Brevet FR2609421A1 — publié le 19880715

PROCEDE ET DISPOSITIF D'INTRODUCTION D'OUTILS POUR GENERATEURS DE VAPEUR L'invention concerne un ensemble mécanique de téléinterventions destiné à des travaux de nature multiple (contrôles, réparations,..) sur les tubes échangeurs des générateurs de vapeur (GV) de centrales nucléaires à eau pressurisée; effectués à des cadences rapides. On compte 3000 à 6000 tubes dans un générateur de vapeur; en conséquence, une intervention généralisée à un grand nombre de tubes impose que chaque opération élémentaire puisse être réalisée à une cadence industrielle compatible avec les temps impartis aux arrêts périodiques des centrales nucléaires (arrêts de tranches. Il s'agit d'opérations qui sont faites à partir de la boite à eau (ou bol) des générateurs de vapeur telles que: inspection, métrologie, reprise d'usinage, bouchonnage de tubes fuitards, réparations des tubes fuitards etc... On dénombre plus d'une cinquantaine d'outils différents utilisés pour réaliser ces opérations. Or, à l'exception de trois ou quatre opérations élémentaires qui sont faites automatiquement et à grande cadence, toutes les autres opérations sont actuellement accomplies en manuel, sinon avec des robots télécommandés à cadence lente. A cet égard, de nombreux télémanipulateurs ou robots ont été développés sur lesquels est embarqué un outil qui est successivement présenté devant les tubes à traiter; et des dispositifs de transfert ont été décrits antérieurement: "apparatus for working on tube-sheets" (US 4,329,769), "dispositif de contrôle pour échangeur de chaleur" (FR: 2 431 109), "dispositif de positionnement sélectif" (FR 2 394 374), destinés à charger et à échanger des outils d'intervention placés sur des télémanipulateurs. Ces dispositifs sont encombrants, lents, et souvent complexes. Par ailleurs, si l'on prend l'exemple d'une intervention de manchonnage des tubes par soudage, ce travail complexe implique la mise en oeuvre d'une douzaine d'outils différents employés successivement: contrôle, métrologie, alésage d'entrée sur la plaque tubulaire, nettoyage du tube, introduction de la manchette, expansion haute et basse de la manchette (accostage), soudure haute, soudure basse, contrôle non destructif de bonne exécution. Le temps "net" d'outil pour chacune de ces opérations élémentaires est inférieur à deux minutes. Mais le temps d'intervention englobe tous ces temps "nets", ainsi que les durées de manutention d'outils pour aller d'un tube à l'autre, les temps nécessaires pour aller chercher chaque manchette qui est emmanchée dans chaque tube, les temps nécessaires à réagréer les outils (affutage d'une électrode de soudage après une quinzaine de soudures, par exemple), les temps dévolus aux échanges d'outils. i présente invention concerne un procédé rapide, polyvalent, d'échange d'outil entre l'extérieur du générateur de vapeur et un télémanipulateur opérant dans la boîte à eau; ainsi que les dispositifs (outillages) correspondants. Dans le demande de brevet français PV 86.10605, des dispositifs conçusdans cet esprit ont été décrits. La présente invention est caractérisée par le fait qu'une perche d'introduction sur laquelle est placé l'outil (ou une palette porte-outil) est redressée manuellement à la verticale après introduction dans le bol de l'extrémité portant l'outil, et qu'elle est saisie dans un outillage fixe positionné de façon précise sur le trou d'homme, servant de centreur et d'ascenseur; que la position de ce centreur/ascenseur est préalablement repérée avec précision par rapport au télémanipulateur, et que ce centreur possède un organe permettant d'ajuster l'azimuth de la perche portant l'outil (ou la palette). 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 boîtes 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 montés en épingle. Chaque chambre (bol) possède deux ouvertures: le trou d'homme d'accès 905 de diamètre 400mm. environ, et la tubulure 906 du circuit primaire. La figure 2 schématise le procédé d'échange d'outils depuis l'extérieur d'un GV, ainsi que la cinématique d'introduction d'un outil, pour desservir dans ':n bol 901 un télémanipulateur 907 préalablement installé sous la plaque tubulaire 902. Sur la bride du trou d'homme 905 est fixée une plaque 910 portant une chape 911 et une rotule de centrage 912, et qui reçoit une gouttière de guidage 913 amovible. l'a plaque étant arrimfe. la chape 911 est réglée pour présenter un axe de pivotement horizontal, qui servira aux manoeuvres de la perche de manutention. Le bâti 914 de l'ascenseur-centreur 915 est ensuite étayé verticalement par des vérins 916 entre le sol et la rotule de centrage 912 solidaire de la chape. Une palette porte-outil 917 est placée en bout de la perche 918, dans un réceptacle 919. L'opérateur pose ce réceptacle sur la gouttiere de guidage 913 et introduit l'ensemble axialement au trou d'homme jusqu'à pouvoir engager l'axe 920 de la perche dans la chape 911. La cinématique d'élévation de la palette porte-outil à son niveau d'accrochage au télémanipulateur 907 est représentée sur les figures 3a,b,c. La perche 918 est redressée manuellement autour de son axe 920 pour être présentée verticalement à l'aplomb de l'ascenseur-centreur 915. En s'élevant, le centreur vient coiffer la base de la perche, puis dégage l'axe 920 de la chape 911, et amène la palette 917 à son niveau d'accostage sur le manipulateur (fig.3a). Dès ce moment, les positions des outils dans l'espace sont maîtrisées à mieux du millimètre. De façon à présenter l'interface de l'outil rigoureusement parallèle à celle du télémanipulateur. la base de la perche 918 comporte une clavette 922 de centrage qui se loge dans un fourreau 921 de l'ascenseur-centreur 915. ce fourreau possède un certain débattement angulaire 923 dans l'ascenseur, pour le réglage d'azimuth de l'interface de l'outil embarqué 917 par rapport sa position d'accostage sur le manipulateur (fig.3c). L'outil est présenté quelques dizaines de millimètres au dessus de sa position réelle, pour en redescendant venir s'engager dans l'interface du manipulateur. En poursuivant la descente, la perche 918 se dégage de la palette porte-outil 917, jusqu a revenir en position dans la chape 911, d'où elle est reprise manuellement (fig.3b). La manoeuvre d'extraction d'un outil est identique: le manipulateur vient se placer en position initiale de chargement, pour que la perche en s'élevant vienne saisir la palette porte-outil. Celle-ci est relevée de quelques centimètres pour se dégager de l'interface manipulateur, qui est escamote avant la descente de la perche et son extraction manuelle. Ces manoeuvres impliquent la connaissance préalable des positions relatives des organes de transfert et du manipulateur: orientation de l'interface outil sur la perche et orientation de la perche dans l'ascenseur-centreur en fonction de la position du manipulateur, courses de 1'ascenseur-centreur pour la présentation de l'outil, l'accostage sur le manipulateur, l'escamotage. On utilise pour cela un dispositif de mesures préalables, composé d'une perche 918 où l'outil 917 est remplacé par une tête de mesures à palpeurs, contre laquelle vient s'appliquer l'interface du télémanipulateur 907. Par cette opération on est à même de donner la valeur de préréglage de l'angle de rotation autour d'un axe vertical à mieux du degré près; et de définir la position d'attente du télémanipulateur lorsque s'effectuent les transferts d'outils. REVENDICATIONS: Revendication 1: Procédé d'introduction d'outils dans des bols de générateurs de vapeur (cl), destiné à placer ceux ci sur un télémanipulateur déjà installé dans ledît bol, où l'outil (ou la palette porte-outil) est placé sur l'extrémité d'une perche rigide qui est introduite manuellement dans le bol du GV, sensiblement parallèlement à l'axe du trou d'homme, perche qui est ensuite redressée à la verticale afin d'amener l'outil sur le télémanipulateur, caractérisé en ce que la perche est reprise, après sa mise à la verticale, en son extrémité, par un centreur-ascenseur fixé sur l'extérieur du générateur de vapeur. Revendication 2: Dispositif de mise en application de la revendication 1 destiné à positionner de façon précise à la verticale la perche porte-palette, caractérisé en ce qu'il comporte une plaque 910 arrimée sur le trou d'homme 905 du générateur de vapeur, avec une chape 911 définissant un axe de pivotement qui est réglé à l'horizontale après arrimage. Revendication 3: Dispositif de mise en application de la revendication 1 destiné à manoeuvrer à la verticale la perche porte-palette, caractérisé en ce qu'il comporte un organe élév-ateur 914, fixé sur le trou d'homme directement ou par l'intermédiaire de la plaque 910 précédente, réglé à la verticale, possédant un ascenseur 915 assurant également le centrage de l'extrémité de la perche 918; et que cet élévateur reste fixé sur la plaque d'arrimage pendant toute la durée de l'intervention. Revendication 4: Dispositif de mise en application de la revendication 1 destiné à manoeuvrer a la verticale la perche porte-palette, selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'ascenseur/centreur posséde un organe de rotation (fourreau) 921 qoi permet d'orienter la perche 918 avec sa palette 917 rigoureusement parallèlement à l'interface du télémanipulateur 907 desservant la plaque tubulaire (correction d'azimuth par rotation autour d'un axe vertical). Revendication 5: Procédé d'introduction d'outils dans des bols de générateurs de vapeur (GV), selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on effectue dans une manipulation préliminaire la mesure des positions relatives d'une perche dans son ascenseur par rapport au télémanipulateur qui est amené en position de transfert d'outil. Revendication 6: Dispositif de mesure préalable précise des position relatives des organes de transferts et du manipulateur, selon la revendication 5, caractérisé par: une perche 918 équipée d'une tête de mesure, pourvue de palpeurs contre lesquels vient s'appliquer le télémanipulateur desservant la plaque tubulaire (ou l'interface portée par le chariot du télémanipulateur); de façon à déterminer exactement les hauteurs relatives et les corrections d'orientation azimutale.