Brevet FR2586320A1 — publié le 19870220

L'invention concerne un dispositif de mesure de jeu autour d'une broche de centrage des équipements internes supérieurs d'un réacteur nucléaire à eau sous pression sur les équipements internes inférieurs pla- ces dans la cuve du réacteur ouverte et remplie d'eau. Les réacteurs nucléaires à eau sous pression comportent une cuve dans laquelle est disposé le coeur du réacteur qui est supporté et maintenu dans la cuve par un ensemble de composants faisant partie des équi- pements internes inférieurs. Au-dessus du coeur sont disposés les équipements internes supérieurs qui com- portent en particulier la plaque supérieure de coeur et les tubes guides des barres de commande du réac- teur. La mise en place des équipements internes supérieurs sur les équipements internes inférieurs doit être réalisée de façon extrêmement précise, puis- qu'elle détermine en particulier le bon fonctionnement des barres de commande du réacteur. Ces barres de com- mande sont introduites dans certains assemblages du coeur, de haut en bas, grâce aux éléments de guidage des tubes guides des équipements internes supérieurs qui se trouvent dans l'alignement de tubes guides des assemblages combustibles recevant les barres de com- mande. Les équipements internes inférieurs compor- tent une virole de support du coeur cylindrique à axe vertical dans laquelle est engagée une partie des équipements internes supérieurs et en particulier la plaque supérieure de coeur. Au moment du montage des équipements internes supérieurs sur les équipements internes inférieurs, il faut assurer leur centrage de façon très précise et l'on prévoit quatre broches de centrage solidaires de la virole de support du coeur et disposées sur sa surface interne, à 90 les unes des autres ainsi que des embrèvements dans la plaque de support de coeur dans des positions correspondant à celles des broches de centrage. L'introduction des broches de centrage dans les embrèvements au moment de la mise en place des équipements internes supérieurs dans les équipements internes inférieurs permet d'as- surer leur centrage. Lors de la construction d'un réacteur nuclé- aire, les opérations de mise en place des équipements internes supérieurs sur les équipements internes infé- rieurs sont réalisées en atelier et cette opération qui demande beaucoup de soin ne présente cependant pas de difficultés particulières, puisqu'on peut accéder relativement facilement à toutes les parties des équi- pements internes dont on effectue l'adaptation et le montage. Pour la réparation et l'entretien des réac- teurs nucléaires ayant déjà fonctionné, on a proposé de changer complètement les équipements internes supé- rieurs, dans le cas o ces équipements ont pu subir des usures ou des déformations en service. On main- tient alors les équipements internes inférieurs irra- diés dans la cuve et l'on réalise l'adaptation des équipements internes supérieurs neufs sur les équipe- ments internes irradiés restés dans la cuve. Pour cela la cuve est ouverte et remplie d'eau et les différents contrôles permettant l'adaptation des équipements in- ternes supérieurs neufs sur les équipements internes inférieurs irradiés doivent être réalisés à distance, par exemple depuis la plateforme associée aux disposi- tifs de manutention des équipements internes supé- rieurs, au-dessus de la partie supérieure de la cuve du réacteur nucléaire débouchant dans la piscine. Pour faciliter l'adaptation des équipements internes supérieurs neufs aux équipements internes in- férieurs irradiés qui peuvent avoir subi une légère déformation, on augmente le jeu entre les embrèvements de la plaque supérieure de coeur et les broches de centrage correspondantes. Ce jeu initial accru permet d'introduire les équipements internes supérieurs sans risque de coincement, puis de les mettre en place en contrôlant l'alignement parfait des tubes guides. Il est ensuite nécessaire de connaitre par- faitement la position relative des embrèvements et des broches de centrage, pour usiner avec une trés grande précision, des pièces d'adaptation qui sont fixées sur la plaque supérieure de coeur au niveau-des embrève- ments et qui permettent de ramener le jeu entre les embrévements et les broches de centrage à la valeur requise. On ne connaissait pas jusqu'ici de disposi- tif permettant de mesurer les jeux autour des broches de centrage des équipements internes supérieurs d'un réacteur nucléaire a eau sous pression, avec une très grande précision, à distance et sous eau. Le but de l'invention est donc de proposer un dispositif de mesure de jeu autour d'une broche de centrage des équipements internes supérieurs d'un ré- acteur nucléaire à eau sous pression sur les équipe- ments internes inférieurs placés dans la cuve du réac- teur ouverte et remplie d'eau, les équipements inter- nes inférieurs comportant l enveloppe du coeur du ré- acteur sur laquelle sont fixées des broches de centra- ge et les équipements internes supérieurs comportant la plaque supérieure du coeur dans laquelle sont usi- nés des embrévements correspondant aux broches de cen- trage, ce dispositif devant permettre une mesure ex- trémement précise du jeu entre les broches de centrage et les embrévements de la plaque supérieure de coeur, lorsque les équipements internes supérieurs sont mis en place sur les équipements internes inférieurs res- tés dans la cuve, en particulier dans le cas o les équipements internes inférieurs irradiés nécessitent de réaliser les mesures à distance. Dans ce but, le dispositif de mesure suivant l'invention comporte: - un support solidaire d'un socle muni de moyens des- tinés à coopérer avec des trous de la plaque supérieu- re de coeur pour la fixation du support sur la plaque supérieure de coeur, - au moins deux glissières montées dans le support et parallèles à la surface d'appui du socle venant se placer sur la face supérieure de la plaque supérieure de coeur, - deux coulisseaux mobiles montés sur les deux glis- sières, portant chacun une plaquette de marquage plane parallèle a la direction de déplacement des coulis- seaux et munis chacun d'un doigt de palpage saillant vers le bas par rapport a la face d'appui du socle, - des moyens élastiques de rappel des coulisseaux pour les ramener l'un vers l'autre dans la direction des glissières, montés à l'intérieur du support, - un ensemble de marquage porté par le support et com- portant deux stylets montés dans des supports de gui- dage dirigés perpendiculairement aux plaquettes de marquage, placés chacun en face d'une plaquette de marquage et rappelés vers ces plaquettes par un res- sort, ainsi qu'un équipage de commande solidaire des stylets et d'un câble de commande-, dont l'extrémité opposée a l'équipage de commande permet d'exercer une traction pour éloigner les stylets des plaquettes, en comprimant chacun des ressorts de rappel, les stylets venant marquer les plaquettes lors du relâchement du câble. Afin de bien faire comprendre l'invention, on va maintenant décrire, à titre d'exemple non limi- tatif, en se référant à la figure jointe en annexe, un mode de réalisation d'un dispositif de mesure suivant l'invention. La figure unique est une vue en élévation avec coupe partielle d'un dispositif de mesure suivant l'invention en position sur la plaque supérieure de coeur faisant partie des équipements internes supé- rieurs d'un réacteur nucléaire à eau sous pression. Sur la figure unique, on voit la plaque su- périeure de coeur 1 des équipements internes compor- tant, à un endroit de sa périphérie, un embrèvement 2 destiné au logement d'une broche de centrage 3 dont la coupe par un plan vertical est représentée en traits interrompus sur la figure. Un jeu initial important 4 est prévu entre l'embrèvement 2 et la broche de cen- trage 3, pour faciliter la mise en place des équipe- ments internes supérieurs comportant la plaque de coeur 1 sur les équipements internes inférieurs sur lesquels est fixée la broche de centrage 3. Le dispositif suivant l'invention désigné de façon générale par le repère 5 permet de réaliser une mesure précise et à distance des jeux 4 et 4' situés de chaque côté de la broche 3, après la mise en place d'équipements internes supérieurs sur des équipements internes inférieurs irradiés restés en cuve et sous eau. Le dispositif 5 comporte un support 6 soli- daire à sa partie inférieure d'un socle 7 auquel sont associées des goupilles de centrage 10 engagées dans des trous de la plaque supérieure de coeur et des vis 11 traversant la plaque supérieure de coeur par des ouvertures 12 et fixées par vissage dans le socle 7. Ces dispositifs associés au socle 7 permettent sa fi- xation en position précise sur la plaque supérieure de coeur 1, au voisinage de l'embrèvement 2. Le support 6 comporte deux montants verti- caux 6a et une plaque 6b parallèle à la surface d'ap- pui du socle 7. Les éléments 7, 6a et 6b du support 6 sont assemblés rigidement entre eux par des vis 13. A l'intérieur du support 6 sont montées deux glissières 15 constituées par des arbres fixés dans le support 6 parallèlement à la surface d'appui du socle 7. Ces arbres comportent des rainures telles que 16 dans leur partie d'extrémité et des vis 17 permettent de les bloquer en position dans les montants 6a du support 6. Lorsque le dispositif de mesure est en posi- tion sur la plaque supérieure de coeur des équipements internes supérieurs eux-mêmes placés sur les équipe- ments internes inférieurs, la plaque 6b et les glis- sières 15 sont en position horizontale. Des coulisseaux 20 sont montés mobiles -sur les glissières 15, à l'intérieur du support 6. Chacun des coulisseaux 20 comporte une ouverture traversante supérieure 21 et une ouverture traversante inférieure 22. Dans l'ouverture supérieure 21 de chacun des coulisseaux sont placées deux douilles à billes 23 sé- parées par une entretoise 24 et disposées autour de la glissière 15 correspondante. On obtient ainsi un mon- tage glissant a faible frottement du coulisseau 20 sur la glissière. L'ouverture traversante inférieure 22 com- porte deux parties à diamètres différents séparées par un rebord d'appui. Dans une des parties de l'ouverture est disposé un ressort de rappel 25 en appui sur un des montants 6a autour de la glissière 15. Dans l'au- tre partie de l'ouverture est placée une douille à billes 27. Les ressorts 25 des deux coulisseaux 20 en appui sur les montants opposés 6a permettent de rappe- ler l'un vers l'autre les deux coulisseaux 20, dans leur direction de déplacement le long des glissières 15. Les coulisseaux 20 portent chacun un doigt de palpage 30 à leur partie inférieure et une plaquet- te de marquage 31 a leur partie supérieure, parallèle aux glissières 15 et à la face d'appui du socle 7. Les doigts de palpage 30 comportent une par- tie d'extrémité 30a dont la surface intérieure est in- clinée, pour faciliter l'introduction du doigt de pal- page dans le jeu 4 (ou 4') entre la broche de centrage 3 et l'embrévement 2, au moment de la mise en place du dispositif de mesure avec les équipements internes su- perieurs. Les palpeurs 30 font saillie vers le bas, a l'extérieur du socle 7 qui comporte une ouverture cen- trale venant au-dessus de l'embrévement 2, dans la po- sition de service du dispositif 5. Les doigts de pal- page 30 ont une épaisseur nettement inférieure à la valeur du jeu initial 4 ou 4'. Sur la plaque supérieure 6b est monté l'en- semble de marquage qui comporte deux fourreaux sup- ports 32 constituant les pièces de guidage de deux stylets de marquage 33 dont la partie supérieure com- portant une tête servant de butée est solidaire d'un étrier 34 servant d'équipage de commande des stylets 33; l'étrier 34 est solidaire de l'extrémité infé- rieure d un câble de commande 35. Les fourreaux supports 32 des stylets sont constitués par une douille filetée 32a à axe vertical fixée sur la plaque supérieure 6b. Un chapeau 32b est fixé sur chacune des douilles 32a et comporte une ou- verture centrale permettant le passage de la partie supérieure du stylet 33 correspondant. Un ressort hé- licoidal 36 est disposé autour de chacun des stylets 33 et comprimé entre le chapeau 32b et une partie d appui élargie 33a du stylet 33. Les stylets 33 sont ainsi rappelés par les ressorts 36 en direction des plaquettes de marquage 31. Le câble 35 fixé sur l'étrier 34 servant d'équipage de commande des stylets passe sur un jeu de poulies de renvoi non représentées qui lui donne un parcours horizontal, puis un parcours vertical le long d une structure dont la base est fixée par rapport à la plaque supérieure de coeur et dont la partie supé- rieure se trouve au niveau de la passerelle associée au dispositif de manutention des équipements internes supérieurs. Un dispositif de blocage du câble est dis- posé au niveau de la plateforme. Le câble est bloqué initialement dans une position assurant le levage des stylets 33, de façon que leur partie inférieure de marquage 33b soit en position soulevée par rapport aux plaquettes de marquage 31. Lorsqu'on relâche le dispo- sitif de blocage du câble grâce à une poignée de ma- noeuvre située au niveau de la passerelle du disposl- tif de manutention des équipements internes supé- rieurs, les stylets se déplacent vers le bas, sous l'effet de la pression des ressorts 36, pour venir en contact avec les plaquettes de marquage 31 sur les- quelles ils laissent une empreinte dans une position correspondant à la position horizontale des coulis- seaux 20 par rapport au support 6. Un trou taraudé 40 est ménagé dans chacun des doigts de palpage 30 pour permettre l'introduction et le vissage d'une pige constituée par une tige file-- tée comportant une tête molletée. Ces moyens permet- tent l'étalonnage du dispositif en venant mettre en contact les doigts de palpage 30 avec les bords de l'embrèvement 2 puis en libérant l'équipage mobile des stylets pour réaliser une première empreinte corres- pondant à la position la plus écartée des doigts à l'intérieur de l'embrèvement 2. Nous allons maintenant décrire une opération de mesure de jeu effectuée avec le dispositif suivant l'invention, sur des équipements internes supérieurs neufs placés sur des équipements internes inférieurs irradiés maintenus sous eau dans la cuve du réacteur nucléaire. Dans une phase préliminaire, on monte sur les équipements internes supérieurs disposés sur un stand à sec différents dispositifs de mesure compre- nant quatre dispositifs de mesure de jeu autour des broches de centrage du type décrit ci-dessus. Ces dis- positifs sont placés sur la plaque supérieure de coeur, au voisinage de chacun des embrèvements 2 pré- vus dans cette plaque. Le positionnement des supports des dispositifs est assuré par les goupilles de cen- trage 10 et leur fixation par les vis 11. Les doigts de palpage 30 sont alors introduits à l'intérieur de l'embrèvement 2 de la plaque supérieure de coeur et l'on réalise l'étalonnage du dispositif en plaçant les doigts 30 dans leur position d'écartement maximal o ils viennent en butée contre les bords de l'embrève- ment 2. On réalise alors un marquage de la position choisie pour origine en débloquant le câble 35 dont la partie supérieure est fixée, au-dessus du stand à sec recevant les équipements internes supérieurs, sur la plateforme de manutention et de mesure. Les ressorts 36 provoquent alors la descente des stylets 33'et la mise en contact de leur pointe de marquage 33b avec les plaquettes de marquage 31. On réalise ainsi les empreintes correspondant à la position d'origine des coulisseaux 20. Les équipements internes supérieurs sont ensuite transportés par un dispositif de manutention, tel qu'un tripode de manutention, depuis le stand à sec jusqu'à la cuve du réacteur renfermant les équi- pements internes inférieurs. Les dispositifs de mesure de jeu sont transportés avec les équipements internes supérieurs, aussi bien en ce qui concerne la partie représentée sur la figure que le dispositif de guidage et de commande du câble 35 fixé entre la plaque supé- rieure de coeur et la plateforme associée au disposi- tif de manutention des équipements internes supé- rieurs. -Au moment de la mise en place des équipe- ments internes supérieurs, les doigts palpeurs 30 qui sont au départ repoussés l'un vers l'autre par les ressorts 22; sont écartés par la broche 3, pour venir en contact avec les faces latérales planes de cette broche, comme représenté sur la figure. Lorsque la mise en place des équipements internes supérieurs est réalisée, la position des coulisseaux 20 traduit la position relative des embrévements de la plaque supé- rieure de coeur et de la broche de centrage. On réa- lise alors le déblocage du câble 35 et le marquage des plaques de marquage 31 est réalisé sous eau et à dis- tance. ll La comparaison des positions d'origine des empreintes et des positions des empreintes obtenues sous eau, lorsque les équipements internes supérieurs sont mis en place sur les équipements internes infé- rieurs est réalisée lorsque les équipements internes sont de nouveau sortis de la cuve et replacés à leur poste de stockage à sec. Cette comparaison donne une mesure très précise des jeux 4 et 4' de part et d'au- tre de la broche de -centrage 3. On peut ainsi usiner des pièces d'adaptation de formes et de dimensions parfaitement déterminées pour réduire les jeux 4 et 4' à leur valeur définitive souhaitée. Lorsque le dispositif n'est pas en place sur une broche de centrage, les deux coulisseaux sont ra- menés l'un vers l'autre par les ressorts 22 jusqu'au moment o ces coulisseaux viennent en butée sur une bague de butée 41 maintenant un certain écartement entre ces deux coulisseaux. Le dispositif suivant l'invention permet donc de réaliser de façon très précise et à distance des mesures de jeux entre une broche de centrage des équipements internes inférieurs irradiés d'un réacteur nucléaire maintenus sous eau dans la cuve du réacteur et les embrèvements d'une plaque supérieure de coeur d'equipements internes supérieurs rapportés sur ces équipements internes inférieurs irradiés. L'invention ne se limite pas au mode de réalisation qui a été décrit. C'est ainsi qu'on peut imaginer d'autres moyens de commande à distance par càble de l'étrier de manoeuvre des stylets de marqua- ge. On peut également imaginer tout mode de blocage de l'extrémité du càble éloignée des stylets, pour ma-in- tenir ces stylets en position haute au-dessus des pla- quettes de marquage. On peut réaliser les glissières de guidage des coulisseaux sous une forme quelconque et réaliser les paliers de glissement sous une autre forme que celle qui a été décrite. On peut réaliser le rappel des coulisseaux ou des stylets en utilisant d autres moyens élastiques que des ressorts hélicoi- daux. Enfin, l'invention s'applique aussi bien à 1 adaptation d'équipements internes supérieurs neufs sur des équipements internes inférieurs irradiés qu'au montage des équipements internes d'un réacteur nuclé- aire neuf en cours de construction. REVENDICATIONS 1.- Dispositif de mesure de jeu autour d'une broche de centrage (3) des équipements internes supé- rieurs d'un réacteur nucléaire à eau sous pression sur les équipements internes supérieurs placés dans la cuve du réacteur ouverte et remplie d'eau, les équipe- ments internes inférieurs comportant l'enveloppe du coeur du réacteur sur laquelle sont fixées des broches de centrage (3) et les équipements internes supérieurs comportant la plaque supérieure du coeur (1) dans la- quelle sont usinés des embrèvements (2) correspondant aux broches de centrage (3), caractérisé par le fait qu'il comporte: - un support (6) solidaire d'un socle (-7) muni de moyens (10, 11) destinés à coopérer avec des trous (12) de la plaque supérieure de coeur (1), pour la fi- xation du support (6) sur la plaque supérieure de coeur (1), - au moins deux glissières (15) montées dans le sup- port (6) et parallèles à la surface d'appui du socle (7) venant se placer sur la face supérieure de la plaque supérieure de coeur (1), - deux coulisseaux mobiles (20) montés sur les deux glissières (15), portant chacun une plaquette de marquage (31) plane, parallèle à la direction de dé- placement des coulisseaux (20) et munis chacun d'un doigt de palpage (30) saillant vers le bas par rapport à la face d'appui du socle (7), - des moyens élastiques (22) de rappel des coulisseaux pour les ramener l'un vers l'autre, dans la direction des glissières (15), montés à l'intérieur du support (6), - et un ensemble de marquage porté par le support (6) et comportant deux stylets (33) montés dans des sup- ports de guidage (32) dirigés perpendiculairement aux plaquettes de marquage (31), placés chacun en face d'une plaquette de marquage (31) et rappelés vers les plaquettes (31) par un moyen élastique (36), ainsi qu'un équipage de commande (34) relié aux stylets (33) et à un câble de commande (35) dont l'extrémité oppo- sée à l'équipage de commande (34) permet d'exercer une traction pour éloigner les stylets (33) des plaquettes de marquage (31) en comprimant chacun des moyens de rappel (36), les stylets venant marquer les plaquettes (31) lors du relâchement du câble (35). 2.- Dispositif de mesure suivant la revendi- cation 1, caractérisé par le fait que les glissières (15) sont constituées par des arbres cylindriques au- tour desquels sont placées des douilles à billes (23 à 27) placées dans des trous (21, 22) traversant les coulisseaux (20). 3.- Dispositif de mesure suivant l'une quel- conque des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que les doigts (30) comportent une partie amincie à leur extrémité saillante à l'extérieur du socle (7). 4.- Dispositif de mesure suivant l'une quel- conque des revendications 1, 2 et 3, caractérisé par le fait que le câble de commande (35) passe sur des poulies de renvoi et dans une structure de guidage verticale amenant son extrémité opposée à l'équipage de commande (34), au niveau d'une passerelle de manutention située au-dessus de la cuve du réacteur nucléaire.