Brevet FR2652650A1 — publié le 19910405

La présente invention se rapporte aux réacteurs nucléaires refroidis par eau sous pression et de façon pLus précise encore au coude de la portion de conduite de l'eau primaire chaude sortant du réacteur qui se dirige vers La boîte à eau du générateur de vapeur. On rappellera très sommairenent que dans de tels réacteurs, la vapeur nécessaire à la production d'électricité par mise en rotation de turbines est produite par des appareils spéciaux ou générateurs de vapeur qui comportent deux parties. A Leur partie inférieure, se situe ce que l'on appelle en général la boîte à eau, dans laquelle pénètre directement l'eau chaude primaire sortant du coeur du réacteur lui-même. Au-dessus de cette boîte à eau, et séparée d'elle par La plaque à tubes, se trouve Le compartiment de production de vapeur proprement dit, dans lequel sont situés des tubes en épingle à cheveux parcourus par l'eau chaude en provenance de la boîte à eau et destinés à chauffer puis à vaporiser une eau secondaire primitivement froide. Toujours de façon connue dans ce type d'ins lallation, le raccord entre la canalisation d'eau primaire sortant du coeur du réacteur et la boîte à eau précédemment décrite du générateur de vapeur se fait par une tuyauterie en forme de coude, généralement en acier inoxydable et en une seule pièce. Cette canalisation est soudée à ses deux extrémités d'une part à la conduite d'arrivée d'eau primaire chaude et d'autre part à un orifice d'entrée dans la boîte à eau prévue sur La paroi de cette boîte. Malheureusement, La température à laquelle est soumis ce coude d'entrée et qui est voisine en permanence de 350 C, peut produire à la longue dans certains cas une détérioration du matériau constituant la canalisation, détérioration qui est prévue normalement pour être compatible avec la sécurité durant tout le fonctionnement de l'installation, mais qui possède néanmoins le grave inconvénient de ne pouvoir être controlée. Autrement dit, jusqu'a ce jour, lors de l'installation d'une centrale nucléaire, ce coude d'entrée de L'eau primaire chaude ne subissait qu'une vérification par gammagraphie avant La mise en service de la centrale puis était ensuite utilisé pendant toute la durée de vie de celle-ci sans aucun contrôle possible. La présente invention a précisément pour objet un moyen simple et efficace de pratiquer, sur ce coude d'entrée de la conduite d'eau chaude, des vérifications par gammagraphie qui nécessitent bien entendu l'arrêt du réacteur et la vidange de La tuyauterie chaude et ne sont par conséquent effectuées qu'à l'occasion d'un arrêt programmé, mais ont le grand mérite de permettre de détecter une éventuelle détérioration gênante de la paroi de ce coude d'entrée. Le procédé de contrôle gammagraphique de L'état de La paroi du coude d'entrée de la conduite d'eau chaude primaire dans la boîte à eau du générateur de vapeur d'un réacteur à eau sous pression, ladite bolte à eau comportant un trou d'homme percé dans sa paroi, sensiblement en regard de l'orifice de raccordement du coude d'entrée de la conduite d'eau chaude primaire, se caractérise en ce que, pendant un arrêt du réacteur et après avoir vidangé la tuyauterie d'eau chaude primaire :: - on dispose à l'extérieur du coude et à l'extrémité de celui-ci opposée à la boîte à eau, une couronne de repérage fixe d'au moins trois compteurs Geiger collimatés ; - on introduit par le trou d'homme et selon l'axe courbe du coude une gaine de guidage d'une source radioactive, gaine que l'on fixe en position par rapport à la paroi du coude, selon l'axe de celui-ci ; - on introduit dans cette gaine de guidage à l'extrémité d'un câble, une source de rayonnement et L'on repère la position de zéro initiale de cette source au droit de La couronne fixe de compteurs Geiger en notant L'état de déroulement du câble correspondant à cette position de la source de rayonnement ;; - on enroule ensuite le câble de quantités de Longueurs connues, ce qui permet ainsi de connaître exactement La position de la source à I'intérieur du coude et de gammagraphier le coude d'entrée, section par section, en positionnant à chaque fois une couronne de films radiographiques sur une partie de la paroi externe le long du coude d'entrée. Ramené à ses grandes lignes, le procédé de contrôle gammagraphique objet de L'invention repose sur l'introduction et le centrage d'une source radioactive à l'intérieur du coude d'entrée dont la position peut être définie avec une précision suffisante pour que, lors d'un trajet de retrait imposé à cette source selon l'axe du coude, par pas successifs, on puisse pratiquer une gammagraphie complète des parois de ce dernier en observant de façon successive à L'aide de couronnes de films radiographiques des tranches sectorielles de section droite dudit coude. Comme on L'a compris à la lecture qui précède de la définition de l'invention, une des caractéristiques essentielles de celles-ci consiste à définir et à repérer de manière précise une position de zéro initiale de la source au droit d'une couronne fixe de compteurs Geiger qui entoure l'extrémité de la canalisation primaire au voisinage immédiat de son raccord avec le coude. Cette position étant ainsi définie, il suffit de tirer depuis l'extérieur sur Le câble de liaison avec la source pour déplacer celleci de quantités connues et obtenir ainsi, à chaque instant, la position exacte de la source de rayonnement servant à la gammagraphie du coude à L'intérieur de ce dernier. Selon une caractéristique également très importante de la présente invention, La mise en place de la source à L'intérieur du coude d'entrée de la canalisation primaire est réalisée à l'aide d'un ballon gonflable, mis à La forme du coude et muni d'un conduit central servant de logement à une gaine de guidage de la source et du câble à l'extrémité duquel elle est fixée. L'introduction du ballon à l'état dégonflé a lieu, à l'aide d'une goulotte de mise en place, sans intervention humaine dans la boite à eau, par exemple en tôle d'acier inoxydable, et de forme courbe de façon à ce qu'elle permette après son introduction, La jonction faciale entre le trou d'homme prévu dans La boute à eau du générateur de vapeur et l'entrée du coude de La canalisation primaire à l'intérieur de ladite boîte à eau. Le gonflage du ballon depuis une canalisation souple debouchant à l'extérieur permet La fixation précise et sûre de la gaine de guidage à l'intérieur du coude, opération qui est évidemment nécessaire et fondamentale pour la mise en oeuvre du procédé de contrôle grammagraphique selon L'invention. Enfin, le repérage de la quantité de câble extrait du dispositif depuis la position de zéro initiale et permettant le repérage précis de l'emplacement de la source peut être effectué par tout moyen connu. Selon une caractéristique particulièrement intéressante de l'invention, le câble de liaison de La source de rayonnement avec l'extérieur est prévu à cet effet muni d'un fil enroulé hélicoidalement sur sa surface extérieure selon un pas constant et destiné à engrener avec un dispositif enrouleur muni d'un système à roue dentée dont la rotation est caractéristique du trajet parcouru par la source de rayonnement à l'intérieur du coude depuis sa position de zéro initiale. De toute façon, L'invention sera mieux comprise en se référant à La lecture d'un exemple de mise en oeuvre du procédé de contrôle gammagraphique, exemple donné à titre indicatif et non Limitatif, en se référant aux figures 1 à 5 ci-jointes, sur lesquelles - La figure 1 représente en coupe selon l'axe d'un générateur de vapeur, la boîte à eau d'un de ceux-ci avec le coude d'entrée de la canalisation et la goulotte de mise en place du ballon gonflable à l'état dégonflé. - La figure 2 represente le même dispositif dans une phase ultérieure où le ballon a été introduit complètement à L'intérieur du coude d'entrée puis gonflé. - La figure 3 représente en coupe selon A-A des figures 1 et 2 la couronne de compteurs Geiger fixes permettant la définition du zéro initial de position de la source. - La figure 4 représente les étapes de mise en oeuvre du procédé de contrôle gammagraphique proprement dit avec retrait de la source et placement successif des différentes couronnes de films le long du coude d'entrée. - La figure 5 représente schématiquement le système de mesure de La quantité d'extraction du câble à laquelle est fixée la source. Sur La figure 1, on a représenté la boîte à eau 1 d'un générateur de vapeur dont seule la partie inférieure 2 et la plaque à tubes 3a sont visibles. La paroi de cette boîte à eau 1 comporte deux orifices, à savoir : un trou d'homme 3b et l'orifice 4 d'entrée de l'eau primaire chaude en provenance du réacteur par ta conduite primaire 5 raccordée à ce réacteur par le coude d'entrée 6 soudé à ses deux extrémités d'une part à la conduite primaire 5 et d'autre part à l'orifice 4 de La paroi de la boîte à eau 1. C'est précisément le coude d'entrée 6 de l'eau chaude primaire dans La boîte à eau 1 que la présente invention permet de contrôler par gammagraphie, son état pouvant évoluer en fonction du temps sous l'effet de la température élevée (3500C environ) de l'eau chaude qui le traverse en permanence ainsi que des contraintes qu'il subit. Conformément à I' invention, cette surveillance est effectuée par gammagraphie à partir d'une source radioactive, généralement en iridium, que l'on introduit à l'intérieur du coude 6 selon l'axe de ce dernier et que L'on fait progresser tout en repérant avec précision ses diverses positions au cours de cette progression. Conformément à l'inven- tion, le procédé de gammagraphie consiste à introduire cette source à l'extrémité d'un câble 19 par l'intermédiaire d'un ballon gonflable 7 épousant la forme interne du coude 6 et muni en son centre d'un conduit central 8 visible sur La figure 2. Ce ballon gonflable 7 est d'abord introduit à l'intérieur d'une goulotte de mise en place 8 de forme courbe et sectorisée de façon à permettre son introduction facile dans le trou d'homme 3. Cette goulotte d'introduction 8 peut être réaLisée par exemple en tôle d'acier inoxydable et sur la figure 1 on la voit représentée de deux façons différentes. D'abord, en traits mixtes dans La position externe munie de son ballon gonflable 7 immédiatement avant L'introduction dans la boîte à eau 1 ; ensuite, en traits pleins et en vue partiellement écorchée à L'intérieur de la boîte à eau 1, où L'on voit que sa forme courbe est spéciatement conçue pour que Lorsque La plaque d'extrémité 9 vient en contact avec ta paroi 2 de la boîte à eau à Laquelle elle est fixée, son extrémité avant soit légèrement engagée dans l'ori- fice 4 du coude d'entrée de La conduite d'eau chaude primaire 5. On voit également sur cette figure 1, ainsi que sur les suivantes, les trois accessoires fixés au ballon 7, à savoir, le câble d'attache 10 de ce ballon 7 qui permet de le relier à L'extérieur, et d'effecctuer son retrait ultérieur, la canalisation 11 à travers Laquelle s'effectue le gonflage de ce balLon 7 et la gaine de guidage 12 de la source radioactive qui sort également à l'extrémité avant dudit balLon 7 qu'elle traverse par son conduit central 25 visible seulement sur la figure 2. En se référant maintenant à cette figure 2, on va décrire le stade suivant de l'introduction du ballon gonflable 7 et corrélativement de la gaine de guidage 12, dans le coude d'entrée 6. Sur La figure 2, Le ballon 7 a été mis en pLace dans le coude 6 où on L'a poussé grâce à la gaine 12 puis gonflé depuis L'extérieur par la canalisation souple 14 prévue à cet effet. Il occupe alors tout l'espace intérieur du coude 6 comme on peut le voir sur La figure 2. On voit également sur cette même figure que la gaine de guidage 12 est fixée en 15 à l'extrémité antérieure du ballon 7. Conformément à l'invention, on a également placé, de préférence d'ailleurs antérieureient à l'in- troduction du ballon gonflable 7, à l'extrémité de La conduite primaire 5, une couronne 13 de trois compteurs Geiger collimatés par une fente de 0,8 mm et de 50 mm de hauteur qui définissent un plan de section droite de la canalisation 5. Cette couronne de trois compteurs Geiger est d'ailleurs représentée en coupe plus en détail sur la figure 3 où l'on voit la couronne proprement dite 13 et les trois compteurs 15, 16 et 17 qui définissent le plan de section droite de La canalisation 5 correspondant à La position de zéro initiale de la source de rayonnement 18 Lorsqu'elle sera introduite dans la gaine de guidage 12.C'est d'ailleurs ce que L'on voit sur la figure 2, où la source 18 a été mise en place dans le plan de section A-A de la couronne 13 à l'intérieur de la gaine de guidage 12 par L'intermédiaire du câble 19 qui La relie à l'extérieur. Lorsque l'ensemble de l'appareillage revêt L'aspect et La situation qui vient d'être décrite en se référant à la figure 2, l'appareil est prêt pour la mise en route du procédé de contrôle gammagraphique objet de l'invention. En effet, il suffit alors d'enrouler d'une dimension connue, la partie du câble 19 extérieure à la boîte à eau 1 pour positionner la source de rayonnement 18 dans différentes positions de retrait successives 18a, 18b, 18c, etc... correctement définis avec précision par La distance axiale qui les sépare de la position de zéro initiale 18 en face de la couronne de détecteur 13. De façon pratique, le coude d'entrée de La conduite d'eau chaude primaire 6 a une longueur moyenne d'environ 1,70 in et L'on procède par gammagraphie de tranches d'environ 200 à 300 mm d'épaisseur de cette même conduite 6 comme indiqué en pointillé selon la référence 26 sur la figure 4. A cet effet, des couronnes externes de films radiographiques telles que 20, 22, 24 sont successivement appliquees contre la paroi externe du coude d'entrez 6 en correspondance avec la situation corrélative de la source 18.A titre d'exemple non limitatif, le nombre de sections définies pour la radiographie est de L'ordre de dix, réparties le long du coude et Le temps d'examen de chacune d'entre elles est de quelques heures. Sur la figure 5 enfin, on a montré schématiquement L'un des dispositifs possibles utilisés pour enrouler Le câble 19 en dehors de la boîte à eau 1 tout en en mesurant exactement la longueur d'enroulement. A cet effet, Le câble 19 comporte sur sa surface externe un fil 26 enroulé hélicoîdalement selon un pas constant et qui engrène avec une roue dentée 21 manoeuvrable à la main par l'expérimentateur à l'aide d'un levier 28. On conçoit ainsi faci lement que la longueur du câble 19 extraite du coude d'entrée 6 puis de la boîte à eau 1, puisse être contrôlée avec précision. Bien entendu, pour procéder à l'extraction du système Lorsque l'intégralité du coude d'entrée 6 a été examinée par gammagraphie, il est nécessaire de dégonfler le ballon 7, ce que l'on réalise facilement par l'intermédiaire du conduit de gonflage 14, en mettant celui-ci en dépression ou, par exemple sous vide. Le ballon une fois dégonflé peut être extrait sans difficulté en exerçant une simple traction sur le câble 10 qui le relie à l'extérieur. Le procédé de contrôle gammagraphique de l'état de ta paroi du coude d'entrée de la conduite d'eau chaude primaire d'un réacteur dans la boîte à eau du générateur de vapeur qui vient d'être décrit, permet ainsi de contrôler périodiquement lors des arrêts du réacteur et après vidange de L'eau primaire de celui-ci, L'état de la paroi du coude d'entrée 6, ce que les techniques connues jusqu'à ce jour ne permettaient pas de réaliser. REVENDICATIONS 1. Procédé de contrôle gammagraphique de L'état de la paroi du coude d'entrée (6) de la conduite d'eau chaude primaire (5) dans la boîte à eau (1) du générateur de vapeur d'un réacteur à eau sous pression, ladite boîte à eau comportant un trou d'homme (3) percé dans sa paroi, sensiblement en regard de l'orifice (4) de raccordement du coude d'entree de la conduite d'eau chaude primaire (5), caractérisé en ce que, pendant un arrêt du réacteur et après avoir vidangé la tuyauterie d'eau chaude primaire :: - on dispose à l'extérieur du coude (6) et à L'extrémité de celui-ci opposée à La boîte à eau, une couronne de repérage fixe d'au moins trois compteurs Geiger collimatés (13) ; - on introduit par le trou d'homme (3) et selon l'axe courbe du coude (6) une gaine de guidage (12) d'une source radioactive (18), gaine que l'on fixe en position par rapport à la paroi du coude, selon l'axe de celui-ci ; - on introduit dans cette gaine de guidage 12 à l'extrémité d'un câble (19), une source de rayonnement (18) et l'on repère la position de zéro initiale de cette source (18) au droit de la couronne fixe de compteurs Geiger (13) en notant l'état de déroule- ment du câble (19) correspondant à cette position de la source de rayonnement (18) ;; - on enroule ensuite le câble (19) de quan tités de longueurs connues ce qui permet ainsi de connaître exactement la position de La source de rayonnement (18) à l'intérieur du coude (6) et de gammagraphier le coude d'entrée, section par section, en positionnant à chaque fois une couronne de films radiographiques sur une partie de la paroi externe le long du coude d'entrée 6. 2. Procédé de contrôle gammagraphique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on introduit la gaine de guidage (12) à l'intérieur du coude (6) à l'aide d'un ballon gonflable (7) de forme cylindrique, muni d'un conduit central (25) servant de logement à cette gaine (12), le ballon gonflable (7) équipé de la gaine (12) étant dans un premier temps, introduit dans La boîte à eau, à l'état dégonflé, par te trou d'homme (3) à l'intérieur d'une goulotte (8) de mise en place dont la forme courbée correspond au trajet s'étendant depuis le trou d'homme jusqu'à l'entrée du coude dans la boîte à eau, puis, dans un deuxième temps, introduit dans le coude et fixé par gonflage depuis l'extérieur et serrage contre la paroi interne du coude. 3. Procédé de contrôle gammagraphique selon la revendication 2, caractérisé en ce que le câble de liaison (19) de la source de rayonnement avec L'extérieur est prévu muni d'un fil (26) enroulé hélicoidalement sur sa surface extérieure selon un pas constant et destiné à engrener avec un dispositif enrouleur muni d'un système à roue dentée (21) dont la rotation est caractéristique du trajet parcouru par ta source de rayonnement (18) à l'intérieur du coude (6) depuis sa position de zéro initiale.