Brevet FR2564631A1 — publié le 19851122

i La présente invention concerne des dispositifs d'analyse, en particulier destinés à être utilisés dans des réacteurs nucléaires, notamment refroidis par un métal liquide, mais elle n'est pas limitée à cette appli- cation. Selon l'invention, un dispositif d'analyse comporte une série de maillons, les maillons successifs étant articulés, un dispositif destiné à limiter le mou- vement relatif autour d'articulations, dans un sens, et un dispositif à transducteur porté par l'un au moins des maillons. Chaque maillon peut porter un transducteur. Certains maillons ou tous les maillons peuvent porter au moins deux transducteurs ayant des directions différentes. Un dispositif à transducteur au moins peut être un transducteur ultrasonore. Le dispositif destiné à limiter le déplacement relatif peut comporter des éléments en forme destinés à coopérer et disposes sur des maillons adjacents. Les maillons peuvent être allongés et peuvent former un ensemble rectiligne à la limite du déplacement relatif dans un premier sens. Le dispositif à transduc- teur peut faire partie d'un ou plusieurs ensembles montés respectivement de manière amovible dans un ou plusieurs maillons. L'invention concerne aussi un appareil de déploiement qui a une structure creuse le long de laquelle un dispositif d'analyse tel que décrit précédemment peut être déployé, la structure montée à une première cxtrémiité ayant un élément articulé destiné à diriger le dispositiL latéralement par rapport à la structure. L'arrangement peut comporter un support des maillons déployés, et un dispositif destine à déplacer l'éln'ment articulé et le support entre une position de repos et une position avancée, dépassant latéralement. La position de repos peut être un prolongement de la structure creuse. La position de repos peut être adjacente à la structure creuse. Le dispositif de déplacement peut comporter un organe allongé placé le long de la structure c-.::.e, le support étant articulé à une première extrémité de l'élément articulé et à l'extrémité inférieure de la structure creuse, l'autre extrémité de l'élément articulé pouvant pivoter sur une première extrémité de l'organe allongé. L'invention concerne aussi un réacteur nucléaire ayant un appareil de déploiement tel qu'indiqué précédem- ment, disposé de manière que le dispositif à transducteur assure une analyse au-dessus du coeur du réacteur. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de. la description qui va suivre d'un mode de réalisation particulier, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une perspective schématique avec des parties arrachées d'un réacteur; la figure 2 est une vue en plan de la partie supérieure du coeur d'un réacteur; les figures 3A et 3B sont des élévations laté- rales d'une partie d'un dispositif d'inspection dans deux états différents; la figure 3C est une coupe suivant la ligne C-C de la figure 3A; la figure 3D est une coupe suivant la ligne D-D de la figure 3B; les figures 4 et 5 sont des élévations latérales d'une articulation, représentant des limites du mouvement relatif; la figure 6 est une vue en plan d'une partie d'un bras à maillons; la figure 7 est une élévation latérale du bras de la figure 6; la figure 8 est une coupe suivant la ligne 8-8 de la figure 6, à plus grande échelle; la figure 9 est une vue de bout de droite de la figure 7, à plus grande échelle; la figure 10 est une élévation latérale d'un module transducteur; la figure 11 est une vue en plan du module de la figure 10; la figure 12 est une vue de bout, de droite, du dispositif de la figure 10; les figures 13A à 13C représentent le déploiement du dispositif d'inspection; et la figure 14 est une élévation latérale d'une variante de montage. Les dessins représentent un mécanisme 10 d'ana- lyse ultrasonore de sous-ensembles 11 de combustible du coeur et d'autres éléments voisins de la partie supérieure 12 du coeur d'un réacteur surrégénérateur refroidi par un métal liquide ou d'une autre structure, et il peut être utilisé pour l'analyse des surfaces tournées vers le haut des sous-ensembles combustibles et des autres éléments du coeur, à l'aide d'un système d'observation sous sodium. Le mécanisme réduit le temps qu'il faut pour l'exécution de l'analyse précitée et réduit le nombre de déplacements du blindage rotatif 13 du réacteur, à travers lequel le dispositif d'analyse est supporté en 14, à l'endroit o il pénètre dans le réacteur, le dispositif étant destiné à déplacer les transducteurs d'analyse suivant des trajets courbes au-dessus de la partie supérieure 12 du coeur. Le mât à été représenté décalé radialement vers l'extérieur sur la figure 1, pour des raisons de clarté. Un mât vertical creux 20 est disposé afin qu'il pénetre dans le confinement primaire par un organe de pénétration 14, placé dans le blindage rotatif 13 du réacteur. L'extrémité inférieure 21 du mât est placée près de la périphérie 22 de la partie supérieure du corps et comporte un bras 23 qui est contenu à l'intérieur d'un cercle ayant le diamètre du mât afin qu'il puisse passer par l'organe de pénétration formé dans le couvercle du réacteur. Des mécanismes sont prévus afin que le bras puisse être déployé en position horizontale et puisse balayer un espace 24 délimité entre la partie supérieure du coeur et la face inférieure de la structure placée au-dessus du coeur, par rotation du mât autour de l'axe vertical 26 de l'organe de pénétration. Le bras 23 a une ou plusieurs voies 27 en forme de canal, le long de son axe longitudinal, une ou plusieurs voies 28 de même profil étant formées dans le mât vertical. Une série de chariots 29 qui se déplacent dans les voies 27, 28 sont raccordés bout à bout par des articulations souples 30 afin qu'ils forment une chaîne qui peut être -introduite dans le mât par l'inter- médiaire des voies et déplacée le long de la voie ou des voies formées dans le bras. Le transfert des chariots 29 de la direction verticale à la direction horizontale est réalisé par une bielle 31 constituant une voie arti- culée en 31a à l'extrémité inférieure du mât 20 et en 31b sur le bras 23, et reliant les voies des autres éléments. Les chariots sont guidés dans les voies et sur celles-ci par des galets 32 placés de part et d'autre de chaque chariot, et la flexibilité est donnée par les axes 33 d'articulation qui relient les chariots adjacents, aux deux extrémités. Le déplacement des chariots est assuré par une tige poussoir fixée au dernier chariot dans le mât et repérée schématiquement par la référence 20a sur la figure 1. Cette tige est manoeuvrée verticalement par un dispositif convenable repéré schématiquement par la référence 20b, audessus du blindage 13, afin que les chariots horizontaux soient déplacés vers l'arrière et vers l'avant le long du bras lorsqu'il est déployé. L'arrangement des chariots et des articulations est sous forme d'une chaîne à galets ayant une rigidité latérale et comprenant des éléments mis en forme 35 au niveau des talons des maillons 29 (chariots) qui sont au contact de la partie 35a du maillon adjacent afin que le pivotement soit limité dans un sens et que la chaîne ne puisse pas tomber, avec cependant une certaine souplesse vers le haut. Ceci permet à la chaîne de des- cendre verticalement dans le mât 20, de prendre la courbe formée entre une verticale et une horizontale, puis de se diriger horizontalement sous forme d'un organe rigide en porte à faux à partir de l'extrémité du bras 23 (figure 3A). Les chariots et les articulations qui forment les maillons de la chaîne sont réalisés afin qu'ils permettent un déplacement uniquement vers le haut lorsque la chaîne est transmise le long du bras horizontal. La chaîne peut être allongée à partir de l'extrémité du bras horizontal afin qu'elle forme un bras horizontal en porte à faux destiné à analyser les zones qui ne pourraient pas être atteintes si les chariots ne pouvaient pas s'éloigner du bras. On se réfère maintenant aux figures. 6 à 9; chaque maillons 29 a un module ou ensemble de support ayant des plaques latérales parallèles 40, 41 reliées par des barres 42 d'entretoise et des barres 43 d'articu- lation placées dans des roulements 44. Les galets 32 tournent sur des arbres 32a placés dans les plaques , 41. Ces dernières ont des pattes 45 dirigées vers l'intérieur, délimitant des ouvertures permettant la fixation d'un module transducteur décrit dans la suite. L'ensemble de support peut être usiné dans un bloc plein plutot que monté en éléments séparés. Un ou plusieurs transducteurs d'analyse ultra- sonore 36 sont montés sur un ou plusieurs chariots choisis afin qu'ils analysent la partie supérieure du coeur lorsque les chariots sont manoeuvres vers l'avant et vers l'arrière le long du bras et lorsque le bras passe au-dessus de la partie supérieure du coeur. Dans certains arrangements, chaque chariot de la cha ne porte au moins un transducteur, de préférence dirigé vers le bas; deux transducteurs peuvent être présents, l'un tourné vers le 'haut et l'autre vers le bas, et il s'agit d'une disposition avantageuse repré- sentée, bien que, par raison de clarté, un maillon n'ait aucun transducteur sur les figures 7 et 8. Chaque maillon a un module transducteur 50 qui a une plaque supérieure 53 ayant des rebords supérieurs 51, 52 délimitant des ouvertures en 54 afin que celles-ci coopèrent avec des ouvertures 45 de passage de boulons munis d'écrous, permettant un montage amovible du module dans le maillon. Les deux transducteurs 36 sont alimentés par des câbles électriques 37 et sont disposés afin qu'ils émettent des faisceaux qui viennent sur des réflecteurs 56, 57 disposés respectivement de part et d'autre d'une paroi verticale 49 afin que le faisceau soit dirigé vers le haut et vers le bas, une ouverture 58 de la plaque supérieure 53 permettant le passage du faisceau ascendant. Les faisceaux réfléchis sont reçus par les transducteurs 36 par l'intermédiaire du réflecteur respec- tif. Le module se loge entre les plaques latérales 40, 41 et il peut être facilement retiré pour être réparé. Les câbles électriques 37 reliant le ou les transducteurs 36 à l'appareillage de déclenchement, de traitement de signaux, d'affichage et d'enregistrement, portant la référence générale 95, placés au-dessus du couvercle 13 du réacteur ou à distance, peuvent être acheminés par des chemins 38 de câbles formés le long de l'axe des chariots. L'appareillage 95 peut comprendre une unité d'affichage permettant à un utilisateur de voir des caractéristiques telles que les obstacles et les propriétés du coeur et, lorsque les transducteurs forment des faisceaux ascendants et descendants, l'appareillage peut permettre une évaluation précise de la profondeur du transducteur au-dessous de la structure placée au-dessus du coeur dans les régions dans lesquelles une image satisfaisante peut être obtenue. L'installation de balayage ascendant-descendant peut être utilisée pour la vérifica- tion de l'alignement du coeur et des éléments placés au-dessus, par exemple des guides des barres de commande et d'arrêt. Les câbles 37 peuvent être acheminés de manière qu'ils permettent un déplacement relatif des chariots 29, et les câbles 37 sont repliés en 60 dans la région des pivots 33 afin que les câbles puissent fléchir pendant le déplacement relatif. Un avantage principal est le montage des trans- ducteurs 36 de balayage sur les maillons 29 d'un organe de manoeuvre de chaine qui peut être retiré dans le mât 20 et aussi hors du réacteur sans que le système mât-bras 20-23 doive -aussi être retiré. En conséquence, des transducteurs sensibles à basse température peuvent être protégés contre une température élevée de fonction- nement sans que l'ensemble mât-bras soit retiré du réac- teur. La combinaison d'un organe de manoeuvre de la chaîne portant un nombre limité de transducteurs sur des maillons choisis permet des déplacements axiaux limités pour l'exécution d'une série d'analyses linéaires qui se recouvrent. La rotation du mât et en conséquence du bras au-dessus de la partie supérieure du coeur permet une analyse poussée de la surface avec un déplacement minimal du blindage rotatif. Ainsi, lorsque la chaîne manipulable de chariots est disposée dans l'entrée F1 de la figure 2, la chaîne peut être déployée à différentes profondeurs et, lors de la rotation du mât, elle analyse une région ayant un arc limite interne 70 et un arc limite externe 72, 71 étant un exemple intermédiaire dans lequel la chaîne atteint l'extrémité du bras 23. De cette manière, toute la partie supérieure du coeur ou presque peut être cou- verte. Le cas échéant, le mât peut aussi être placé à l'organe F2 et/ou F3 de pénétration et une ou plusieurs analyses supplementaires peuvent être réalisées, ou le blindage du réacteur peut être tourné afin que la position F1 atteigne les positions F2 et F3 auxquelles d'autres analyses sont effectuées. La possibilité de l'allongement de l'organe de manoeuvre de la chaîne sous forme d'un organe rigide en porte à faux augmente la plage de travail du dispositif d'analyse. Le dispositif peut être présent à un organe de pénétration tel que F1, convenablement disposé, dans le réacteur, pendant que les opérations de manipulation du combustible et d'autres composants du corps sont effectuées. Des dispositifs convenables de synchronisation étant utilisés pour empêcher les collisions, le dispositif d'analyse est immédiatement disponible pour la confirmation de l'absence de débris et de l'alignement convenable en cas de difficultés dans les opérations de manipulation. Cette possibilité est particulièrement importante lorsque des transducteurs ultrasonores supplémentaires sont dirigés vers le haut, vers l'intérieur en direction axiale ou radiale (en avant de la chaîne) et latéralement lorsque la chaîne est disposée au-delà des voies 27 du bras. Des ouvertures supplémentaires d'observation peuvent être forméessur les côtés et dans les parties supérieure et inférieure des voies afin qu'une analyse supplémentaire soit possible dans ces directions. La partie extérieure du bras 23 est ouverte vers le haut et vers le bas afin qu'elle permette l'observation. Comme représenté sur la figure 3, le bras est articulé en 34a sur le mât 20 afin que le déplacement vertical d'une tige 34 par un dispositif convenable faisant partie du dispositif 20b assure le déplacement du bras 23 entre une position haute et une position horizontale. La tige 34 est placée le long du mât 20 et des pivots 31a, 31b sont légèrement décalés latéralement par rapport au pivot 34a afin qu'ils assurent le mouvement de déploiement. Dans un arrangement avantageux, un dispositif destiné à déployer le bras 23 en position horizontale, à partir d'une position de repos verticale ascendante ou descendante, est disposé comme représenté sur les figures 13A à 13C. Le mécanisme de déploiement comprend une tige de manoeuvre 34 articulée sur la bielle 31 en 31a, le sens de déploiement dépendant de la poussée de la tige 34 comme représenté sur la figure 13C ou de sa traction comme représenté sur la figure 13A. Sur la figure 13C, la position de repos est un prolongement du mât 20 et, sur la figure 13A, le bras est adjacent au mât en position de repos. La figure 14 représente une variante dans laquelle la bielle 31 est articulée en 90 à l'extrémité inférieure du mât et la tige 34 est articulée en 91 à l'extrémité interne du bras 23 afin que le déplacement de la tige 34 provoque le dépla- cement du bras 23 entre une position horizontale et une position adjacente au mât. Les modules transducteurs ne sont pas représentés sur la figure 14. En plus de l'analyse de la partie supérieure du coeur, le dispositif peut être utilisé pour. l'analyse d'autres composants internes du réacteur, se trouvant à la portée des transducteurs; par exemple, la face inférieure de la structure placée au-dessus du coeur et/ou les caractéristiques de support des sous-ensembles peuvent être inspectées pendant leur exposition au cours de la manipulation du combustible. Ces opérations peuvent faciliter l'inspection des composants du réacteur en cours d'entretien afin que la confiance dans la poursuite du fonctionnement du réacteur en toute sécurité soit accrue. Le dispositif peut aussi être utilisé pour le déploiement d'outils spécialement réalisés et de dispositifs se trouvant dans la limite de portée du bras en porte à faux, par exemple afin que l'extraction d'un constituant coincé du coeur ou d'une machine de manipulation soit facilitée. Dans une variante, le dispositif peut être utilisé pour le déploiement de dispositifs d'essai de pression, de débit, de température ou autres, dans les limites de la portée du bras en porte à faux, afin que la compréhension et le contrôle des propriétés du réacteur soient meilleurs. Le bras 23 peut être entraîné en rotation sans déploiement des chariots 29, lors de la détection d'obstacles, ou pour la confirmation de l'absence d'obs- tacles, au-dessus du coeur. En plus du déploiement dans un plan horizontal, le bras en porte à faux peut aussi être déployé avec d'autres inclinaisons par rapport au mât. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'analyse comprenant une série de maillons, des maillons successifs étant articulés les uns sur les autres, caractérisé par un dispositif (35, 35a) limitant le déplacement relatif autour des articulations dans un premier sens, et un dispositif transducteur (36) porté par l'un au moins des maillons (29). 2. Dispositif selon la revendication 1, caracté- risé en ce que chaque maillon (29) porte un transducteur (35). 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'un maillon au moins porte deux transducteurs ayant des directions différentes. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendi- cations précédentes, caractérisé en ce que l'un au moins des dispositifs transducteurs est un transducteur ultra- sonore. 5. Dispositif selon l'une quelconque des reven- dications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif destiné à limiter le déplacement relatif comprend des éléments en forme (35, 35a) de maillons adjacents, destinés à coopérer. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendi- cations précédentes, caractérisé en ce que les maillons sont allongés et forment un ensemble rectiligne à la limite du déplacement relatif dans ledit sens. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendi- cations précédentes, caractérisé en ce que le dispositif transducteur fait partie d'un ou plusieurs ensembles montés de manière amovible dans un ou plusieurs maillons. 8. Dispositif selon la revendication 7, caracté- risé en ce qu'il comprend deux transducteurs ultrasonores, places dans l'ensemble ou dans chaque ensemble et destinés à assurer des observations dans des sens opposés. 9. Dispositif selon la revendication 8, caracté- risé en ce que les deux transducteurs forment des faisc.:.ux parallèles destinés à coopérer avec des réflecteurs placés de part et d'autre d'une paroi. 10. Appareil de déploiement, caractérisé en ce qu'il comprend une structure creuse (20) le long 5.de laquelle un dispositif d'analyse selon l'une quelconque des revendications précédentes peut être déployé, la structure comprenant, a une premiere extrémité, un élément articulé (31) destiné à diriger le dispositif latéralement par rapport à la structure. 11. Appareil selon la revendication 10, caracté- risé en ce qu'il comprend un support (23) des maillons déployés, et un dispositif (34) destiné à déplacer l'élé- ment articulé et le support entre une position de repos et une position déployée dans laquelle le support dépasse latéralement. 12. Appareil selon la revendication 11, caracté- risé en ce que le dispositif de déplacement comporte un organe allongé placé le long de la structure creuse, le support étant articulé à une première extrémité de l'élément articulé et à une extrémité inférieure de la structure creuse, l'autre extrémité de l'élément articulé étant ellemême articulée à une première extrémité de l'organe allongé. 13. Réacteur nucléaire, caractérisé en ce qu'il comporte un appareil de déploiement selon l'une quelconque des revendications 10 à 12, destiné à porter les dispositifs transducteurs qui assurent une détection au-dessus du coeur (22).