Brevet FR2586321A1 — publié le 19870220

L'invention concerne un dispositif de contrôle de jeu entre la périphérie de la plaque supé- rieure de coeur et la surface interne de l'enveloppe de coeur d'un réacteur nucléaire à eau sous pression. Les réacteurs nucléaires à eau sous pression comportent généralement une cuve renfermant le coeur du réacteur qui est lui-même supporté par un ensemble réalisant également son cloisonnement et constituant les équipements internes inférieurs du réacteur. Au- dessus du coeur est disposé un second ensemble qui constitue les équipements internes supérieurs du réac- teur et qui comportent en particulier les tubes guides des barres de commande du réacteur et la plaque supé- rieure de coeur qui vient se placer dans la cuve au- dessus des assemblages combustibles. L'ensemble de support du coeur constituant les équipements internes inférieurs comporte en particulier l'enveloppe de coeur qui est réalisée sous la forme d'une virole cy- lindrique à axe vertical ainsi que la plaque inférieu- re de coeur fixée à la partie inférieure de l'envelop- pe. La plaque supérieure de coeur est introduite avec les équipements internes supérieurs dans *la cuve o elle vient prendre place à l'intérieur de l'enve- loppe de coeur. Entre la périphérie de cette plaque horizontale circulaire et la surface interne de l'en- veloppe de coeur, est ménagé un jeu qui doit être par- faitement défini et le plus constant possible suivant la périphérie de la plaque supérieure de coeur. Ce jeu dont la valeur est faible, en général à peine supé- rieure à 1 mm, pour une enveloppe de coeur dont le diamètre intérieur est voisin de 3,40 m, est obtenu en prévoyant, lors de la construction de l'enveloppe de coeur, une couche de métal déposée appelée beurrage, sur la surface intérieure de l'enveloppe de coeur, dans la zone o vient se placer la plaque supérieure de coeur. Cette couche de beurrage, en saillie par rapport à la surface interne de l'enveloppe de coeur, est usinée avec beaucoup de soin en ce qui concerne la précision diamétrale et l'état de surface. Au moment de l'introduction des équipements internes supérieurs dans les équipements internes inférieurs, la plaque supérieure de coeur peut être introduite sans trop de difficultés dans l'enveloppe de coeur, le jeu entre la partie courante de l'enveloppe de coeur et la plaque supérieure de coeur étant sensiblement plus important que le jeu au niveau de la couche de beurrage. Dans le cas du montage d'une cuve comportant des équipements internes neufs, les opérations d'ajus- tage des équipements internes supérieurs et d'adapta- tion de ces équipements internes supérieurs sur les équipements internes inférieurs exigent de nombreuses vérifications et en particulier, un contrôle du jeu entre la partie périphérique de la plaque supérieure de coeur et la surface interne de l'enveloppe de coeur comportant le beurrage. Ces opérations de contrôle ne comportent cependant pas de difficultés particulières, puisqu'on peut accéder relativement facilement à la plaque supérieure de coeur en place à l'intérieur des équipements internes inférieurs, ces équipements n'étant pas irradiés. Ces opérations sont réalisées en usine, dans la phase finale de fabrication des équipe- ments internes. En revanche, lorsqu'un réacteur nucléaire a déjà fonctionné, il peut être difficile de réaliser les opérations de réparation, de contrôle ou de chan- gement de composants à l'intérieur de la cuve. Il faut alors opérer sous eau, la cuve étant ouverte à sa par- tie supérieure, remplie d'eau et en communication avec la piscine du réacteur qui peut être elle-même remplie d'eau. On a proposé récemment d'effectuer le rem- placement complet des équipements internes supérieurs d'un réacteur nucléaire à eau sous pression, les équi- pements internes inférieurs irradiés étant maintenus en cuve. En effet, il peut être nécessaire de rempla- cer les équipements internes supérieurs s'ils ont subi une usure ou une déformation en service, puisque le guidage des barres de commande pendant le fonctionne- ment du réacteur ainsi que la retombée de ces barres en cas d'arrêt d'urgence risquent de ne plus être as- surés dans de bonnes conditions. Lors des opérations d'adaptation d'équipe- ments internes neufs sur des équipements internes ir- radiés restés en cuve, il est nécessaire de disposer d'un moyen de contrôle à distance du jeu existant entre la plaque supérieure de coeur et la surface in- terne de l'enveloppe de coeur, aprés présentation des équipements internes supérieurs neufs, à l'intérieur des équipements internes inférieurs, dans la cuve rem- plie d'eau. Le but de l'invention est donc de proposer un dispositif de contrôle de jeu entre la périphérie de la plaque supérieure de coeur et la surface interne de l'enveloppe de coeur d'un réacteur nucléaire à eau sous pression dont la cuve renfermant l'enveloppe de coeur et la plaque supérieure de coeur est remplie d'eau, par essai d'introduction de lames d'épaisseurs calibrées et différentes dans l'espace existant entre la périphérie de la plaque supérieure de coeur et la surface intérieure de l'enveloppe de coeur et par ob- servation visuelle de la possibilité ou de l'impossi- bilité d'introduction de chacune des lames d'épaisseur déterminée, dispositif permettant d'effectuer le contrôle à distance, en particulier dans le cas de 1 adaptation d'équipements internes supérieurs neufs sur des équipements internes inférieurs irradiés restés en cuve. Dans ce but, le dispositif de controle sui- vant l'invention comporte: - une structure verticale de support comportant une base munie de moyens d'engagement et de centrage dans la face supérieure de la plaque supérieure de coeur, - une pluralité d'ensembles articulés en parallèlo- grammes sensiblement parallèles entre eux et verti- caux, comportant chacun deux barres parallèles arti- culées à l'une de leurs extrémités sur la structure verticale, autour de deux axes horizontaux situés à la verticale l'un de l'autre et une barre verticale de liaison articulée à l'autre extrémité des barres pa- ralleles, chacun des ensembles articulés portant une lame calibrée verticale à son extrémité voisine de la barre de liaison, de façon que-différentes lames ca- librées d'épaisseurs différentes soients disposées les unes à la suite des autres le long de la périphérie de la plaque supérieure de coeur, - un ensemble de pivotement associé à chacun des en- sembles articulés, commandé depuis la partie supérieu- re de la structure verticale pour le déplacement des lames calibrées dans une direction sensiblement verti- cale, soit vers le bas et vers l'espace entre la pla- que supérieure de coeur et l'enveloppe de coeur, soit vers le haut, - et une camera de télévision disposée au voisinage des lames, permettant de contrôler à distance l'intro- duction de chacune des lames successivement. Afin de bien faire comprendre l'invention, on va maintenant décrire, à titre d'exemple non limi- tatif, en se référant aux figures jointes en annexe, un mode de réalisation d'un dispositif de contrôle suivant l'invention. La Fig. 1 est une vue schématique en éléva- tion et en coupe partielle d'un dispositif de contrôle suivant l'invention en position de service sur la pla- que supérieure de coeur d'un réacteur nucléaire à eau sous pression. La Fig. 2 est une vue plus détaillée, en élévation de la partie inférieure du dispositif repré- senté sur la Fig. 1. La Fig. 3 est une vue suivant III-III de la Fig. 2. La Fig. 4 est une vue en élévation de la partie supérieure du dispositif de contrôle représenté à la Fig. 1. Sur la Fig. 1, on voit une partie de l'enve- loppe de coeur 1 d'un réacteur nucléaire à eau sous pression, au niveau de la couche de beurrage 2 déposée sur la surface interne de cette enveloppe de coeur en face de laquelle vient se placer la plaque supérieure de coeur 3 faisant partie des équipements internes su- périeurs, lorsque ces équipements sont mis en place dans les équipements internes inférieurs comportant l'enveloppe 1, maintenus dans la cuve et sous eau. Entre la partie périphérique de la plaque supérieure de coeur 3 et la couche de beurrage 2 est maintenu un jeu 5 dont il est nécessaire de contrôler l'amplitude, pour ajuster éventuellement la position des équipements internes supérieurs dans les équipe- ments internes inférieurs. Pour celà, on utilise au moins un dispositif de contrôle suivant l'invention tel que représenté sur la Fig. 1 et désigné de façon générale par le repère 4. Un tel dispositif comporte un support verti- cal 7 fixé sur une base 8 reposant sur la plaque supé- rieure de coeur 3, lorsque le dispositif est en posi- tion de service comme représenté sur la Fig. 1. Le dispositif comporte également une pluralité d'ensem- bles articulés en parallélogrammes tels que l'ensemble 10 portant à son extrémité une lame calibrée 9; enfin, le dispositif comporte un ensemble 12 associé à chacun des ensembles articulés 10 pour assurer le pi- votement de cet ensemble articulé entre sa position 10 et sa position 10' ainsi qu'une caméra de télévision 14 transmettant, par l'intermédiaire d'un câble 15, l'image de la zone de l'espace périphérique compris entre l'enveloppe 1 et la plaque supérieure de coeur 3 dans laquelle se déplacent les lames 9 grâce au dispo- sitif 12 dont le moyen de commande 13 est situé au- dessus du niveau 16 de l'eau dans la cuve du réacteur renfermant l'enveloppe 1 et la plaque supérieure de coeur 3. Pour contrôler le jeu à différents endroits de la périphérie de la plaque 3, on place plusieurs dispositifs identiques au dispositif 4 dans des posi- tions telles que leurs lames 9 associées aux disposifs articulés 10 puissent venir par un déplacement dans une direction pratiquement verticale à l'intérieur de l'espace ménagé entre la plaque supérieure de coeur 3 et la couche de beurrage 2, lorsque l'épaisseur de la lame 9 est inférieure à la valeur du jeu. On pourrait tout aussi bien utiliser un seul dispositif 4 qui se- rait déplacé d'une position à une autre sur la plaque supérieure de coeur. 2 58 6 321 On va maintenant décrire de façon plus dé- taillée en se référant à l'ensemble des figures 2 à 4, le dispositif de contrôle 4 suivant l'invention. On voit sur la Fig. 2 que la structure ver- ticale 7 est constituée par un ensemble mécano-soudé. à l'extrémité duquel est fixée rigidement, par soudu- re, la base 8. Cette base 8 comporte deux ouvertures de centrage 21 dans lesquelles sont introduits des pions de centrage 20 fixés en position par des vis 22. Les pions de centrage 20 sont destinés à venir en po- sition dans des trous ménagés dans la plaque supérieu- re de coeur 3, par exemple dans des trous de centrage des tubes guides des équipements internes supérieurs. La structure 7 porte quatre ensembles arti- culés 10 comme il est visible sur la Fig. 3. Chacun des ensembles articulés 10 comporte deux barres paral- lèles 24a et 24b et une barre de liaison 25 reliée par des articulations à axe horizontal'26a et 26b aux ex- trémités des barres parallèles 24a et 24b respective- ment. Les barres 24a et 24b sont reliées au voisinage de leur autre extrémité à la structure 7, par l'inter- médiaire de deux articulations à axes horizontaux 28a et 28b placées à la verticale l'une de l'autre. La barre de liaison 25 et la lame calibrée 9 qui est fi- xée à l'extrémité de l'ensemble articulé 10 restent donc toujours verticales lors du pivotement des barres 24a et 24b autour de leurs articulations 28a et 28b. Sur la Fig. 3, on voit que la structure ver- ticale 7 est constituée par deux montants parallèles fixés de façon légèrement inclinée par rapport à l'axe commun des trous de centrage 21. La longueur des bar- res parallèles 24 des ensembles articulés 10 est d'a- utre part déterminée de façon que l'extrémité des en- sembles articulés 10 portant la lame calibrée 9 vienne se placer légèrement à l'extérieur par rapport à la périphérie de la plaque supérieure de coeur 3. La barre de liaison verticale 25 de chacun des ensembles articulés 10 est constituée par deux montants placés de part et d'autre des barres parallèles 24, les axes d'articulation 26 traversant les deux montants et la barre 24 intercalée entre ces deux mon- tants avec un certain jeu, ainsi qu'une pièce 27 fixée rigidement sur les montants pour les relier entre eux et assurant le support de la lame 9 qui est fixée sur la pièce 27 par l'intermédiaire d'une.vis 29. On assu- re ainsi un parfait parallélisme et un parfait posi- tionnement de la lame 9 par rapport à l'axe vertical de la barre de liaison 25 passant par les axes d'articulation 26a et 26b. A leur extrémité opposée à la pièce de liai- son 25, les barres supérieures 24a de chacun des en- sembles 10 sont rigidement solidaires d'une poulie 32 --tdont l edeataVion-est confondu avec l'axe d'arti- culation de la barre 24a correspondante. Cet axe de rotation et d'articulation 28 est commun aux barres 24a des quatre ensembles 10 montés sur le support 7. Les quatre ensembles 10 sont montés les uns à la suite des autres, sur l'axe 28, entre deux rondelles de maintien 33 fixées en place par des goupilles 35. L'é- cartement des ensembles articulés les uns par rapport aux autres est assuré par les montants du support ver- tical 7 et par une entretoise de faible épaisseur 36. De cette façon, les lames 9 des quatre en- sembles dont les épaisseurs sont différentes, sont placées les unes à la suite des autres, suivant la pé- riphérie de la plaque supérieure de coeur 3 et sur une longueur faible par rapport au périmètre total de la plaque 3. En première approximation, on peut considé- rer que les contrôles de jeu sont effectués dans une même zone de l'espace compris entre la périphérie de la plaque 3 et l'enveloppe de coeur. Comme il est visible sur la Fig. 2, la structure verticale 7 comporte une plaque d assemblage horizontale 40 sur laquelle sont soudés les deux mon- tants verticaux et parallèles constituant la partie inférieure de la structure verticale 7. La plaque 40 sert également de base de support pour la fixation d'une colonne cylindrique 41 constituant la partie supérieure de la structure verticale 7. Cette colonne a une hauteur suffisante pour que la partie supérieure du dispositif comportant le moyen de commande 13 soit au-dessus du niveau supérieur 16 de l'eau dans la cuve du réacteur. Cette colonne 41 porte également, grâce à des supports soudés 43, des flasques 44 permettant le montage de deux jeux de quatre poulies de guidage 45 placées dans des positions diamétralement opposées, par rapport à la colonne 41. Les poulies de guidage 45 permettent un maintien et une déflection de faible amplitude des ca- bles 50 de manoeuvre des poulies 32. Chacun des câbles de manoeuvre d'une poulie 32 comporte deux brins dont les extrémités inférieures sont rendues solidai- res de la poulie 32 par l'intermédiaire de dispositifs de blocage 54. Comme il est visible sur la Fig. 4, la par- tie supérieure de la colonne 41 située au-dessus du niveau 16 de l'eau dans la cuve du réacteur nucléaire porte une platine 55 servant de support pour un ensem- ble de quatre poulies supérieures telles que 56 iden- tiques aux poulies inférieures 32 du dispositif de pi- votement des ensembles articulés 10. Les extrémités supérieures des brins des câbles 50 sont fixées sur les poulies 56 correspondantes par l'intermédiaire de dispositifs de blocage 57. Une poignée fixée rigide- ment sur chacune des poulies 56 constitue le moyen de commande 13 du dispositif de pivotement. La platine 55 comporte également des jeux de trous 58 permettant le guidage des brins des câbles 50. Les quatre poignées de commande 13 des qua- tre dispositifs de pivotement correspondant aux quatre ensembles articulés 10 sont disposés les uns à la sui- te des autres et facilement accessibles depuis un en- droit situé au-dessus de la cuve du réacteur nucléai- re, par exemple depuis la passerelle associée au dis- positif de manutention des équipements internes supé- rieurs. Un opérateur peut ainsi manoeuvrer les dispo- sitifs de pivotement, soit dans un sens, soit dans l'autre (flèches 60) pour provoquer le pivotement de l'ensemble articulé correspondant, par l'intermédiaire du câble 50 solidaire des poulies 56 et 32, de ces poulies et de la barre 24a correspondante. Ce pivote- ment provoque un déplacement suivant une directions sensiblement verticale de la lame 9 située à l'extré- mité de l'ensemble articulé en parallélogramme 10. Ce mouvement vertical de la lame calibrée 9, vers le bas, permet l'introduction de la lame calibrée 9 dans l'es- pace existant entre la plaque 3 et le beurrage 2 de l'enveloppe 1, dans le cas o la lame calibrée a une épaisseur inférieure au jeu existant. Dans le cas o la lame calibrée a une épaisseur égale ou supérieure au jeu, l'introduction n'est pas possible et la lame 9 flexible se courbe, comme il est visible en 9' sur la Fig. 1. La caméra 14 reliée par le câble 15 à un ré- cepteur muni d'un écran de visualisation permet à l'o- pérateur de contrôler l'introduction ou la non-intro- duction de la lame calibrée dans le jeu existant. L'o- i1 pérateur effectue successivement la manoeuvre des qua- tre dispositifs de pivotement provoquant le déplace- ment de lames calibrées d'épaisseurs différentes, en opérant soit par valeurs croissantes, soit par valeurs décroissantes. La détermination du jeu peut donc être faite à distance et dans de très bonnes conditions de fiabi- lité et de précision. L'invention ne se limite pas au mode de réa- lisation qui a été décrit. C'est ainsi qu'on peut ima- giner d'autres dispositifs de pivotement que celui qui a été décrit ci-dessus. La commande à distance des en- sembles articulés peut être réalisée par tout moyen mécanique, pneumatique ou hydraulique. On peut utiliser plus de quatre ensembles articulés disposés côte à côte portant chacun une lame calibrée d'épaisseur différente. Le dispositif de contrôle suivant l'inven- tion peut s'appliquer à toute opération d'adaptation d'équipements internes supérieurs sur des équipements internes inférieurs d'un réacteur nucléaire à eau sous pression. REVENDICATIONS 1,- Dispositif de contrôle de jeu entre la périphérie de la plaque supérieure de coeur (3) et la surface interne de l'enveloppe de coeur (1) d'un réac- teur nucléaire à eau sous pression dont la cuve ren- fermant l'enveloppe de coeur (1) et la plaque supé- rieure de coeur (3) est remplie d'eau, par essai d'in- troduction de lames (9) d'épaisseurs calibrées et dif- férentes dans l'espace existant entre la périphérie de la plaque supérieure de coeur (3) et la surface inté- rieure de l'enveloppe de coeur (1) et par observation visuelle de la possibilité ou de l'impossibilité d'in- troduction de chacune des lames (9) d'épaisseur déter- minée, caractérisé par le fait qu'il comporte: - une structure verticale de support (7) comportant une base (8) munie de moyens d'engagement et de cen- trage (20) dans la face supérieure de la plaque supé- rieure de coeur (3), - une pluralité d'ensembles (10) articulés en parallè- logrammes sensiblement parallèles entre eux et verti- caux comportant chacun deux barres parallèles (24a, 24b) articulées à l'une de leurs extrémités sur la structure verticale (7) autour de deux axes horizon- taux (28a, 28b) situés à la verticale l'un de l'autre et une barre verticale de liaison (25) articulée à l'autre extrémité des barres parallèles (24a, 24b), chacun des ensembles articulés (10) portant une lame calibrée (9) verticale à son extrémité voisine de la barre de liaison (25), de façon que différentes lames calibrées (9) d'épaisseurs différentes soient dispo- sées les unes à la suite des autres le long de la pé- riphérie de la plaque supérieure de coeur (3), - un ensemble de pivotement associé à chacun des en- sembles articulés (10) commandé depuis la partie supé- rieure de la structure verticale (7), pour le déplace- ment des lames calibrées (9) dans une direction sensi- blement verticale, soit vers le bas et vers l'espace entre la plaque supérieure de coeur (3) et l'enveloppe de coeur (1), soit vers le haut, - et une caméra de télévision (14) disposée au voisi- nage des lames, permettant de contrôler à distance l'introduction de chacune des lames (9) successive- ment. 2.- Dispositif de contrôle suivant la reven- dication 1, caractérisé par le fait que chacun des en- sembles de pivotement comporte une poulie inférieure (32) fixée rigidement sur l'une des barres parallèles (24a) et montée rotative autour de l'axe de rotation (28a) de cette barre (24a), une poulie supérieure (56) solidaire d'une poignée (13) et un câble (50) compor- tant deux brins fixés chacun à l'une de ses extrémités sur la poulie inférieure (32) et à son autre extrémité sur la poulie supérieure (56) qui peut être mise en rotation dans un sens ou dans l'autre par manoeuvre de la poignée (13), entraînant le pivotement de l'ensem- ble (10) et le déplacement de la lame (9) associée dans un sens ou dans l'autre. 3.- Dispositif de contrôle suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que la structure verticale 7 porte quatre en- sembles articulés (10) placés côte à côte, les uns à la suite des autres. 4.- Dispositif de contrôle suivant l'une quelconque des revendications 1, 2 et 3, caractérisé par le fait qu'il est associé à au moins un autre dis- positif de contrôle identique placé dans une zone dif- férente de la plaque supérieure de coeur (3) pour le contrôle de jeu à un autre endroit de la périphérie de la plaque (3).