Brevet FR2632112A1 — publié le 19891201

SUPPORT TEMPORAIRE D'EQUIPEMENTS INTERNES INFERIEURS DE CUVE DE REACTEUR L'invention concerne un ensemble d'équipements internes inférieurs d'une cuve sous pression de réacteur nucléaire, et, plus particulièrement, une structure de support temporaire pour l'ensemble d'équipements internes inférieurs. Dans une cuve sous pression de réacteur nuclé- aire, des ensembles d'équipements internes de réacteur, normalement sous la forme d'équipements internes supérieurs et inférieurs, sont utilisés pour supporter et orienter des ensembles de combustible de coeur de réacteur, utilisés pour générer de la chaleur pour la production de vapeur et d'électricité, pour procurer un passage au caloporteur de - réacteur, de façon caractéristique de l'eau boratée, et pour supporter une instrumentation interne au coeur. Une telle structure est communément désignée sous le nom d'équipements internes inférieurs de réacteur et comporte des viroles de coeur supérieure et'inférieure, un bouclier thermique, une plaque de coeur inférieure, et différentes autres structures et composants pour atteindre efficacement les objectifs exposes ci-dessus. Les équipements internes inférieurs sont suppor- tés à la fois au sommet et à la base par la cuve de réac- teur. A sa partie supérieure, l'ensemble d'équipements internes inférieurs comporte un rebord radial dirigé vers l'extérieur et qui est en contact avec un épaulement de support d'équipements internes dirigé vers l'intérieur et situé à l'intérieur de la cuve de réacteur. L'épaulement de support d'équipements internes fait partie du rebord de cuve de réacteur sur la surface supérieure duquel est assemblée de façon étanche la tête de fermeture de cuve de réacteur par une pluralité de goujons filetés, d'une façon bien connue dans la technique. L'extrémité inférieure de l'ensemble d'équipement internes inférieurs est empêchée de se déplacer transversalement par un système de support radial fixé à la paroi de la cuve. Ce système de support radial est réalisé par un agencement de clavettes et de chemins de clavettes. De façon caractéristique, en une pluralité de points également espacés autour de sa circon- férence, des blocs sont soudés au diamètre intérieur de la cuve de réacteur, chacun d'entre eux ayant une géométrie de chemin de clavette. En face de chacun de ces blocs se trouve une clavette qui est fixée à l'extrémité inférieure de l'ensemble d'équipements internes inférieurs. Lorsque l'on installe les équipements internes inférieurs à l'inté- rieur de la cuve de réacteur, les clavettes pénètrent dans les chemins de clavettes dans la direction axiale afin de procurer un support à la base des équipements internes inférieurs. Occasionnellement, les équipements internes infé- rieurs sont retirés de l'intérieur de la cuve de réacteur pour l'inspection et/ou la maintenance de ceux-ci. Comme un réacteur nucléaire en fonctionnement génère un environ- nement irradié, qui est protégé de façon sûre à l'inté- rieur d'une enceinte de confinement, de l'eau boratée ou un autre agent de protection est maintenu sur les compo- sants irradiés normalement disposés à l'intérieur de la cuve sous pression de r6acteur. De façon caractéristique, lorsque les équipements internes inférieurs sont retirés, la structure est transportée jusqu'à un emplacement situé à l'intérieur'de l'enceinte de confinement et placée sur un poste de stockage. Bien que l'enceinte de confinement défi- nisse un grand espace intérieur pour le stockage des compo- sants du réacteur durant les opérations de maintenance, une structure d'équipements internes inférieurs de réacteur caractéristique est un composant relativement grand et peut ne pas être susceptible d'être complètement submergée lors- qu'elle est stockée ainsi. A cause de cela, de grandes structures de blindage auxiliaires doivent être disposées à l'intérieur de la structure de confinement pour protéger de façon sûre le personnel de maintenance, et pour diminuer les niveaux d'exposition homme-rem globaux. De plus, une disposition de zone de stockage d'équipements internes inférieurs de cuve de réacteur améliorée est exposée dans la demande de brevet n 213 209, déposée le 29 juin 1988, et cédée au présent cessionnaire. Cette disposition com- porte des épauiements ou rebords et des colonnes de support pour les structures d'équipements internes supérieurs et d'équipements internes inférieurs qui font partie inté- grante du plancher et des parois de la cavité de rechar- gement au moment de la construction initiale de la centrale. Bien que ces structures puissent protéger le per- sonnel de maintenance de façon adéquate, leur construction peut prendre du temps et être coûteuse pour les centrales existantes. Il faut non seulement disposer et loger à l'in- térieur de l'enceinte de confinement une structure séparée, mais celle-ci doit être mise en place avant le commencement de la procédure de maintenance particulière. Ceci augmente le temps nécessaire pour ces procédures, et diminue le temps durant lequel la centrale électrique à réacteur nucléaire peut fonctionner et générer de l'électricité. Il est donc hautement souhaitable que des moyens moins coûteux soient disponibles pour protéger de façon adéquate l'ensem- ble d'équipements internes inférieurs du réacteur nucléaire lorsqu'il est retiré de ce dernier. L'objet principal de la présente invention est de procurer un support temporaire pour un ensemble d'équipe- ments internes inférieurs d'un réacteur nucléaire qui permette à l'ensemble d'être submergé essentiellement complètement sous un milieu de protection lorsqu'il est retiré de la cuve. L'objet ci-dessus, parmi d'autres, est atteint par la présente invention, selon laquelle, succintement exposé, une structure de support est disposée pour un ensemble d'équipements internes inférieurs d'une cuve sous pression de réacteur nucléaire ayant un rebord de cuve sur sa partie supérieure, le rebord de cuve comportant.une surface supérieure avec une pluralité d'ouvertures filetées espacées circonférentiellement dans celleci et un rebord de support d'équipements internes s'étendant radialement vers l'intérieur. La structure de support d'équipements internes inférieurs comporte une patte de support fixée à la surface supérieure du rebord de cuve, un bras ayant une surface supérieure et une surface inférieure, une extrémité du bras étant fixée à la patte de support de façon à s'étendre radialement vers l'intérieur à partir de celle- ci, la surface supérieure du bras étant adaptée pour venir en contact avec les équipements internes inférieurs et pour les supporter. Un pied part de la surface inférieure du bras à proximité de l'extrémité opposée à la première extrémité et vient en contact avec l'épaulement de support des équipements internes. De cette façon, l'ensemble d'équipements internes inférieurs est supporté au-dessus de la cuve de réacteur a partir de son rebord de telle sorte que les équipements internes puissent être submergés de façon adéquate par l'agent de protection. L'invention va apparaître de façon plus évidente en lisant la description détaillée qui suit en conjonction avec les dessins, qui ne sont montrés qu'à titre d'exemple, dans lesquels: la Fig 1 est une vue en élévation latérale partielle d'un ensemble d'équipements internes inférieurs supporté au-dessus d'une cuve de réacteur par le dispositif de la présente invention; la Fig. 2 est une vue en élévation latérale partielle de l'ensemble d'équipements internes inférieurs suspendu au-dessus de la cuve de réacteur; la Fig. 3 est une vue éclatée du dispositif de la présente invention; et la Fig. 4 est une vue de dessus partielle de la cuve de réacteur ayant les structures de support de la présente invention installées sur le rebord de cuve de réacteur, cette vue étant prise le long de la ligne IV-IV de la Fig. 1. Si l'on se réfère à présent aux dessins en détail, et aux Figures 1 à 3 en particulier, une structure de support temporaire 10 pour un ensemble d'équipements internes inférieurs 13 comporte une patte de support 16 fixée à la surface supérieure 19 du rebord 22 de cuve de réacteur, un bras 25 fixé en une extrémité 26 à la patte de support 16 de façon à s'étendre radialement vers l'inté- rieur à partir de celle-ci, et un pied 29 s'étendant vers le bas à partir de la surface inférieure de l'extrémité opposée 30 du bras 25. La patte de support 16 comporte une plaque de base 33 qui est de préférence fixée à la surface supérieure 19 du rebord de cuve de réacteur 22 par deux goujons filetés 36 et des écrous 37. Les goujons filetés 36 sont vissés à l'intérieur d'ouvertures filetées 39 du - rebord de cuve 22 utilisées pour joindre la tête de cuve (non représentée) à la cuve de réacteur 41. Un étrier 44 est fixe à la plaque de base 33 afin de fixer de façon pivotante l'extrémité 26 du bras 25 à la patte 16. Le bras 25 est monté de façon pivotante sur l'étrier 44 par un axe 47. L'axe 47 est de préférence ajustable latéralement par rapport à la patte 16 et fixé, par exemple avec des rondelles 50, de telle façon que le bras 25 puisse être positionné de façon appropriée pour recevoir et supporter l'ensemble d'équipements internes inférieurs 13. La surface supérieure 51 du bras 25 au voisinage de l'extrémité opposée 30 est adaptée pour venir en prise avec les équi- pements internes inférieurs 13 et pour les supporter, tandis que le pied 29 s'étendant vers le bas à partir de la surface inférieure du bras 25 est conçu pour reposer sur l'épaulement 53 de support des équipements internes de cuve, qui supporte normalement l'ensemble d'équipements internes inférieurs 13 à partir de son rebord radial (non représenté). De préférence, le pied 29 a une forme en arc de façon à se conformer à l'intérieur d'une cuve sous pression cylindrique classique 41 de réacteur. Le pied 29 comporte un joint articulé 56 pour permettre une certaine élasticité afin d'assurer un contact uniforme avec la -20 surface de l'épaulement 53. Le joint articulé 56 permet à la partie inférieure 58 du pied 29 de tourner ou de pivoter jusqu'à ce qu'elle repose à plat sur l'épaulement 53 de support des équipements internes de cuve, en épousant le contour de cette surface afin d'assurer un support adéquat pour les équipements internes inférieurs. Pour un support additionnel, un élément de support 59 peut être disposé entre le bras 25 et le pied 29. L'ensemble 13 d'équipements internes inférieurs est supporté à son extrémité inférieure 60 par une clavette 61 qui est disposée dans un chemin de clavette (non repre- senté) formé sur le diamètre intérieur de la cuve de réac- teur 41. De façon similaire, la structure de support tem- poraire 10 comporte une patte d'alignement 63 sur la sur- face supérieure du bras 25, conque pour venir en contact avec la clavette 61 des équipements internes inférieurs 13. Lorsque l'ensemble d'équipements internes inférieurs 13 est installé sur le support temporaire 10, la clavette 61 porte contre cette patte 63, ce qui aligne la clavette 61 et les équipements internes inférieurs 13 avec la structure de support 10. De préférence, les structures de support tempo- raires sont installées sur le rebord 22 de cuve de réacteur en des points directement au-dessus des chemins de cla- vettes de la cuve de réacteur 41. De cette façon, l'ensem- ble d'équipements internes inférieurs reste aligné avec la cuve de réacteur lorsqu'il est retiré de celle-ci de telle façon que les équipements internes inférieurs puissent être rapidement et facilement réinstallés en alignement correct à l'intérieur de la cuve de réacteur. Pour permettre une mise en place rapide des équipements internes inférieurs sur le support temporaire, la structure de support 10 comporte des moyens pour faire tourner par pivotement le bras 25 vers le haut et radia- lement vers l'extérieur par rapport à la patte de support 16 et au rebord 22 de cuve de réacteur. De préférence, ces moyens de rotation comportent un cylindre hydraulique 66 fixé à la patte de support 16 par une deuxième patte 67 fixée à celui-ci par exemple par un boulon 68. La tige de piston 69 de celui-ci est fixée à proximité de l'extrémité 26 du bras 25 de telle sorte que, lorsque le cylindre 66 est actionné par l'introduction de fluide hydraulique par la ligne de fluide appropriée 72, la tige de piston 69 se déplace dans une direction radiale vers l'extérieur à partir du rebord de cuve 22 de façon à faire tourner par pivotement le bras 25 en l'éloignant de l'intérieur de la cuve de réacteur. Cette disposition aide à la mise en place rapide de l'ensemble d'équipements internes sur la struc- ture de support d'une façon qui seia décrite plus complè- tement ci-après. Comme élément de rappel, un ou plusieurs boulons à oeil 75 sont disposés sur la structure de support 10 de telle sorte que l'on puisse faire pivoter le bras de support 25 de façon à le faire revenir en place si le cy- lindre hydraulique, ou d'autres moyens de rotation, étaient défaillants. Dans le cas improbable d'une telle défail- lance, les boulons à oeil 75 peuvent être accrochés par un long outil à main (non représenté) par le personnel de maintenance disposé sur la plateforme de commande de la cavité de réacteur. Une fois que les boulons ont été ainsi accrochés, l'opérateur n'a plus qu'à tirer l'outil vers le haut pour séparer le pied 29 de l'épaulement 53 d'équipe- ments internes de cuve et à faire tourner le bras 25 de la structure de support temporaire 10 radialement vers l'exté- rieur depuis le rebord 22 de cuve de réacteur. La structure de support temporaire 10 de la présente invention est de préférence installée et uti- lisée comme suit: après que les goujons de tête de cuve (non représentés) aient été retirés, des paires de goujons de support 36 sont vissées dans des trous de goujons appropriés 39 de préférence en quatre emplacements également espacés au-dessus des clavettes de support radiales. Ensuite, la tête de cuve (non représentée) est soulevée et retirée par le pont roulant de la centrale et on-remplit la cavité de réacteur avec un agent de protec- tion, de préférence en noyant la cavité de réacteur sous de l'eau boratée. L'ensemble d'équipements internes supérieurs de cuve de réacteur (non représenté) est retiré et les assemblages combustibles (non représentés) sont retirés de la cuve de réacteur. Alors que les équipements internes inférieurs 13 sont toujours à l'intérieur de la cuve de réacteur 41, chaque structure de support 10 est abaissée sur les goujons 36 précédemment installés et est fixée au rebord de cuve 22 avec des écrous 37 que l'on visse sur les goujons 36. De préférence après que'quatre de ces struc- tures de support 10 aient été installées, on fait pivoter les bras 25 des structures de support radialement vers l'extérieur depuis la cuve de réacteur 41. De préférence, ceci est fait en actionnant le cylindre hydraulique 66 par l'introduction de fluide hydraulique dans la ligne de fluide 72 afin de tirer la tige de piston 69 dans une direction radiale vers l'extérieur. Le support comporte un deuxième axe ou boulon 73 à travers l'étrier 44, à proxi- mité de l'axe d'articulation 47, afin d'empêcher le bras 25 de tourner trop loin dans le sens de l'ouverture. Lorsque les bras 25 de toutes les structures de support ont pivoté en arrière de façon similaire, l'ensemble d'équipements internes inférieurs 13 est alors prêt à être retiré de la cuve de réacteur 41. De préférence, les équipements internes inférieurs sont soulevés juste assez haut pour dégager l'extrémité inférieure 60 des équipements internes inférieurs 13 des bras 25 des structures de support 10, comme montré en Fig. 2. Tandis que les équipements internes inférieurs 13 sont suspendus en ce point, les cylindres hydrauliques 66 sont actionnés par l'introduction de fluide dans la deuxième ligne de fluide 79 afin de déplacer le piston et la tige de piston 69 radialement vers l'intérieur afin de faire courner par pivotement les bras 25 des struc- tures de support 10 radialement vers l'intérieur de telle sorte que le pied élastique 29 repose sur l'épaulement 53 des équipements internes de cuve de réacteur. Le joint articulé 56 sur chaque pied 29 lui permet d'épouser le contour de l'épaulement 53 des équipements internes de cuve afin d'assurer une surface de support adéquate. L'ensemble d'équipements internes inférieurs 13 est ensuite abaissé de telle sorte que les clavettes 61 se trouvant sur sa partie inférieure 60 s'accouplent avec les pattes d'alignement 63 des bras 25 et que les équipements internes reposent sur la surface supérieure 51 des bras 25, comme montré en Fig. 1. L'ensemble d'équipements internes ihférieurs 13 est à présent supporté de façon ferme au-dessus de la cuve de réacteur 41 pour la procédure de maintenance et/ou d'inspection qui va suivre. Avec cette disposition de support, l'ensemble d'équipements internes inférieurs peut être supporté au- dessus de la cuve de réacteur, qui est située à l'intérieur du plancher de la cavit6 de réacteur, de telle façon que les équipements internes inf6rieurs soient à tout moment essentiellement complètement submergés par l'eau boratée qui noie la cavit6 de réacteur jusqu'au niveau du plancher de commande. En conséquence, il n'est pas nécessaire de disposer un châssis s6paré pour les 6quipements internes inférieurs à l'int6rieur de la cavit6 de réacteur. La n6cessité de construire une structure de protection auxi- liaire est également éliminée du fait que les équipements internes inférieurs sont essentiellement complètement submerg6s par l'agent de protection. Par cons6quent, l'ensemble d'6quipements internes inférieurs peut être facilement retiré de la cuve de réacteur et placé sur une structure de support sûre, tout en étant submergé par l'agent de protection, et tout travail de maintenance qui doit être effectué peut être réalisé rapidement. En procurant une structure de support tournant par pivotement, le temps pendant lequel l'ensemble d'équi- pements internes inférieurs doit être suspendu au-dessus de la cuve de réacteur (qui peut provoquer le soulèvement momentané d'une partie des équipements internes inférieurs hors de l'eau boratée) est maintenu à un minimum. Si la taille de la cavité de réacteur d'une centrale particulière permet à l'ensemble d'équipements internes inf6rieurs d'être complètement submerg6 même lorsqu'il est suspendu à une hauteur relativement importante au-dessus de la cuve de réacteur, une structure de support temporaire différente peut être utilisée. Avec ce type-de disposition, il n'est pas nécessaire que la structure de 'support soit capable de tourner par pivotement radialement vers l'extérieur depuis le centre de la cuve de réacteur. Tandis que l'ensemble d'équipements internes inférieurs est supporté au-dessus de la cuve, une structure de support similaire ne comportant pas le cylindre hydraulique ni d'autres moyens de rotation peut être installée sur le rebord de cuve de réacteur. Dans une telle centrale électrique, un espace adéquat peut être prévu pour l'installation de la structure de support lorsque les équipements internes inférieurs sont suspendus au-dessus de la cuve de réacteur. Par conséquent, les structures de support peuvent être installées sur le rebord de cuve de réacteur de telle façon qu'elles soient dans une position permettant de recevoir les équipements internes inférieurs, et les équipements internes inférieurs qu'elles supportent lorsque les structures de support nécessaires sont boulonnées de façon ferme sur le rebord de cuve de réacteur. Cependant, la capacité de la structure de support à pivoter radialement vers l'extérieur depuis la cuve de réacteur est une caractéristique importante qui permet aux équipements internes inférieurs d'être retirés rapidement et facilement de la cuve de réacteur et d'être places sur une structure de support sûre. Comme montré en Figure 4, les structures de support peuvent prendre la forme de deux types de supports différents. Comme l'emplacement des supports est déterminé par l'emplacement des clavettes et des chemins de clavettes du système de support radial pour les équipements internes inférieurs, il peut être nécessaire que les plaques de base qui sont fixées au rebord de cuve de réacteur soient cons- truites de façon à être fixées de façon ferme au rebord de cuve par les trous de goujons existants. De préférence, les structures de support sont également espacées à des inter- vailes de 90 autour de la circonférence du rebord de cuve de réacteur, correspondant aux emplacements des clavettes de support-radiales. Cependant, dans certaines centrales, le placement des trous de goujons peut ne pas être symé- trique à l'intérieur des intervalles de 90 du rebord de cuve de réacteur. Par conséquent, les plaques de base des structures de support peuvent se présenter par paires de dimensions différentes. Une de ces plaques de base 33a est conçue pour s'adapter sur trois trous de goujons 39, avec deux goujons 36 maintenant de façon ferme la plaque de base 53 et la structure de support 10 sur le rebord de cuve 22. Dans l'autre type de plaque de base, la plaque de base 33b couvre quatre de ces trous de goujons 39, deux goujons 36 étant à nouveau utilisés pour fixer la plaque de base 33b et la patte de support 16 au rebord de cuve 22. Cependant, le bras 25 et le pied 29 montés de façon à pouvoir pivoter sont substantiellement les mêmes pour chaque structure de support 10. De cette façon, ces structures de support peuvent être facilement installées sur différents types de cuves de réacteurs et peuvent procurer un support ferme également pour des types différents de structures d'équi- pements internes inférieurs. Bien que des réalisations spécifiques de l'inven- tion aient été décrites en détail, les personnes du métier apprécieront le fait que différentes modifications et alté- rations pourraient être développées à la lumière des ensei- gnements globaux de la description. Par conséquent, les dispositions particulières exposées ne sont censées être qu'illustratives, et ne sont pas censées limiter l'étendue de l'applicabilité de l'invention, qui doit avoir la pleine étendue des revendications jointes et de n'importe quels et de tous les équivalents de celles-ci. Revendications 1. Structure (10) de support d'équipements internes inférieurs pour une cuve sous pression (41) de réacteur nucléaire ayant un ensemble d'équipements internes infé- rieurs (13), et un rebord de cuve (22) sur sa partie supé- rieure, le rebord de cuve (22) comportant une surface supérieure (19), une pluralité d'ouvertures filetées (39) espacées circonférentiellement et un épaulement (53) de support d'équipements internes s'étendant radialement vers l'intérieur, cette structure (10) de support d'équipements internes inférieurs étant caratérisée en ce qu'elle comprend: une patte de support (16) fixée.à la surface supérieure (19) du rebord de cuve (22); un bras (25) ayant une surface supérieure (51) et une surface inférieure, ledit bras (25) étant articulé, à' proximité d'une première (26) de ses extrémités, sur la patte de support (16) de façon à s'étendre radialement vers l'intérieur depuis celle-ci, la surface supérieure (51) du bras (25) étant adaptée pour venir en contact avec l'en- semble d'équipements internes inférieurs (13); et un pied (29) s'étendant à partir de la surface inférieure du bras (25) à proximité de l'extrémité (30) opposée à ladite première extrémité (26), ledit pied (29) étant adapté pour venir en contact avec ledit épaulement (53) de support d'équipements internes. 2. Structure (10) de support d'équipements internes inférieurs selon la revendication 1, caractérisée en ce que la patte de support (16) comporte une plaque de base (33) pouvant être fixée à la surface supérieure (19) du rebord de cuve (22) au moyen d'un goujon fileté (36) se vissant dans l'une desdites ouvertures filetées (39), et un étrier (44) fixé à la plaque de base (33) afin de fixer le bras (25) à la patte de support (16) de façon qu'il puisse pivoter. 3. Structure (10) de support d'équipements internes inférieurs selon la revendication 2, caractérisée de plus par des moyens pour faire tourner par pivotement le bras (25) par rapport à la patte de support (16). 4. Structure (10) de support d'équipements internes inférieurs selon la revendication 1, caractérisée de plus par des moyens d'alignement (63) sur la surface supérieure (51) du bras (25), lesdits moyens d'alignement (63) servant à aligner ledit ensemble d'équipements internes inférieurs (13) par rapport à la structure de support (10). 5. Structure (10) de support d'équipements internes inferieurs selon la revendication 3, caractérisée en ce que lesdits moyens pour faire pivoter le bras (25) sont consti- tués par un cylindre hydraulique (66) fixé à la patte de support (16), la tige de piston (69) dudit cylindre hydrau- lique (66) étant fixée au bras (25) de telle sorte que le bras (25) puisse être déplacé par pivotement autour de l'étrier (44) lorsque ledit cylindre hydraulique (66) est actionné. 6. Structure (10) de support d'équipements internes inférieurs selon la revendication 1, caractérisée en ce que le pied (29) comporte de plus un joint articulé souple (50) de telle sorte qu'une partie inférieure (58) soit montée sur celui-ci de façon à pouvoir pivoter. 7. Structure (10) de support d'équipements internes inférieurs selon la revendication i, caractérisée en ce que le pied (29) de chacune desdites structures de support (10) a une forme d'arc et comporte deux sections réunies de façon à pouvoir pivoter s'étendant vers le bas à partir de la surface inférieure dudit bras (25). 8. Structure (10) de support d'équipements internes inférieurs selon la revendication 1, caractérisée en ce que quatre desdites structures de support (10) sont fixées au rebord de cuve (22) et sont orientées radialement sur celui-ci à 90 les unes par rapport aux autres. 9. Structure (10) de support d'équipements internes inférieurs selon la revendication 8, caractérisée en ce que lesdites structures de support (10) sont faites en acier inoxydable.