Brevet FR2641894A1 — publié le 19900720

L'invention concerne un dispositif de sup- port et de positionnement de moyens de contrôle et d'outillages d 'intervention sur des assemblages com- bustibles d'un réacteur nucléaire à eau immergés-dans une piscine. Les assemblages combustibles constituant le coeur d'un réacteur nécessitent, après un certain temps de fonctionnement dans le réacteur-, la mise en oeuvre d'examens et de contrôles pour s'assurer que ces assemblages n'ont pas subi de dégradations inter- disant leur utilisation ultérieure dans le coeur.-du réacteur. Des contrôles dimensionnels peuvent être ef- fectués pour vérifier les caractéristiques d'un assem- blage après irradiation. Dans le cas o certains défauts ont été dé- celés, il peut être possible d'effectuer certaines réparations ou certaines interventions qui permettent de réutiliser l'assemblage combustible pour le rechar- gement du coeur du réacteur. Ces opérations de contrôle visuel ou par sonde ainsi que la mise en oeuvre d'outillages d'in- tervention sur l'assemblage combustible doivent être effectuées sous une certaine hauteur d'eau voisine de la protection biologique minimale de 3 mètres d'eau ou un peu supérieure. Ces opérations sont effectuées dans une piscine o l'assemblage dont la hauteur est voisi- ne de 4 mètres est placé en position verticale. - Ces contrôles ou interventions peuvent donc être effectués dans certains cas sous une profondeur d'eau bien supérieure à 3 mètres et dans des positions quelconques suivant la hauteur 'de l'assemblage. Parmi les interventions envisagées ou pour lesquelles des outillages ont déjà'été conçus; on peut citer l'extraction de pièces ou particules étrangères à l'intérieur de l'assemblage combustible, le redres- sage des ailettes des grilles d'assemblages combusti- bles, le contrôle du glissement des crayons combusti- bles dans leur squelette et l'extraction de morceaux de crayons périphériques de l'assemblage ayant subi une rupture. Dans tous les cas, il est nécessaire de venir mettre en place des moyens de contrôle visuels et un outillage d'intervention à un emplacement bien précis situé au voisinage de l'assemblage combustible. Le positionnement et l'orientation de l'outil d'inter- vention doivent également pouvoir être réglés à dis- tance d'une manière précise et par une procédure sim- ple et rapide. On ne-connaissait pas jusqu'ici de disposi- tif permettant d'effectuer la mise en place et le po- sitionnement précis de moyens de contrôle et d'outil- lages d'intervention sur des assemblages combustibles immergés dans une piscine de stockage. Le but de l'invention est donc de proposer un dispositif de support et de positionnement de moyens de contrôle et d'outillages d'intervention sur des assemblages combustibles d'un réacteur nucléaire à eau immergés dans une piscine, sous une certaine hau- teur d'eau, ce dispositif pouvant être mis en oeuvre de manière simple et rapide permettant d'obtenir un positionnement extrêmement précis des moyens de contrôle et des outillages d'intervention. Dans ce but, le dispositif suivant l'inven- - tion comporte: - un poste de commande ayant un support fixé sur le bord de la piscine, - une perche de grande longueur-reliée au support du poste de commande à son extrémité supérieure et dispo- 26 4 1 8 9 4 sée dans une position sensiblement verticale à l'inté- rieur de la piscine de manière à présenter une partie située en vis-à-vis d'au moins un assemblage combusti- ble disposé à l'intérieur de la piscine, - des moyens de réglage de l'inclinaison de la perche par rapport à la direction verticale et de blocage de la perche dans au moins une position inclinée, fixés sur le support du poste de commande, - un chariot monté mobile suivant la longueur de la perche coopérant avec des moyens de guidage portés par la perche, - des moyens de déplacement du chariot commandés depuis le poste de commande, - au moins un support d'outillage destiné à recevoir au moins un moyen de contrôle et-au moins un outillage d'intervention, - un ensemble de déplacement du support d'outillage dans deux directions différentes perpendiculaires à l axe de la perche, porté par le chariot, des moyens de commande des déplacements du support d'outillage actionnables depuis le poste de commande, - et des moyens de commande de l'outillage d'interven- tion et des moyens de contr6le, depuis le poste de commande. Afin de bien faire comprendre l'invention, on va maintenant décrire, à titre d'exemple non limi- tatif, en se référant aux figures jointes en annexe, un mode de réalisation d'un dispositif de support et de positionnement suivant l'invention. La figure est une vue de face en élévation de l'ensemble du dispositif de support et de position- nement suivant l'invention. - La figure 2 est une vue de côté montrant l'ensemble du dispositif de support et de positionne- 26 4 1894 ment en position dans une piscine de stockage d'assem- blages combustibles. La figure 3 est une vue de côté du poste de commande du dispositif représenté sur les figures 1 et 2. La figure 4 est une vue de face du poste de commande, suivant 4 de la figure 3. La figure 5 est une vue de face de l'ensem- ble de déplacement du support d'outillage, suivant 5 de la figure 6. La figure 6 est une vue de côté de l'ensem- ble de déplacement du support d'outillage suivant B de la figure 5. La figure 7 est une vue de face d'une va- riante de réalisation de l'ensemble de déplacement du support d'outillage. Sur les figures 1 et 2, on voit l'ensemble du dispositif désigné de manière générale par le repè- re 1. Le dispositif comporte un poste de commande 2 fixé sur le bord supérieur d'une paroi 3 de la pis- cine et une perche 4 de grande longueur reliée à sa partie supérieure 5 au support B du poste de commande 2. En position de service, la perche 4 est im- mergée sous le niveau 8 de l'eau de la piscine et pré- sente une hauteur suffisante pour comporter une partie en vis-à-vis d'un assemblage combustible disposé ver- ticalement, sur un support reposant sur, le fond de la piscine. Un chariot 10 est monté mobile dans la:di- rection axiale de la perche 4 qui assure le guidage du chariot pendant ses déplacements. Le chariot 10 porte un ensemble 11 de dépla- cement dans deux directions perpendiculaires à l'axe de la perche 4, d'un support 12 sur lequel sont fixés des moyens de contrôle visuel 13 tels que des caméras vidéo et un outillage d'intervention sur l'assemblage combustible. L'ensemble de déplacement 11, les moyens de contrôle visuel (13) et l'outillage d'intervention peuvent être commandés à distance, depuis le poste de commande 2, grâce à des télécommandes 14, 15 qui peu- vent être constituées par des télécommandes à billes, à déplacement rapide et à déplacement micrométrique. De telles télécommandes à billes comportent une gaine à l'intérieur de laquelle un élément allongé d'actionnement rigide dans le sens de la poussée et déformable en flexion est monté glissant par l'inter- médiaire de billes. Une poignée de commande rapide et un dispo- sitif de déplacement micrométrique sont reliés à une extrémité de l'élément allongé placée au niveau du poste de commande. Un opérateur peut agir à distance par poussée ou traction sur la poignée ou par action- nement du dispositif micrométrique, depuis le poste de commande 2. Sur les figures 3 et 4, on voit l'ensemble du poste de commande 2 dont le support 6 est constitué par un socle mécanosoudé 16 reposant sur la partie su- périeure de la paroi 3 de la piscine et comportant des pattes d'appui verticales 17 constituées par des pro- filés reliés au socle 16 par des équerres de renforce- ment 18. Le socle 16 repose, à sa partie arrière, sur la paroi 3 de la piscine, par l'intermédiaire de'dis- positifs d'appui 19 réglables en hauteur. Des vérins mécaniques 20 fixés sur le socle 16 par l'intermédiaire d'équerres 21 permettent de fi- xer de manière rigide et totalement stable, le poste de commande 2, sur la paroi 3 de la piscine. Le socle 6 porte de plus, à sa partie arriè- re un bac 22 rempli d'un matériau à haute densité tel que le plomb permettant d'équilibrer le couple de bas- culement exercé sur le support 6 du poste de commande, dans le cas d'efforts importants exercés au niveau du support 12, ces efforts étant repris par le support 6 du poste de commande, par l'intermédiaire de la perche 4. La position du bac 22 sur le socle 16 peut être réglée pour modifier le couple d'équilibrage. Le socle 16 du support 6 porte une passerelle 24 compor- tant une rambarde 25 sur laquelle sont fixées les poi- gnées de commande 26 des télécommandes à billes telles que 14 et 15, différentes manettes de réglage et des voyants 27 et un contrôleur d'efforts et de déplace- ments 28, de manière qu'un opérateur placé sur la pas- serelle 24 puisse assurer la mise en place de l'outil- lage et des moyens de contrôle et la surveillance et la commande de l'outillage d"intervention. Des écrans vidéo placés à proximité de la passerelle fournissent en permanence à l'opérateur une image de la zone d'in- tervention grâce aux caméras vidéo telles que la camé- ra.13. La passerelle 24 porte, à sa partie anté- rieure, un support 30 constitué par deux colonnes ver- ticales rigidement fixées sur la passerelle, par l'in- termédiaire d'équerres 31. La partie supérieure-5 de la perche 4 com- porte une partie de fixation 32 dirigée vers la passe- relle 24 et disposée entre les colonnes du support vertical 30. La perche 4 est reliée au support 30. par l'intermédiaire de la partie de fixation 32 rigidement reliée à la partie supérieure 5 de la perche. Une vis 34 est montée transversalement et mobile en rotation, entre les colonnes du support 30. Un volant 33 solidaire de l'extrémité de la vis 34 peut être actionné manuellement par l'opérateur, depuis la passerelle 24. La partie de fixation 32 de la perche 4 com- porte un écrou engagé sur la vis 34. La mise en rota- tion du volant 33 dans un sens ou dans l'autre permet ainsi de déplacer la partie de fixation 32 et l'ensem- ble de la perche 4, dans une direction transversale parallèle à la paroi 3 de la piscine. Un arbre 35 est également monté transversa- lement et mobile en rotation entre les colonnes du support 30, en-dessous de la vis 34 et dans une dispo- sition parallèle à cette vis.- Une poignée 36 solidaire de l'extrémité de l'axe 35 permet de faire tourner cet axe dans un sens ou dans l'autre, par une action manuelle de l'bpéra- teur, depuis la passerelle du poste de commande. Un dispositif de blocage à cliquets 37 est associé à la poignée 36 et permet de bloquer l'axe 35 en rotation, dans une position définie. Une came mon- tée sur l'arbre 35 vient en appui dans une cavité de la partie de fixation 32 de la perche 4, de manière à faire varier l'inclinaison de la perche 4 par rapport à la direction verticale, en faisant tourner la poi- -gnée 36. La came est montée solidaire en. rotation de l'axe 32 et glissante, dans la direction transversale, sur cet axe,' par l'intermédiaire d'un jeu de cannelu- res et de rainures correspondantes. 264 1894 Le dispositif de blocage à cliquets 37 per- met de fixer l'inclinaison de la perche 4, après un déplacement par basculement sous l'effet de la came entraînée par l'axe 35, en appui sur la partie de fi- xation 32. On peut ainsi placer la perche 4 très rapi- dement dans une position inclinée par rapport à la verticale, telle que la position symbolisée par l'axe 52 sur la figure 3. La partie supérieure 5 de la perche 4 porte un treuil 40 comportant une poulie 41 sur laquelle passe un câble 42 et un volant de manoeuvre 43 entrai- nant la poulie 41 en rotation, par l'intermédiaire d'un engrenage. L'opérateur peut accéder à la poignée du vo- lant de manoeuvre 43 pour le faire tourner dans un sens ou dans l'autre, afin d'entraîner la poulie 41 et de déplacer le câble 42 soit vers le haut soit vers le bas. Le câble 42 est relié à sa partie inférieure à une patte de fixation du chariot 10, de manière que ce chariot 10 puisse être c:-.lacé suivant la longueur de la perche 4 par une simple action manuelle depuis le poste de commande. Le chariot 4 comporte des patins de guidage coopérant avec des rails disposés suivant la longueur de la perche 4. Le déplacement du chariot 10 permet un ré- glage de la position du support d'outillage 12 suivant la hauteur de l'assemblage. Le déplacement du chariot 12 sur la perche 4 permet d'accéder rapidement à la zone d'intervention de l'outillage sur l'assemblage combustible mais ne permet pas un réglage précis de cette position.- Un dispositif à vis 44 permet de déplacer à vitesse lente la perche 4 par rapport à sa partie su- périeure 5, sur une course 45 dont la longueur peut être de l'ordre de 600 mm. On peut ainsi réaliser un positionnement très précis du support d'outillage 12 suivant la hauteur de '1 assemblage. Sur les figures 5 et 6, on voit le chariot monté glissant sur la perche 4 dans la direction- axiale et supportant, par l'intermédiaire de moyens de réglage de position qui seront décrits plus loin, le support d'outillage 12. Le chariot 10 comporte, à sa partie infé- rieure, un bras 46 constituant un palier de rotule 47 à son extrémité. Le support d'outillage 12 est porté par le bras 46, par l'intermédiaire d'une rotule 48 montée rotulante dans le palier 47 et d'un ensemble de dépla- cement 50 comportant des chariots qui peuvent être dé- placés dans deux directions perpendiculaires entre elles et perpendiculaires à l'axe 51 de la perche 4. L'ensemble 50 comporte un premier chariot 52 ou chariot inférieur mobile dans des glissières repo- sant sur la rotule 48, par l'intermédiaire d'un dispo- sitif de déplacement en rotation 54 permettant de ré- gler l'orientation de l'ensemble à chariots croisés 50 et de l'axe 12, autour de l'axe de la rotule 48. Le dispositif d'orientation 54 peut être commandé par une télécommande à billes 55 dont l'extrémité opposée à l'extrémité reliée au dispositif d'orientation 54 se trouve au niveau du poste de commande. Le chariot inférieur 52 porte des rails de guidage d'un chariot supérieur 53, ces rails de guida- ge étant dirigés dans une direction perpendiculaire à la direction des rails de guidage du chariot inférieur 52. La direction des rails de guidage du chariot 52 correspond à une direction sensiblement perpendicu- laire à la paroi 3 de la piscine, alors que la direc- tion des rails de guidage du chariot supérieur 53 cor-respond sensiblement à une direction parallèle à la paroi 3. Les déplacements des chariots 52 et 53 sont commandés par des télécommandes à billes respective- ment 56 et 57. Le support 12 porte un outil d'intervention 59 et un ensemble de caméras vidéo telles que 60. L'outillage d'intervention 59 peut être ac- tionné grâce à une télécommande à billes 61. L'inclinaison de la caméra 60 sur son bras de support 62 peut être réglée grâce à une télécomman- de à billes 63. Le dispositif suivant l'invention permet donc de régler ou de prérégler la position du support d'outillage de manière très précise, avec des possibi- lités de déplacement et d'inclinaison extrêmement nom- breuses. Il est ainsi possible d'utiliser des outil- lages d'intervention dans des positions très diverses et pour des-tâches extrêmement variées. Les mouvements d'approche et de positionne- ment rapides du support d'outillage peuvent être obte- nus par déplacement du chariot grâce au treuil 40 et par basculement de la perche 4 en position inclinée, autour de l'axe constitué par la vis 34. Un positionnement précis du support d'ou- tillage en hauteur peut ensuite être obtenu par dé- placement à vitesse lente de la perche dans la direc- tion verticale, grâce au dispositif à vis 44. 1 1 Le positionnement précis du support d'ou- tillage dans des directions horizontales peut être ob- tenu grâce au dispositif d'orientation 54 et grâce à l'ensemble à chariots croisés 50. Le montage rotulant de l'ensemble à chariots croisés permet d'assurer une parfaite horizontalité des directions de déplacement des chariots. Lorsqu'une position correcte est assurée, la rotule est bloquée en position grâce à une télécomman- de 64. Sur la figure 7, on représenté une variante de réalisation du dispositif suivant l'invention dans laquelle le chariot 10' porte, par l'intermédiaire de deux bras 46', deux ensembles à chariots croisés 50' indépendants situés de part et d'autre du chariot 10' et de la perche 4. Le montage de chacun des ensembles à cha- riots-croisés 50' est identique au montage de l'ensem- * ble à chariots croisés 50 qui a été décrit plus.haut. Chacun des ensembles à chariots croisés 50' porte un support d'outillage 12' dont le positionne- ment par rapport à l'assemblage combustible peut être réalisé indépendamment du second support d'outillage. Un dispositif tel que représenté sur la fi- gure 7 peut être utilisé pour réaliser plusieurs opé- rations différentes successives sur l'assemblage, sans avoir à changer l'outillage. Par exemple, sur l'un des supports*d'outil- lage, sera monté un outillage permettant d'effectuer l'ébauchage d'une opération, par exemple le redressage d'une ailette de guidage de l'assemblage combustible et sur l'autre support d'outillage 12' sera monté un second outil permettant de réaliser la finition, -par exemple permettant de placer une ailette de guidage dans sa position d'inclinaison correcte. 264 1894 On peut également imaginer d'autres disposi- tions permettant d'effectuer des déplacements plus ou moins indépendants d'au moins deux supports d'outilla- ge. On peut par exemple imaginer le montage rotulant d'un premier chariot à déplacement transversal sur le- quel sont montés deux-chariots supérieurs à déplace- ment longitudinal qui peuvent être commandés simulta- nément ou indépendamment, en fonction des différentes interventions à effectuer. Les deux chariots longitudinaux peuvent être reliés ensemble pour se déplacer simultanément ou, au contraire, indépendants l'un de l'autre. Les chariots croisés peuvent être débrayés dans certaines phases de l'intervention. On voit que les avantages du dispositif sui- vant l'invention sont de faciliter et de réduire les temps d'intervention sur les assemblages combustibles, en permettant un positionnement rapide, précis et par- faitement adapté de l'outillage par rapport à l'assem- blage. combustible. Il est également possible de placer l'assem- blage combustible sur lequel on doit effectuer une in- tervention, dans une position permettant de faciliter l'intervention de l'outillage, en fonction des possi- bilités du dispositif de support et de positionnement. On peut par exemple placer l'assemblage combustible ou tout autre matériel irradié sur lequel on désire ef- fectuer une intervention, sur un support d'une hauteur telle que l'intervention ait lieu sur la hauteur mini- - male assurant la protection biologique des opérateurs. On peut également envisager d'intervenir sur un assemblage suspendu au crochet du pont roulant de la piscine-o se déroule l'intervention. On peut également imaginer d'équiper le dis- positif suivant l'invention de moyens de motorisation se substituant aux télécommandes à billes ou autres télécommandes de type manuel. - On peut alors commander à distance des moyens de motorisation pour obtenir des déplacements indépendants ou simultanés des divers organes mobiles du dispositif. On peut également programmer les dépla- cements de l'ensemble à chariots croisés, pour effec- tuer des interventions répétitives. Le dispositif suivant l'invention peut être utilisé pour réaliser des examens visuels des assem- blages grâce à des caméras vidéo, pour effectuer des contrôles dimensionnels ou tout type de contrôles uti- lisant des sondes a courant de Foucault ou à ultra- sons. Le dispositif suivant l'invention peut être utilisé également pour réaliser des interventions né- cessitant la mise en oeuvre d'outillages divers, au cours des opérations d'entretien et de réparation des assemblages combustibles, avant leur rechargement dans le coeur du réacteur. REVENDICATIONS 1.- Dispositif de support et de positionne- ment de moyens de contrôle et d'outillages d'interven- tion sur des assemblages combustibles d'un réacteur nucléaire à eau immergés dans une piscine, sous une certaine hauteur d'eau, caractérisé par le fait qu'il comporte: - un poste de commande (2) ayant un support (6) fixé sur le bord (3) de la piscine, - une perche (4) de grande longueur reliée au support du poste de commande à son extrémité supérieure (5) et disposée dans une position sensiblement verticale à l'intérieur de la piscine de manière à présenter une partie située en vis- à-vis d'au moins un assemblage combustible disposé à l'intérieur de la piscine, - des moyens (35, 36) de réglage de l'inclinaison de la perche (4) par rapport à la direction verticale et de blocage de la perche dans au moins une position inclinée, fixés sur le support (6) du poste de com- mande (2), - un chariot (10) monté mobile suivant la longueur de la perche (4) coopérant avec des moyens de guidage portés par la perche (41, - des moyens de déplacement (40, 41, 42, 43) du cha- riot (10) commandés depuis le poste de commande (2), - au moins un support d'outillage (12) destiné à rece- voir au moins un moyen de contrôle (13) et au moins un outillage d'intervention (59), - un ensemble (50) de déplacement du support d'outil- lage (12) dans deux directions différentes perpendicu- laires à l'axe de la perche (4),'porté par le chariot (10). - des moyens de commande (56, 57) des déplacements du support d'outillage (50) actionnables depuis le poste de commande (2), - et des moyens de commande (61, 63) des moyens de contrôle (60) et de l'outillage (591, depuis le poste de commande (2). 2.- Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que le support (6) du poste de commande (2) comporte une structure verticale (30) dans laquelle est montée mobile en rotation une vis (34) horizontale et que la partie supérieure (5) de la perche (4) comporte une partie de fixation (32) pré- sentant un écrou engagé sur la vis (34) de manière à coopérer avec cette vis (34) pour assurer le déplace- ment de la perche dans une direction horizontale sen- siblement parallèle au bord de la piscine (3), par mise en rotation de la vis (34) dans un sens ou dans l'autre. 3.- Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé par le fait qu'un axe (35) parallèle à la vis (34) est situé en-dessous de cette vis et monté mobile en rotation dans le support vertical (30), l'axe (35) étant solidaire en rotation d'une came venant en appui sur la partie de fixation (32) de la perche (4), pour assurer l'inclinaison de la perche (4) par rotation autour de la vis (34), la came étant actionnée par rotation de l'arbre (35) dans un sens ou dans l'autre. 4.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que le moyen de déplacement du chariot est constitué par un treuil (40) fixé sur la partie supérieure (5) de la perche (4) comportant un cible (42) enroulé sur une poulie d'actionnement (41) dont l'extrémité opposée à la poulie (41) est reliée au chariot (10). 5.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait qu'il comporte de plus un dispositif de réglage à vis (44) de la position verticale de la perche (4). 6.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que l'ensemble (50) de déplacement du support d'outillage (12) dans deux directions perpendiculaires à l'axe de la perche (4) est constitué par un dispositif à cha- riot à déplacements croisés dans deux directions per- pendiculaires. 7.- Dispositif suivant la revendication 6, caractérisé par le fait que le dispositif à chariots à déplacements croisés comporte deux chariots à déplace- ment longitudinal assurant le support d'outillages qui peuvent être reliés pour se déplacer simultanément ou, au contraire, indépendants. 8.- Dispositif suivant la revendication 7, caractérisé par le fait que l'un au moins des chariots peut être débrayé pendant certaines phases de l'inter- vention. 9.- Dispositif suivant la revendication 6, caractérisé par le fait que l'ensemble à chariot à dé- placements croisés (50) est porté par le chariot (10) mobile suivant la direction axiale de la perche (4), par l'intermédiaire d'un ensemble rotulant (47, 48). 10.- Dispositif suivant la revendication 9, caractérisé par le fait que l'ensemble rotulant (47, 48). comporte un dispositif de réglage et de blocage (54) actionnable à distance. 11.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé par le fait que les moyens de commande des déplacements du support d'ou- tillage (12) et les moyens de commande de l'outillage et des moyens de contrôle depuis le poste.de commande (2) sont constitués par des télécommandes à billes. 12.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé -par le fait que le poste de commande (2) est constitué par un support [6) sur lequel est montée une passerelle (24) et un sup- port (30) de l'extrémité supérieure (5) de la perche (4), l'ensemble des moyens de commande étant accessi- bles pour un opérateur, depuis la passerelle (24).