Brevet FR2609203A1 — publié le 19880701

Installation de câblaae de dispositifs électriaues associés à un réacteur nucléaire La présente invention concerne les installations de câblage de dispositifs électriques associés à un réacteur nucléaire muni d'un couvercle mobile, dispositifs tels que capteurs de mesure de la position de grappe de contrôle du coeur, actionneurs de mécanisme de commande de ces grappes, thermocouples, etc.. Elle trouve une application particulièrement importante, bien que non exclusive, dans le domaine des réacteurs refroidis et modérés à l'eau légère o le grand nombre de grappes de contrôle entraine des problèmes lors des changements de câbles en cas de défaillance de ceux-ci ou des opérations de connexion/déconnexion sur les mécanismes. On connaît déjà les installations de câblage de dispositifs électriques associés à un réacteur nu- cléaire. Le document FR-A-2 567 305, montre une installation du type comportant, associé à chacun des dispositifs électriques, au moins un premier câble issu d'un côté du dispositif et comportant de l'autre côté un connecteur de branchement, installé au-dessus du couvercle de réacteur et un deuxième câble, corres- pondant à chacun des premiers câbles, muni d'un connecteur mobile à chacune de ses extrémités et susceptible d'être raccordé, d'une part au connecteur de branchement du dispositif installé au-dessus du cou- vercle, et d'autre part à un connecteur fixé sur une plaque installée à l'écart du réacteur. Ce deuxième câble est constitué d'un premier tronçon, à l'intérieur d'une gaine étanche installée horizontalement au-dessus du couvercle et d'un deuxième tronçon destiné à être raccordé au connecteur fixé sur la plaque installée à l'écart du réacteur. Cette installation de câblage permet de résoudre de nombreux problèmes. Toutefois, lors de l'ouverture du couvercle du réacteur, il est nécessaire de procéder à de nombreuses déconnexions des câbles et de leurs tronçons afin de pouvoir accéder à l'intérieur de la cuve. A l'inverse, lors de la fermeture du couvercle, il faut reconnecter tous ces câbles un par un avec les risques d'erreur que cela comporte. A titre d'exemple, pour un réacteur nucléaire à eau sous pression connu, comportant quatre boucles de refroidissement, le nombre de grappes de contrôle et d'arrêt est de soixante-treize et le nombre de thermo- couples de cinquante deux. Pour chaque grappe de contrôle il existe un câble pour l'alimentation en puissance des mécanismes de commande de la grappe et un câble pour le capteur de mesure de la position de la grappe. On compte également un câble de mesure par thermocouple, ce qui fait un total de cent quatre- vingt-dix-huit câbles. L'installation de ces câbles est une opération longue, délicate, effectuée dans des conditions d'accès difficiles. De plus, le raccordement des différents connecteurs au cours des opérations d'cuverture- /fermeture du couvercle du réacteur est effectué dans un milieu rendu hostile par la radioactivité émanant du coeur. Les câbles doivent, dans certains cas, respecter de forts rayons de courbure et la faible place dispo- nible au-dessus du couvercle ne permet pas la présence de surlongueurs superflues. Celles-ci doivent donc être coupées sur place, dans les conditions difficiles ci- dessus évoquées. La présente invention vise à fournir une installation de câblage répondant mieux que celles antérieurement connues, aux exigences de la pratique, notamment en ce qu'elle permet: - une réduction des temps d'intervention, d'o une amélioration de la disponibilité des tranches de réacteur nucléaire, et une minimisation des irradiations du personnel exploitant, une moindre détérioration des connexions des câbles de l'installation de câblage, - une réduction des risques d'erreurs lors des reconnexions des câbles après intervention sur le couvercle du réacteur ou en cas de changement suite à une détérioration. Dans ce but, l'invention propose notamment une installation de câblage de dispositifs électriques associés à un réacteur nucléaire muni d'un couvercle mobile, tels que capteurs de mesure de la position de grappe de contrôle du coeur, actionneurs de mécanismes de commande de ces grappes, thermo-couples, comportant pour chacun des dispositifs électriques: - au moins un premier câble issu du dispositif et dont l'extrémité opposée au dispositif est raccordée à un connecteur de raccordement installé audessus du couvercle du réacteur, et pour chaque premier câble - un second câble muni d'un premier connecteur mobile à une de ses extrémités susceptible d'être connecté au connecteur de raccordement du premier câble, et d'un dernier connecteur mobile à l'autre de ses extrémités susceptible d'être connecté à un connecteur fixé sur une plaque installée à l'écart du réacteur, ladite installation de câblage comportant de plus des moyens de support des seconds câbles. Chacun des seconds cables comprend: 30. un premier tronçon muni d'une part du premier connecteur mobile à une de ses extrémités et d'autre part d'un deuxième connecteur mobile à l'autre de ses extrémités, un deuxième tronçon muni d'un troisième connecteur mobile à une de ses extrémités, susceptible d'être connecté au deuxième connecteur mobile. Chaque second câble est caractérisé en ce que le deuxième tronçon comprend d'un côté ce troisième con- necteur mobile d'extrémité et de l'autre côté un premier connecteur multiple sur lequel viennent également se raccorder au moins dix autres deuxièmes tronçons de second câble, chaque second câble comporte en outre un troisième tronçon comprenant d'un côté un deuxième connecteur multiple sur lequel viennent également se raccorder d'autres troisièmes tronçons de seconds câbles correspondant aux autres deuxièmes tronçons de seconds câbles mentionnés plus haut, ce deuxième connecteur multiple étant destiné à être connecté et déconnecté de façon rapide du premier connecteur multiple, et chacun des troisièmes tronçons est raccordé de l'autre côté au dernier connecteur mobile de chacun desdits seconds câbles. - Les connecteurs multiples, pouvant être connectés et déconnectés de façon rapide, permettent de réduire considérablement les temps d'intervention. Les risques d'erreur lors des reconnexions sont par ailleurs supprimés. L'invention propose également une installation de câblage, caractérisée en ce que les moyens de support des seconds câbles comprennent: - des moyens de support des premiers tronçons constitués par des jeux de barreaux rigides disposés au-dessus du couvercle du réacteur par nappes horizontales, - des moyens de support de ces barreaux rigides comprenant une structure métallique modulaire supportant chaque nappe de barreaux parallèle et assurant le cheminement des deuxièmes tronçons des seconds câbles jusqu'au connecteur multiple correspondant raccordé à un côté de ces deuxièmes tronçons. Dans un mode de réalisation avantageux, les moyens de support des seconds câbles comprennent des moyens de support des troisièmes tronçons aptes à pivoter autour d'au moins un point d'appui et regroupant uniquement lesdits troisièmes tronçons associés à un nombre entier de deuxièmes conducteurs multiples. Après déconnexion des connecteurs multiples et en faisant pivoter ces moyens de support, le dessus du couvercle peut être ainsi facilement libéré. On peut par ailleurs, avoir recours à l'une des dispositions suivantes les barreaux rigides de support des premiers tronçons des deuxièmes câbles sont chacun formés d'une gaine métallique fermée contenant les premiers tronçons associés respectivement à chaque barreau, noyées dans un produit isolant tenant à l'irradiation. - les connecteurs multiples sont connectables et déconnectables automatiquement, - les entrées (ou sorties) des premiers tronçons de deuxième câble appartenant aux barreaux concernés aptes à être respectivement raccordés au connecteur de raccordement du premier câble correspondant installé au-dessus du couvercle du réacteur, sont placées régulièrement sur les parties latérales du barreau selon l'emplacement des connecteurs de raccordement situés au-dessus du couvercle auquel les entrées ou sorties se raccordent, Dans ce cas, on peut notamment fixer le premier connecteur de deuxième câble venant du réacteur dans le barreau de support du premier tronçon de ce câble. - au moins certains des seconds câbles ont respectivement le deuxième connecteur d'extrémité de premier tronçon situé à l'entrée dans le barreau de support du premier tronçon de chacun des seconds câbles. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit d'un mode particulier de réalisation donné à titre d'exemple non limitatif. La description se réfère aux dessins qui l'accompagnent dans lesquels: - la Figure la est une vue schématique de côté d'un réacteur nucléaire dans son enceinte en béton muni d'une installation de câblage selon l'invention. - la Figure lb est une vue de dessus du réacteur de la Figure la. - la Figure 2 est une vue schématique en perspective montrant le dispositif selon l'invention dans son environnement. - la Figure 3 montre en vue de dessus un détail de l'installation de câblage selon l'invention au niveau d'un connecteur multiple. - la Figure 4 est une vue en élévation du support d'un tel connecteur. - la Figure 5 est une vue de dessus partielle du mécanisme de manutention des grappes de contrôle d'un réacteur nucléaire à eau sous pression o l'on voit les descentes de câble puissance et contrôle sur les dispositifs. - la Figure 6 donne un exemple de réalisation schématique d'un connecteur multiple, - la Figure 7 donne une vue de face d'un autre mode de réalisation possible, sous forme schématique, d'un connecteur multiple selon l'invention. La Figure la montre une cuve de réacteur 1 munie d'un couvercle 2 et placée dans son enceinte en béton 3. Des dispositifs électriques tels que mécanisme de commande des grappes de contrôle, thermocouples ou capteurs de mesure de la position des grappes dans le coeur sont prévus. Il n'a pas été procédé à la représentation de ces éléments qui sont connus. Ces dispositifs sont alimentés en puissance par des câbles guidés à l'intérieur de tubes 4. Des tubes de ce genre servent également au guidage des câbles permettant le transfert des informations de contrôle commande du fonctionnement de ces dispositifs, et des informations provenant des capteurs de position et de température. Ces câbles sont ensuite répartis transversa- lement et soutenus par des moyens 5 disposés horizon- talement au-dessus du couvercle du réacteur. Les câbles sont ensuite raccordés à un connecteur multiple 6 concernant au moins une dizaine de câbles différents, mais avantageusement, plusieurs dizaines de ces câbles. Ce connecteur multiple 6 est lui-même connecté à un deuxième connecteur multiple 6' sur lequel sont rattachés les câbles correspondants, qui cheminent ensuite supportés par un chemin de câble 7 et sont respectivement raccordés par l'intermédiaire de connecteurs à des plaques fixes 8 installées à l'écart du réacteur. La Figure lb est une vue de dessus de la Figure la. La Figure 2 montre plus précisément une installation de câblage de dispositif électrique selon l'invention. Le dispositif 9 placé ou non à l'intérieur de la cuve du réacteur 1 comporte un premier câble 10 raccordé au dispositif 9 et dont l'extrémité opposée au dispositif est raccordée à un connecteur de raccordement 11, installé au-dessus du couvercle 2 du réacteur. Un second câble 12 est muni d'un premier connecteur mobile 13 à l'une de ses extrémités susceptible d'être connecté au connecteur de raccordement 11 et est muni d'un dernier connecteur mobile 14 à l'autre de ses extrémités susceptible d'être connecté à un connecteur fixe 15, fixé sur la plaque 8 installée à l'écart du réacteur. Des moyens de support 4, 16, 7, 17, représentés de façon schématique sur les Figures la et 2 sont prévus pour maintenir struturellement les seconds câbles 12. Ces seconds câbles 12 sont constitués d'un premier tronçon 18 muni d'une part du premier connecteur mobile 13 à une de ses extrémités et d'autre part d'un deuxième connecteur mobile 19 susceptible d'être connecté à un connecteur d'extrémité 20 d'un deuxième tronçon 21. Ce deuxième tronçon 21 comprend d'un côté ledit connecteur d'extrémité 20 et de l'autre côté un connecteur multiple 6 sur lequel viennent également se raccorder au moins dix autres deuxièmes tronçons de second câble, mais plus généralement plusieurs dizaines de deuxième tronçons de second câble. Un troisième tronçon 23 comprenant un deuxième connecteur multiple 6' sur lequel viennent également se raccorder d'autres troisièmes tronçons de second câble, est apte à être connecté et déconnecté de façon rapide du premier connecteur multiple 6. Le troisième tronçon est terminé de l'autre côté par le dernier connecteur mobile 14 apte à être connecté sur la plaque 8 située à l'écart du réacteur. Ces connecteurs multiples 6' sont disposés en périphérie des nappes de câbles horizon- talement disposées au-dessus du réacteur. Des moyens de support des seconds câbles comprennent: - des moyens de support des premiers tronçons comprenant des jeux de barreaux rigides 16 disposés au-dessus du couvercle du réacteur par nappes parallèles (voir fig. la, lb, et 2). - Des moyens de support des barreaux rigides comprenant une structure métallique modulaire 30 comme apparaissant schématiquement sur la Figure lb et sur la Figure 2 en traits mixtes, ou sur les Figures 3 et 5, maintiennent chaque nappe de barreaux parallèle et assurent au moins partiellement le cheminement des deuxièmes tronçons 21 des seconds câbles 12 jusqu'au connecteur multiple 6 correspondant. Les barreaux d'une même nappe sont identiques et peuvent assurer la même fonction. La longueur de ceux-ci varie en fonction de leur position géographique au-dessus du couvercle et du nombre d'appareils électriques à desservir. Par même fonction, il faut entendre fonction puissance, ou fonction contrôle de température, etc... Ces barreaux peuvent être facilement préfabriqués et disposés sur les charpentes supports 30, ce qui permet une installation plus simple et d'un démontage plus aisé. Les moyens de support des seconds câbles comprennent également des moyens de support 7 des troisièmes tronçons 23 qui sont aptes à pivoter autour d'au moins un point d'appui 31. Ces supports 7, regroupent uniquement les troisièmes tronçons associés à un nombre entier de deuxièmes conducteurs multiples, avantageusement disposés dans le même emplacement géographique autour du réacteur. Les barreaux rigides 16 de support des premiers tronçons 18 de deuxième câble 12 sont constitués par une gaine métallique fermée contenant les portions noyées dans un produit isolant tenant à l'irradiation. Les connecteurs multiples 6, 6' peuvent être connectables et déconnectables manuellement comme schématiquement montré sur la figure 6, ou automati- quement comme sur la figure 7. La figure 6 montre un connecteur multiple sur lequel des broches mâles 32 correspondant chacune à un troisième tronçon 23 de second câble 12 viennent s'enficher dans des broches femelles 33 correspondant chacune à un deuxième tronçon de second câble 21 et des détrompeurs 34 permettent la remise en place du connecteur multiple sur son connecteur multiple corres- pondant sans erreui. Un dispositif de serrage et de maintien, des connecteurs multiples 6 sur les connecteurs multiples 6', schématiquement représenté en , assure une bonne tenue de l'ensemble aux éventuelles sollicitations extérieures. Sur la figure 6 la manutention des connecteurs multiples 6' se fait par l'intermédiaire d'élingues 36 fixées sur les connecteurs 6' par des crochets 37 crochetés dans des anneaux 38 appartenant au connecteur 6'. Sur la figure 7 il a été représenté schémati- quement deux connecteurs multiples connectables et déconnectables automatiquement. Le connecteur multiple rattaché au deuxième tronçon de deuxième câble 21 est fixé sur le support 17. Le connecteur multiple 42 rattaché au troisième tronçon 23 de second câble est mis en place par l'intermédiaire d'un pont roulant (ne figurant pas sur le dessin). Des élingues 44, munies de crochet 45 sont fixées sur des anneaux 46, solidaires de la broche multiple 42. Un dispositif adéquat 47 connu en soi, permettant un déplacement longitudinal de la broche 42 vers la broche 40 est alors mis en place. Des moyens de guidage 48 constitués par exemple par des glissières permettent d'approcher grâce au dispositif adéquat 47 la broche 42 de la broche 40 et de les enficher l'une dans l'autre. Des moyens détrompeurs et de centrage 49, 50 permettent une mise en place, sans erreur ni risque, des connecteurs multiples. Selon un mode de réalisation préféré de l'inven- tion, illustré sur la figure 2, les entrées ou les sorties des premiers tronçons 18 de deuxième câble 12 aptes à être respectivement raccordés au connecteur de raccordement 11 du premier câble 10 et installé au-dessus du couvercle 2 du réacteur, sont placées régulièrement sur les parties latérales du barreau 16 correspondant, et ce selon l'emplacement des connecteurs fixes situés au-dessus du couvercle auquel les entrées ou sorties se raccordent. De même, les seconds câbles auront avanta- geusement leur connecteur d'extrémité 19 de deuxième tronçon situé à l'entrée dans le barreau de support 16 du premier tronçon de chacun des seconds câbles. Ces barreaux 16 peuvent être facilement préfabriqués et disposés sur les charpentes de support ce qui permet une installation -simple nappe par I 1 1 nappe. Les points de distribution placés régulièrement le long du barreau selon le pas des composants à alimenter, peuvent soit être une sortie de câble, soit un connecteur multi-broches. La Figure 3 montre, en vue de dessus, au niveau d'un connecteur multiple 6, l'arrivée des câbles 21 en provenance des barreaux 16. La figure 4 montre une vue de détail en élévation de trois nappes superposées de barreaux 16 dans lesquels cheminent les câbles d'une installation selon l'invention. Un support 17 va permettre d'y fixer un connecteur multiple selon l'invention. La Figure 5 montre en vue de dessus et de façon plus détaillée une installation selon l'invention. La structure métallique modulaire 30 y apparait ainsi que les parties hautes, externes à la cuve du réacteur des grappes de contrôle 70. Des connecteurs 11 de raccor- dement de premier câble 10 sont connectés sur les barreaux 16 par l'intermédiaire de connecteurs mobiles 13 des premières portions de second câble 18 (non visibles). Il est décrit ci-après sommairement les opérations suivies lors du démontage d'une installation de câblage du dispositif électrique réalisé selon l'invention. On déconnecte simultanément les câbles associés préalablement à un même connecteur multiple, d'une part au niveau des connecteurs multiples, et d'autre part au niveau de la plaque fixe intermédiaire située à l'écart du réacteur. Ensuite, on relève en les faisant pivoter les supports 7 des troisièmes tronçons de second câble, de façon à libérer l'accès au-dessus du réacteur. Il est alors procédé à l'enlèvement du reste de l'installation, simultanément au démontage du couvercle. REVENDICATIONS 1. Installation de câblage de dispositifs électriques (9) associés à un réacteur nucléaire muni d'un couvercle mobile, comportant pour chacun des dispositifs électriques (9): - au moins un premier cable (10) issu du dispositif et dont l'extrémité opposée au dispositif est raccordée à un connecteur de raccordement (11) installé au-dessus du couvercle (2) du réacteur, et, pour chaque premier câble - un second cable (12) muni d'un premier connecteur mobile (13) à une de ses extrémités suscep- tible d'être connecté audit connecteur de raccordement (11) du premier câble (10), et d'un dernier connecteur mobile (14) à l'autre de ses extrémités susceptible d'être connecté à un connecteur (15) fixé sur une plaque (8) installée à l'écart du réacteur, chacun des seconds cables etant en plusieurs tronçons, et comprenant un premier tronçon (18) muni d'une part du premier connecteur mobile (13) à une de ses extrémités et d'autre part d'un deuxième connecteur mobile (19) à l'autre de ses extrémités, un deuxième tronçon (21) muni d'un troisième connecteur mobile à une de ses extrémités, susceptible d'être connecté audit deuxième connecteur mobile, caractérisée en ce que: ledit deuxième tronçon de chaque second câble comprend d'un côté ledit troisième connecteur mobile (20) d'extrémité, de l'autre côté un premier connecteur multiple (6) sur lequel viennent également se raccorder au moins dix autres deuxièmes tronçons (21) de second câble, et en ce que chacun desdits seconds câbles (12) comporte en outre un troisième tronçon (23) comprenant d'un côté un deuxième connecteur multiple (6') sur lequel viennent également se raccorder d'autres troisièmes tronçons (23) de seconds câbles (12) correspondant aux autres deuxièmes tronçons (21) de seconds câbles (12), ledit deuxième connecteur multiple (6') étant à enfichage rapide dans le premier connecteur multiple (6), et chacun des troisièmes tronçons (23) étant raccordé de l'autre côté au dernier connecteur mobile (14) de chacun desdits seconds câbles. 2. Installation de câblage selon la revendi- cation 1, caractérisée par des moyens de maintien des seconds câbles comprenant: - des moyens (5) de support des premiers tronçons comprenant des jeux de barreaux (16) rigides disposés au-dessus du couvercle du réacteur par nappes horizontales, - des moyens de support (30) desdits barreaux rigides comprenant une structure métallique modulaire supportant chaque nappe de barreaux parallèle et assurant le cheminement des deuxièmes tronçons (21) des seconds câbles (12) jusqu'au connecteur multiple (6) correspondant raccordé à un côté de ces deuxièmes tronçons (21). 3. Installation de câblage selon la revendi- cation 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens de support des seconds cables (12) comprennent des moyens de support (7) des troisièmes tronçons (23) aptes à pivoter autour d'au moins un point d'appui (31) et regroupant uniquement lesdits troisièmes tronçons (23) associés à un nombre entier de deuxièmes conducteurs multiples (6'). 4. Installation selon la revendication 2, caractérisée en ce que les barreaux rigides (16) de support des premiers tronçons (18) des deuxièmes cables (12) sont chacun formés d'une gaine métallique fermée contenant lesdits tronçons associés respectivement à chaque barreau, noyées dans un produit isolant tenant à l'irradiation. 5. Installation de câblage selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisée en ce que pour chaque barreau (16) les entrées ou les sorties des premiers tronçons (18) de deuxième câble (12) appartenant aux barreaux concernés, aptes à être respectivement raccordés aux connecteurs de raccordement (11) du premier câble correspondant installé au-dessus du couvercle du réacteur, sont placées régulièrement sur les parties latérales dudit barreau (16) selon l'emplacement desdits connecteurs de raccordement (11) situés au-dessus du couvercle auquel lesdites entrées ou sorties se raccordent. 6. Installation de câblage selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisée en ce que la connexion (11, 13) s'effectue au passage du câble venant du réacteur dans le barreau (16) de support de la première portion du premier tronçon (18) dudit câble. 7. Installation de câblage selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisée en ce qu'au moins certains des seconds câbles (12) ont - respectivement leur connecteur d'extrémité (20) des deuxièmes tronçons (21) situés à l'entrée d-s seconds câbles dans le barreau (16) de support du premier tronçon (18) de chacun des seconds câbles (12). 8. Installation selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que les connecteurs multiples (6, 6') sont connectables et déconnectables automatiquement.