que des portées coniques mâles et femelles usinées sur le socle et la structure. La limitation des mouvements des ensembles articulés peut égale35 ment être réalisée d'une façon tout-à-fait différente de celle qui a été décrite On pourrait par exemple prévoir des butées sur le socle de part et d'autre d'une des parties du dispositif articulé. On peut également imaginer un mode de réalisation de la fixation des plots par rapport au support différent de celui qui a été décrit. On peut par exemple imaginer un mode de fixation combinant des glissières et des bras articulés pour réaliser tout mouvement d'amplitude 5 limité dans un plan perpendiculaire aux axes des alésages ou pièces cylindriques à contrôler. REVENDICATIONS 1. Dispositif de contrôle à distance de l'entraxe de deux alésages ou de deux cylindres à axes parallèles dans une structure de grande précision dimensionnelle, caractérisé par le fait qu'il comporte: un socle ( 24) ayant une partie ( 24 a) complémentaire d'une partie ( 25) de la structure ( 21) pour le positionnement précis du dispositif, deux plots de centrage ( 26 et 27) comportant des moyens ( 29, 31, 32) pour leur engagement en position parfaitement coaxiale sur les alésages ou cylindres ( 22, 23) dont les axes sont parallèles aux axes des alésages ( 22, 23) 10 lorsque le socle ( 24) est en position sur la structure ( 21), deux ensembles ( 33, 33 ') portant chacun l'un des plots de centrage ( 26, 27), articulés sur le socle ( 24), pour le déplacement des plots ( 26, 27) dans une direction quelconque perpendiculaire à la direction des axes des alésages ( 22, 23) avec une amplitude limitée, et un détecteur transmetteur de distance ( 50) fixé sur un support ( 45) solidaire d'un des plots ( 26) et relié à l'autre plot ( 27) de façon à permettre un déplacement relatif limité des plots ( 26, 27) dans la direction de l'entraxe xx', comportant une tige palpeuse ( 51) montée mobile sur le détecteur ( 50) dans la direction de l'entraxe xx' correspondant à sa propre di20 rection et maintenue en contact par son extrémité avec le plot mobile ( 27) par rapport au support ( 45). 2. Dispositif de contrôle suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que les ensembles articulés ( 33, 33 ') sont constitués chacun par un bras ( 33 a) articulé sur le support ( 24) et un bras ( 33 b) 25 articulé à l'une de ses extrémités sur le bras ( 33 a) et portant de façon rigide à son autre extrémité le plot ( 26). 3. Dispositif de contrôle suivant la revendication 2, caractérisé par le fait que le second bras ( 33 b) comporte un alésage ( 39) dans lequel est engagée une vis ( 38) fixée sur le support ( 24) avec un cer30 tain jeu radial pour permettre des débattements limités du bras ( 33 b) par rapport au socle ( 24). 4. Dispositif de contrôle suivant l'une quelconque des revendications 1, 2 et 3, caractérisé par le fait que le support ( 45) du détecteur transmetteur ( 50) 35 est constitué par une plaque fixée de façon rigide à l'une de ses extrémités à l'un des plots ( 26) et comportant à son autre extrémité une ouverture oblongue ( 47) dans laquelle s'engage le second plot ( 27), permettant un dé- battement du plot ( 27) dans une direction du support ( 45) correspondant à la direction passant par les axes des plots ( 26 et 27). 5. Dispositif de contrôle suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans le cas du contrôle d'entraxe de deux alésages, caractérisé par le fait que les plots ( 26 et 27) comportent une partie tubulaire cylindro-conique fendue sur une partie de sa longueur destinée à être engagée dans les alésages ( 22, 23) et que les moyens d'engagement de ces plots en position parfaitement coaxiale dans les alésages ( 22, 23) sont constitués chacun par un vérin ( 32) dont la tige ( 31) est mobile dans l'es10 pace central du plot tubulaire pour l'actionnement d'une bille ( 29) d'écartement des parties fendues du plot ( 26, 27). 6. Dispositif de contrôle suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans le cas du contrôle d'entraxe de pièces cylindriques, caractérisé par le fait que chacun des plots de centrage comporte une tuli15 pe ( 66) déformable radialement, solidaire de la tige ( 68) d'un vérin ( 69) dirigée suivant l'axe du plot pour l'engagement de la tulipe en position parfaitement centrée sur la pièce cylindrique ( 61). 7. Dispositif de contrôle suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que le capteur émetteur ( 50, 72) est du type à transformateur différentiel.