Brevet FR2596564A1 — publié le 19871002

PROCEDE D'INSTALLATION D'UN RAIL A L'INTERIEUR DE GENERATEURS DE VAPEUR ET ATTACHES POUR LA MISE EN OEUVRE DU PROCEDE Les générateurs de vapeur (GV) des centrales nucléaires réclament de nombreuses opérations de contrôle et de maintenance, pour leur maintien en service, ainsi que pour en prolonger la durée d'existence. Ces interventions se font en milieu ionisant et contaminant. Elles sont l'un des principaux facteurs de l'irradiation du personnel. Actuellement, parmi la soixantaine d'opérations différentes réalisées a l'intérieur des "bols" des générateurs de vapeur, quelques unes seulement sont réalisées à des cadences industrielles, cadences qu'il faut respecter dès que l'on doit intervenir sur un grand nombre de tubes, pendant un laps de temps tres court, pour que ces opérations aient un sens économique. Ces cadences impliquent une automatisation poussée au niveau des télémanipulateurs et des outils, une grande rapidité de mouvement et une grande précision. Un télémanipuleur répondant à ces exigences a été décrit dans des brevets antérieurs (cf: PV 84.01588: télémanipulateur pour générateurs de vapeur de centrales nucléaires): il comporte un bras tournant autour d'une embase rotative, et qui roule par son extrémité sur un rail disposé à la périphérie du bol du GV. Le rail est installé temporairement à l'intérieur du bol du GV, manuellement par un opérateur (jumper) pénétrant dans le bol; puis le télémanipulateur est installé à son tour. Il y a tout intérêt pour les interventions à ce que le rail soit installé à demeure dans le bol, le bras et son embase pouvant alors être montés depuis l'extérieur du bol. Si ceci ne présente aucune difficulté particulière lors des fabrications en usine; en revanche, sur site et sur des GV contaminés, cette opération n'est pas simple. I1 convient de procéder à un meulage de la surface du bol, de faire une métrologie, d'apporter les éléments de rail, de les positionner avec précision et de les pointer par soudage, puis de souder sans déformer le rail avec une qualité de soudure acceptable, et de procéder à toutes les vérifications nécessaires. Dans un confinement irradiant et peu accessible c'est un travail difficile qui, s'il était réalisé manuellement, serait d'un coût prohibitif en débit de dose (irradiation) et en durée d'exécution. La présente invention concerne une conception de l'attache d'un rail sur le bol et un mode de réalisation semi-automatique, grâce auxquels ce travail sera fait~rapidement et avec une irradiation minimale du personnel. Elle concerne également une disposition mécanique originale du rail et du télémanipulateur d'interventlon adapté. La figure 1 situe les bottes à eau des Générateurs de Vapeur (GV) des réacteurs à eau pressurisée. La botte à eau du GV est une demi sphère formée de deux chambres 901 séparées par une plaque verticale 904; ces chambres sont surplombées par la plaque tubulaire (PT) 902 d'où partent et où aboutissent les tubes échangeurs 903 montas en épingle. Chaque chambre (bol) possède deux ouvertures: le trou d'bo"'ie d'accès 905 de diamètre 400mm. environ, et la tubulure 906 du circuit pri aire. La figure 2 schématise l'opération de soudage du type d'attache conçu pour supporter les éléments du rail définitif. Cette opération, ainsi que le meulage et la métrologie qui la précèdent, est réalisée à partir d'une co binaison d'outils embarqués sur le télémanipulateur précité. Rappelons que le télémanipulateur, installé manuellement dans le bol du GV, est composé d'un bras 910 coulissant librement sur une embase rotative 911 et circulant en appui sur un rail périphérique 912. L'embase et le rail sont fixés à la plaque tubulaire par des pions expansifs 913 engagés dans les tubes. Sur le bras circule un chariot 914 pouvant recevoir divers outillages: - Des attentes circulaires planes sont d'abord meulées dans le cladding radialement au centre du GV, en référence au réseau d'implantation de la plaque tubulaire. - Cette opération est suivie d'une métrologie destinée à controler ces positions, leur profondeur et orientation, ainsi que le profil du bol, pour la préparation des éléments de rail et ses attaches. - Enfin, une tête de soudage orbitale 915 est monté sur le chariot pour le pointage puis le soudage des attaches intercalaires 920 (fig.2). La figure 3 détaille le type d'attache qui est télé-positionnée sur le bol aux emplacements meulés, et soudée automatiquement. Sur ces attaches sont ensuite fixés les éléments de rail. L'attache intercalaire 920 comporte une partie tubulaire 921 avec un logement central 922, terminée par une collerette 923 qui est soudée sur la partie meulée. La tête de soudage orbitale 915 est équipée d'un doigt de préhension 916 central qui s'engage dans le logement 922 de l'attache, en butée sur la partie tubulaire 921. La torche 917, coudée à 450, est ainsi en position par rapport à la collerette 923 pour son soudage à clin sur l'attente meulée du bol. Sur le chariot du télémanipulateur est montée une platine 924 articulée autour d'un axe vertical 925, portant un plateau à glissières 926 qui supporte la tête de soudage 915, et dont l'avance est commandée par un vérin 927. L'articulation 925 permet d'orienter l'outil radialement par rapport au centre du GV, le vérin 927 assurant l'accostage sur le cladding du bol. Ce dispositif, qui est applicable au meulage et à la métrologie, permet également de charger les attaches 920 sur le doigt 916 de la tête de soudage depuis l'extérieur du bol. La figure 4 représente la position sur le bol des attaches 920 et la disposition des éléments de rail qui s'y rattachent, relativement au trou d'homme et à la jonction de la canalisation du circuit primaire. Le rail est composé de cinq éléments 930, chacun étant supporté par trois attaches 920. Le chemin de roulement ainsi créé est interrompu au dessus du trou d'homme 905 pour permettre le montage d'un télémanipulateur. Chaque élément de rail 930 est accosté manuellement sur ses attaches à l'aide de deux fixations provisoires 935, qui laissent libre l'accostage sur l'attache centrale. La figure 5 indique le mode de fixation provisoire d'un élément de rail sur l'une des attaches d'extrémité; et la figure 6 le soudage automatique de cet élément sur l'attache centrale. L'élément de rail 930 comprend une patte 931 terminée par un bossage tubulaire 932 du même diamètre et de même épaisseur que la partie tubulaire 921 de l'attache 920. Sur la patte est ménagé un alésage 933 servant de référence de positionnement à la fixation provisoire et au pistolet de soudage. La fixation provisoire 935 (fig.5) comprend un doigt expansible 936 traversant le bossage tubulaire 932 du rail, qui vient se positionner dans le logement central 922 de l'attache 920. Son expansion est commandée manuellement par le levier 937. Un doigt 938, solidaire du corps de la fixation 935, s'engage dans l'alésage 933 du rail. La soudure par raboutage interieur du bossage tubulaire 932 et de la partie tubulaire 921 de l'attache est effectuée en positionnant manuellement un pistolet de soudage 940 (fiv.6). Son nez 941, portant la torche 942, fait office de centreur. Le pistolet est solidarisé au rail par une came 943 passant dans l'alésage 933, par serrage manuel avec le levier 944. L'élément de rail étant soudé à l'attache centrale, les fixations provisoires sont enlevées pour effectuer les soudures de raboutage complémentaires. La figure 7 indique la mise en place du télémanipulateur d'intervention emportant avec lui un élément complémentaire amovible de rail. Ce télémanipulateur est identique dans son principe de fonctionnement à celui précité. I1 comprend un bras 910 porteur d'un chariot 914, coulissant librement sur une embase rotative 911 et circulant en appui sur le rail 930. Seul le système d'entrainement sur le rail diffère, pour lui permettre d'embarquer l'élément amovible 945 du rail qui vient compléter le chemin de roulement au dessus du trou d'homme. L'embase 911 pouvant être au préalable positionnée depuis l'extérieur du bol, le bras est introduit pour y venir en appui avant d'être relevé et maintenu par l'élément amovible 945 clampé sur les éléments de rail contigus. La figure 8 montre la fixation de cet élément amovible de rail faisant jonction entre les éléments de rail soudés définitivement sur le bol. Cet élément amovible 945 est équipé de deux doigts de fixation 946 venant s'engager dans deux logements 947 aménagés dans les rails voisins 930. Le dispositif de vérouillage et de dévérouillage est assuré par une couronne 948 usinée en dents de scie, montée folle sur les doigts 946, venant en appui sur des ergots 948 situés dans les logements 947 des rails 930. Par simple poussée, la bague tourne pour échapper aux ergots, et présenter ses portées usinées qui viennent en appui. La manoeuvre inverse libère les doigts. REVENDICATIONS: Revendication 1: La présente invention concerne des aménagements à apporter sur site à des générateurs de vapeur (GV) contaminés, de façon à en faciliter les maintenances ultérieures et à réduitre les doses de rayonnement recules par le personnel; elle s'applique à l'implantation définitive d'un rail formés d'éléments juxtaposés à l'intérieur du bol du GV, rail utilisé pour l'appui de bras de télémanipulation; elle concerne un procédé qui est caractérisé en ce qu'on procède à une séquence d'intervention comportant les étapes principales suivantes: a) meulage du revètement en inox de fanon à créer des zones planes sur lesquelles seront soudées des attaches intercalaires, b) métrologie précise de l'emplacement de ces zones par rapport à la plaque tubulaire, c) positionnement et soudage automatique des attaches intercalaires, d) positionnement et accrochage de chaque élément de rail par des mécanismes provisoires se fixant sur deux de ces attaches, e) soudage de chaque élément de rail sur leur attache centrale, dépose des mécanismes provisoires de positionnement et fin du soudage sur les attaches intercalaires ainsi libérées, f) contrôle. Revendication 2: Attache intercalaire 920 pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'elle comporte une partie tubulaire 921 avec un logement central 922 par laquelle elle est embarquée par la soudeuse 915, et dans laquelle se centre celle ci; et une collerette 923 qui est soudée sur la surface meulée. Revendication 3: Attache 920 selon la revendication 2 caractérisée en ce qu'elle comporte un logement central 922 dans lequel vient se positionner un pion expansible 936 d'un dispositif de fixation provisoire 935 des éléments de rails à souder sur l'attache par l'intermédiaire d'un doigt 938 pénétrant dans l'alésage du rail 930. Revendication 4: Attache selon les revendications 2 et 3, caractérisée en ce qu'elle comporte une tubulure 921 d'un même diamètre que celle 932 portée par un bossage de l'élément de rail; par lequel lesdits éléments de rail 930 sont soudés par raboutage, par l'intérieur, avec un pistolet de soudage 940. Revendication 5: Application du procédé selon la revendication 1, à la mise en place définitive par soudage d'un rail composé d'éléments 930 juxtaposés, formant deux chemins continus séparés par un intervalle sans rail situé au dessus du trou d'homme du GV. Et où cet intervalle sans rail est comblé lors des intervention, par un élément amovible 945 de rail pouvant être apporté par un télémanipulateur poutre.