Brevet FR2586132A1 — publié le 19870213

DISPOSITIF D'INSTALLATION DE TRONCONS NEUFS ET DE MISE EN PLACE DE MANCHETTES SUR DES TUBES DE GENERCTEURS DE VAPEUR DE CENTRALES NUCLEAIRES L'invention concerne un dispositif de mise en place de tronçons sains de tubes destinés au remplacement des extrémités défectueuses des tubes échangeurs de générateurs de vapeur (GV) de centrales nucléaires, ou de mise en place de manchettes venant masquer les défauts des tubes. Ce type d'intervention est motivée du fait de l'apparitions de fissures sur les tubes, en particulier dans une zone correspondant à la fin du dudgeonnage des tubes dans la plaque tubulaire et/ou à la présence d'un dépôt de boues solidifiées dans le circuit secondaire. Dans l'intervention considérée, ltextrémité du tube allant jusqu'au dessus de la zone défectueuse est déposée et remplacée par un tronçon neuf rabouté au tube existant par soudage. Ou bien on introduit une manchette qui masque les défauts constatés. La viabilité de ce dispositif exige qu'il soit applicable à la quasi totalité des tubes périphériques, et que chaque opération puisse être réalisée à une cadence industrielle compatible avec les temps d'arrêts périodiques des centrales nucléaires (arrêts de tranches). Par ailleurs, la forme de la botte à eau (bol) du GV limite la longueur rigide des tronçons et/ou des outils qu'il est possible d'introduire dans les tubes échangeurs périphériques. La présente invention s'attache particulièrement à traiter ces tubes, en permettant l'introduction d'un tronçon de remplacement constitué de deux éléments successifs soudés entre eux, en cours de mise en place. Un bouchon temporaire de supportage est utilisé pour maintenir à sa place le tronçon en bout du tube en attente de l'opération de soudage sur le tube. Ce dispositif est également caractérisé en ce qu'il met en oeuvre une série d'appareillages installés dans et à proximité des bottes à eau, complémentaires entre eux, à savoir: - un télémanipulateur de présentation (ou positionneur) dans la botte à eau, parallèle à la plaque tubulaire et la balayant dans sa totalité, - un dispositif à barillet monté sur le positionneur précédent, et chargé de présenter les tronçons à rabouter pour leur introduction verticale au travers de la plaque tubulaire,. (dans le cas de manchettes, ce dispositif assure une fonction identique), - un module de soudage destiné au raboutage des tronçons successifs au moment de leur introduction dans la plaque tubulaire, - un dispositif d'introduction des tronçons de remplacement (ou des manchettes) au travers de la plaque tubulaire, situé à l'extérieur du bol et commandant un outil "fonceur" coulissant dans un fourreau-guide relié à la base du dispositif à barillet, - enfin, un automate serveur pour le chargement depuis l'extérieur du bol des tronçons sur le barillet. Dans ce qui suit, l'invention est exposée plus en détail à l'aide de dessins représentant seulement un mode d'exécution. La figure 1 situe les bottes à eau des échangeurs (GV) des réacteurs à eau pressurisée. La boite à eau du GV est une demi sphère formée de deux chambres 901 séparées par une plaque de partition verticale 904; ces chambres sont surplombées par une plaque tubulaire (PT) 902 d'où partent et aboutissent les tubes échangeurs 903 montés en épingle. Chaque chambre (bol) possède deux ouvertures: le trou d'homme d'accès 905 de diamètre 400mm, et la tubulure 906 du circuit primaire. La figure 2 décrit dans son ensemble la configuration du dispositif dans et à proximité d'une boite à eau: - Le positionneur 910 est constitué d'un bras-poutre roulant sur un rail 940 fixé en périphérie de la plaque tubulaire et soutenu par une embase fixe 942 libre en rotation contre la plaque de partition du bol, tel que décrit dans un brevet précédent (réf:"Télémanipulateur pour générateur de vapeur de centrales nucléaires": PV n084 01588 du 2 Février 1984). Ce bras-poutre porte un chariot automoteur sur lequel un opérateur présent dans la botte à eau vient monter le dispositif à barillet. - Le dispositif à barillet comprend un socle 911 interfaçe avec le chariot du positionneur, sur lequel coulisse verticalement un chassis 912 à deux têtes d'indexage destinées l'une au centrage fin 913 sur la plaque tubulaire et l'autre à l'alignement 914 sur l'automate serveur. Le barillet automoteur 915 est monté autour d'un axe solidaire de la platine 916 de base du chassis. - Le module de soudage 917 est fixé sur un élévateur 918 à réglage fin coulissant verticalement en tête du chassis 912. Ce module comprend deux bagues de serrage 919 à rotation synchronisée, encadrant une tête de soudage 920 et un lecteur optique 921 fixés sur le corps du module. - Le fourreau-guide 922 du dispositif d'introduction est raccordé (à la main ou par l'automate serveur) à la platine 916 du chassis par une interface 923. Il contient l'outil fonceur 924 commandé depuis l'extérieur du GV. - Enfin, l'automate serveur est constitué d'un rail 925 aboutissant dans le bol et terminé par un poste de livraison fixe 926, sur lequel circule un chariot transfert 927. Les figures 3, 4 et 5 schématisent une cinématique de mise en place d'un tronçon de remplacement en deux éléments en bout d'un tube périphérique. Les figures 3a,b représentent la phase de chargement du barillet: - A l'extérieur du GV, le premier élément 930 est chargé sur le chariot transfert 927, alors que le chassis 912 est indexé sur le poste de livraison 926 du rail 925. Cet élément contient déjà son bouchon de supportage 933, maintenu à l'intérieur du tube par frottement de ses ergots 934. - Une fois cet élément chargé dans le barillet, le chariot transfert revient chercher le deuxième élément 931, alors que le barillet 915 tourne pour présenter un nouveau logement libre. - La même opération de chargement est répétée, puis le chassis est relevé pour quitter sa position d'indexage. Les figures 4a,b représentent la cinématique de présentation du dispositif à l'aplomb du tube échangeur à traiter: - Le positionneur 910 emmène le dispositif sous le tube à traiter, et le chassis 912 vient prendre référence dans la plaque tubulaire avec sa tête de centrage fin 913. - Le barillet 915 présente le premier élément 930 qui est engagé dans la plaque tubulaire par 11 outil fonceur 924 prenant appui sur le bouchon de supportage 933. Cet outil entraîne I'élément de tube par simple frottement contre la paroi de cet élément. La précision d'introduction à un niveau Z est de quelques millimètres. - La bague de serrage haute 919 saisit alors le tube. - Puis le module de soudage se positionne exactement sur le plan de joint de l'élément 930 grâce à son lecteur optique 921 couplé avec l'élévateur fin 918. La torche de soudage à l'arc est alors poritionnée au dixième de millimètre près sur le joint. - L'outil fonceur est escamoté sous le barillet 915 pour la présentation du deuxième élément 931. Les figures 5a,b représentent le raboutage des deux tubes 930 et 931, et la mise en place du tronçon de remplacement ainsi obtenu: - Par une manoeuvre similaire à la précédente, l'élément 931 est amené en buté sur le tube précédent, et il est saisi par la bague de serrage inférieure 919. - La tête de soudage 920 étant parfaitement positionnée sur le plan de joint des deux tubes, les bagues de serrage 919 sont mises en rotation pour la passe de soudage. La protection gazeuse interne est assurée par une arrivée de gaz neutre dans distribuée par 11 outil fonceur 924. - Le tronçon obtenu est ensuite libéré par l'ouverture des bagues de serrage 919, et il est poussé dans la plaque tubulaire par l'outil fonceur jusqu'à venir en butée sur le tube en attente dans le GV. - L'outil fonceur continue sa poussée, il vient en butée contre le bouchon 933 et pousse celui ci jusqu'a le faire dépasser partiellement dans l'extrémité du tube, avec une précision de niveau Z de quelques millimètres. Cette partie dépassante du bouchon 933 maintient en place le tronçon après évacuation de l'outil fonceur 924. - Les tronçons sont laissés ainsi suspendus jusqu'à la prochaine opération, où une canne de pointage et/ou de soudage viendra le rabouter définitivement. Ce nouvel outil viendra se connecter sur le bouchon, pour le dégager de la portée de joint des deux tubes pour la passe de soudage, et ensuite pour l'extraire du tube. REVENDICATIONS: Revendication 1: Ensemble mécanique automatisé de téléintervention destiné à la mise en place de tronçons de remplacement des extrémités défectueusesou à la mise en place de manchettes, sur des tubes de générateurs de vapeur (GV), caractérisé en ce qu'il comprend: - un positionneur 910 avec un dispositif d'accrochage constitué d'un bras-poutre roulant sur un rail 940 fixé en périphérie de la plaque tubulaire et soutenu par une embase fixe 942 libre en rotation contre la plaque de partition du bol, tel que décrit dans un brevet précédent PV n084 01588, avec un chariot automoteur. - un système élévateur 918 à réglage fin coulissant verticalement sur le chassis 912 accroché au chariot automoteur. - un dispositif de stockage à barillet 915 sur cet élévateur. - un module de soudage 917 comprenant deux bagues de serrage 919 à rotation synchronisée, encadrant une tête de soudage 920 et un lecteur optique 921 fixés sur le corps du module. - un fourreau-guide 922 du dispositif d'introduction raccordé à la platine 916 du chassis 912 par une interface 923. Il contient l'outil fonceur 924. - un outil fonceur 924 d'introduction des tronçons et manchettes dans la plaque tubulaire, commandé de l'extérieur du GV au travers d'un tube guide 922 relié à la platine 916 du chassis, coaxial au module de soudage. - un automate serveur constitué d'un rail 925 aboutissant dans le bol et terminé par un poste de livraison fixe 926, sur lequel circule un chariot transfert 927. Revendication 2: Ensemble mécanique selon la revendication 1, où le dispositif de stockage à barillet 915 est caractérisé en ce qu'il comprend un socle 911 fixé sur le chariot du positionneur, sur lequel coulisse verticalement un chassis 912 à deux têtes d'indexage destinées l'une au centrage fin 913 sur la plaque tubulaire et l'autre à l'alignement 914 sur l'automate serveur. Le barillet automoteur 915 est monté autour d'un axe solidaire de la platine 916 de base du chassis 912. Revendication 3: Ensemble mécanique selon la revendication 1, où le module de soudage 917 est caractérisé en ce que la tête 921 asservit la position de la torche de soudage sur le joint par déplacement du module de soudage. Revendication 4: Procédé de mise en place de tronçons de remplacement ou de manchettes faisant application de 11 ensemble mécanique automatisé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un premier élément du tronçon est engagé dans la plaque tubulaire, et l'on vient lui rabouter un second tronçon, l'ensemble soudé constituant l'élément de remplacement (ou la manchette de colmatage) ultétieurement soudé sur l'extrémité du tube du GV. Revendication 5: Procédé de mise en place de tronçons de remplacement (ou de mise en place de manchettes) selon la revendication 4 caractérisé par la séquence suivante: a) l'ensemble est positionné sous le tube à traiter, le premier élément 930 est pourvu d'un bouchon- support temporaire 933 de supportage, b) le barillet 915 présente le premier élément 930 dans l'alignement du module de soudage 917; et l'outil fonceur 924 l'introduit dans la plaque tubulaire jusqu'à présenter son plan de joint à la cote théorique de la tête de soudage, c) le lecteur optique 921 vient positionner exactement la tête de soudage 920 à l'extrémité de l'élément par commande du mouvement de l'élévateur fin 918, puis la bague supérieure 919 est serrée sur le tube, d) l'outil fonceur est rétracté pour permettre au barillet 915 de présenter le deuxième élément 931. Il pousse 931 jusqu'à venir en butée sur l'élément précédent. La bague de serrage inférieure 919 est alors refermée. e) les deux bagues sont mises en rotation pendant la passe de soudage, une protection gazeuse à l'envers de la soudure étant assurée par l'outil fonceur 924, f) les bagues de serrage 919 libèrent le tronçon de remplacement ainsi constitué. L'outil fonceur pousse le tronçon jusqu'en butée sur le tube GV, puis en poursuivant sa poussée vient faire dépasser partiellement le bouchon de supportage 933 dans le tube du GV. Ceci permet l'évacuation de l'outil fonceur.