Brevet FR2812964A1 — publié le 20020215

La présente invention concerne un dispositif de verrouillage de lignes d'instrumentation du c#ur d'un réacteur nucléaire à eau pressurisée. Le c#ur du réacteur disposé dans une cuve est constitué par des assemblages de combustible qui comportent des tubes-guides d'instrumentation disposés verticalement suivant toute la hauteur du coeur. A l'intérieur du cceur, on introduit un doigt de gant fermé à son extrémité antérieure qui est engagée en premier dans le tube-guide traversant le coeur. L'extrémité opposée du doigt de gant est ouverte et dans laquelle on peut introduire une sonde prévue pour explorer périodiquement la répartition du flux neutronique. Cette extrémité du doigt de gant débouche dans une salle d'instrumentation disposée latéralement par rapport à la cuve, la salle d'instrumentation et la cuve étant séparées par une paroi en béton et une protection biologique. La sonde est déplaçable dans le doigt de gant au moyen d'un câble de commande à spirales. Le doigt de gant est guidé entre la salle d'instrumentation et le fond de la cuve par un conduit de guidage d'instrumentation qui traverse la paroi de béton pour déboucher dans ladite salle d'instrumentation. Sur la partie du conduit de guidage débouchant dans la salle d'instrumentation, sont fixées une vanne d'isolation manuelle et une buselure d'étanchéité permettant un passage du doigt de gant. La sonde de mesure fixée à l'extrémité du câble de commande, peut être déplacée à vitesse faible depuis la salle d'instrumentation, par exemple sur toute la hauteur du c#ur du réacteur nucléaire, par traction ou poussée sur une partie d'extrémité de ce câble ressortant par l'extrémité ouverte du doigt de gant. De même, la sonde de mesure et le câble de commande peuvent être entièrement extraits du doigt de gant ou introduits dans ce doigt de gant par traction ou poussée de manière à être déplacés en grande vitesse entre la salle d'instrumentation et le coeur du réacteur nucléaire. Au cours des opérations de maintenance, des opérateurs doivent pénétrer dans la salle d'instrumentation du cceur située en partie basse de la cuve du réacteur nucléaire. Le risque pour un opérateur consiste alors à extraire par erreur le câble de commande des sondes dans la salle d'instrumentation. Pour éviter des accidents graves dus aux radiations, il est donc nécessaire de prévoir un dispositif de verrouillage des câbles de commande des sondes dans les tubes de protection. L'invention a donc pour objet un dispositif de verrouillage de lignes d'instrumentation du coeur d'un réacteur nucléaire à eau pressurisée, du type dans lequel chaque ligne d'instrumentation comprend un conduit de guidage s'étendant entre le coeur et une salle d'instrumentation et à l'intérieur duquel est monté déplaçable un doigt de gant contenant un câble de commande à spirales destiné à déplacer une sonde disposée à l'intérieur de ce doigt de gant, caractérisé en ce que le doigt de gant supporte, à l'intérieur de la salle d'instrumentation, un boîtier traversé par le câble et comportant, d'une part, un bloc presseur dépla- çable dans une direction perpendiculaire à l'axe du câble entre une position active de blocage dudit câble et une position de libération de ce câble et, d'autre part, des moyens de verrouillage du bloc presseur dans l'une ou l'autre position. Selon d'autres caractéristiques de l'invention - le bloc presseur comporte sur sa face en regard du câble, des empreintes de forme complémentaire à la surface externe du câble, - le bloc presseur est en matière plastique, comme par exemple en polyéthylène, - les moyens de verrouillage comprennent un premier support fixe monté sur le boîtier et comportant une patte verticale, un second support fixe en forme de L comportant une branche de positionnement sur le boîtier et une branche de blocage sur ledit boîtier au moyen d'au moins un élément antirotation et antidémontable et un support pivotant en forme de L monté articulé à l'extrémité de la branche de blocage du second support fixe et comportant, d'une part, une première branche s'étendant au-dessus dudit élément le rendant indémonta- ble et reliée au bloc presseur et, d'autre part, une seconde branche s'étendant à l'extrémité de la patte verticale du premier support fixe, - la première branche du support pivotant est reliée au bloc presseur par une tige autour de laquelle est disposé un organe élastique de maintien dudit bloc presseur en position de libération du câble, - la patte verticale du premier support fixe et la seconde branche du support pivotant comportent chacune au moins un orifice de passage d'un élément de maintien du bloc presseur dans l'une ou l'autre position. Les caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre, donnée à uniquement à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels - la Fig. 1 est un schéma montrant l'implantation des lignes d'instrumentation d'un réacteur nucléaire à eau pressurisée, - la Fig. 2 est une vue schématique en élévation d'un dispositif de verrouillage en position de blocage d'un câble de commande d'une ligne d'instrumentation, - la Fig. 3 est une vue partielle en coupe longitudinale du bloc presseur en position de blocage du câble de commande, - la Fig. 4 est une vue schématique en élévation du dispositif de verrouillage en position de libération du câble de commande d'une ligne d'instrumentation, - la Fig. 5 est une vue partielle en coupe longitudinale du bloc presseur en position de libération du câble de commande. Sur la Fig. 1, on a représenté schématiquement une cuve 1 d'un réacteur nucléaire à eau sous pression renfermant le c#ur 2 du réacteur constitué par des assemblages de combustible. Les assemblages de combustibles, qui sont placés de manière adjacente et dans une position verticale à l'intérieur du coeur 2, comportent des tubes-guides d'instrumentation qui sont disposés verticalement suivant toute la hauteur du cceur 2 à l'intérieur de la cuve 1. A l'intérieur de certains tubes-guides d'instrumentation tels que le tube-guide 3, on introduit un doigt de gant 4 fermé à son extrémité antérieure qui est engagée en premier dans le tube-guide traversant le coeur du réacteur nucléaire. L'extrémité opposée du doigt de gant 4 est ouverte et dans laquelle on peut introduire une sonde 5 prévue pour explorer périodiquement la répartition du flux neutronique à l'intérieur du coeur 2. Cette extrémité du doigt de gant 4 débouche dans une salle d'instrumentation 6 disposée latéralement par rapport à la cuve 1, la salle d'instrumentation 6 et la cuve 1 étant séparées par une paroi en béton 6a et une protection biologique 6b également appelée château de plomb. La sonde 5 est déplaçable dans le doigt de gant 4 au moyen d'un câble de commande 7 à spirales. Le doigt de gant 4 est guidé entre la salle d'instrumentation 6 et le fond de la cuve 1 par un conduit de guidage 4a d'instrumentation qui traverse la paroi de béton 6a et le château de plomb 6b pour déboucher dans ladite salle d'instrumentation 6. Sur la partie de conduit de guidage 4a débouchant dans la salle d'instrumentation 6, sont fixées une vanne d'isolation 8 manuelle et une buselure 9 d'étanchéité permettant un passage du doigt de gant 4. La sonde 5 fixée à l'extrémité du câble 7 de commande, peut être déplacée à vitesse faible depuis la salle d'instrumentation 6 par exemple sur toute la hauteur du coeur 2 du réacteur nucléaire, par traction ou poussée sur une partie d'extrémité de ce câble 7 ressortant par l'extrémité du doigt de gant 4. De même, la sonde 5 et le câble de commande 7 peuvent être entièrement extraits du doigt de gant 4 ou introduits dans ce doigt de gant 4 par traction ou poussée de manière à être déplacés à grande vitesse entre la salle d'instrumentation 6 et le cceur 2 du réacteur nucléaire. Pour éviter qu'un opérateur extrait par erreur un câble de commande 7 des sondes 5 dans la salle d'instrumentation 6, chaque doigt de gant 4 est équipé d'un dispositif de verrouillage désigné par la référence générale 10 à la Fig. 1. Ainsi que représenté à la Fig. 2, le dispositif de verrouillage 10 est formé par un boîtier 11 supporté par le doigt de gant 4 et traversé par le câble de commande 7 à spirales. Le boîtier 11 comporte un logement interne 12 à l'intérieur duquel est monté un bloc presseur 13 déplaçable dans une direction perpendiculaire à l'axe du câble 7 entre une position active de blocage dudit câble 7, ainsi que représentée à la Fig. 3, et une position de libération de ce câble 7, ainsi que représentée à la Fig. 5. Le boîtier 11 comporte également des moyens 20 de verrouillage du bloc presseur 13 dans l'une ou l'autre position. Comme représenté notamment à la Fig. 3, le bloc presseur 13 comporte, sur sa face en regard du câble 7, des empreintes 13a de formes complémentaires à la surface externe dudit câble 7. Dans l'exemple de réalisation représenté sur les figures, la surface externe du câble 7 comporte des spirales 7a et, de ce fait, les empreintes 13a du bloc presseur 13 ont une forme complémentaire. De préférence, le bloc presseur 13 est en matière plastique, comme par exemple en polyéthylène. Les moyens 20 de verrouillage du bloc presseur 13 sont formés par un premier support fixe 21 comportant une patte verticale 22 fixée sur un côté du boîtier 11 par l'intermédiaire d'un écrou de fixation 14 monté sur le doigt de gant 4. La patte verticale 22 comporte des doigts 22a de positionnement sur le boîtier 11 de façon à empêcher toute rotation de cette patte 22 par rapport au boîtier 11 et audit doigt de gant 4.. Les moyens 20 de verrouillage comprennent également un second support fixe 23 en forme de L comportant une branche 24 de positionnement sur le boîtier 11 et une branche 25 de blocage sur ledit boîtier 11. La branche 24 de positionnement est placée sur le côté du boîtier 11 opposé à celui recevant le premier support 21 et cette branche 24 est maintenue sur ledit boîtier 11 à l'aide d'un écrou 15 monté sur doigt de gant 4. De plus, la branche 24 comporte des doigts de positionnement 24a sur le boîtier 11 de façon à empêcher toute rotation du second support 23 par rapport au boîtier 11 et au doigt de gant 4. La branche 25 supporte un élément 26 antirotation et antidémon- table dont l'extrémité est en appui sur l'écrou 15 de façon à empêcher tout dévissage de cet écrou 15 tant que l'élément 26 est en place. Enfin, les moyens 20 de verrouillage comprennent un support pivotant 27 en forme de L monté articulé à l'extrémité de la branche 25 du second support fixe 23 et comportant, d'une part, une première branche 28 s'étendant au-dessus de l'élément de 26 de façon à rendre l'ensemble indémontable et, d'autre part, une seconde branche 29 s'étendant à proximité de la patte verticale 22 du premier support fixe 21. La première branche 28 du support mobile 27 est reliée au bloc presseur 13 par une tige 30 autour de laquelle est disposée un organe élastique 31 de rappel dudit bloc presseur 13 en position de libération du câble 7, comme on le verra ultérieurement. Cet organe élastique 31 est constitué par exemple par un ressort. La patte verticale 22 du premier support fixe 21 et la seconde branche 29 du support pivotant 27 comporte chacune au moins un orifice, respectivement 33 et 34, destiné au passage d'un élément de blocage 35 du bloc presseur 13 dans l'une ou l'autre position. Cet élément de blocage 35 est constitué par exemple par un cadenas. Lorsqu'un opérateur pénètre dans la salle d'instrumentation 6, il agit sur les dispositifs de verrouillage 10 de façon à immobiliser les câbles 7 dans les doigts de gant 4 et éviter ainsi une extraction de ces câbles de commande desdits doigts de gant dans la salle d'instrumentation. Pour cela, l'opérateur appuie sur le support mobile 27 ce qui a pour effet de déplacer le bloc presseur 13 en direction du câble 7 par l'intermédiaire de la tige 30. Ainsi, ces empreintes 13a du bloc presseur 13 s'appliquent sur la face externe du câble 7 empêchant tout déplacement axial de ce câble de commande 7. Dans cette position, les orifices 33 et 34 sont placés l'un en face de l'autre et, pour éviter tout déverrouillage intempestif du câble de commande 7, l'opérateur introduit dans ces orifices 33 et 34 un élément de blocage, comme par exemple un cadenas 35. De plus dans cette position, la première branche 28 du support mobile 27 interdit le desserrage de l'élément 26 et par conséquent le démontage du dispositif de verrouillage 10. Pour libérer le câble de commande 7, l'opérateur enlève l'élément de blocage 35 ce qui libère le support mobile 27 qui, sous l'action du ressort 31, déplace vers le haut le bloc presseur 13 si bien que le câble de commande 7 peut coulisser dans le doigt de gant 4, ainsi que représenté â la Fig. 5. En position d'exploitation, le dispositif 10 est également verrouil- lable de façon â éviter toute pression intempestive du bloc presseur 13 sur les spirales 7a du câble de commande 7 et, pour cela, l'opérateur introduit l'élément de blocage 35 uniquement dans l'orifice 34 du support mobile 27. Le dispositif de verrouillage selon l'invention permet donc d'éviter tout risque d'extraction par erreur dans la salle d'instrumentation d'un câble de commande des sondes de contrôle de la répartition du flux neutronique du cceur d'un réacteur nucléaire à eau pressurisée. REVENDICATIONS 1. Dispositif de verrouillage de lignes d'instrumentation du cceur d'un réacteur nucléaire à eau pressurisée, du type dans lequel chaque ligne d'instrumentation comprend un conduit de guidage (4a) s'étendant entre le coeur (1) et une salle d'instrumentation (6) et à l'intérieur duquel est monté déplaçable un doigt de gant (4) contenant un câble (7) de commande à spirales destiné à déplacer une sonde (5) disposée à l'intérieur de ce doigt de gant (4), caractérisé en ce que le doigt de gant (4) supporte, à l'intérieur de la salle d'instrumentation (6), un boîtier (11) traversé par le câble (7) et comportant, d'une part, un bloc presseur (13) déplaçable dans une direction perpendiculaire à l'axe du câble (7) entre une position active de blocage dudit câble (7) et une position de libération de ce câble (7) et, d'autre part, des moyens (20) de verrouillage du bloc presseur (13) dans l'une ou l'autre position. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le bloc presseur (13) comporte, sur sa face en regard du câble (7), des empreintes (13a) de forme complémentaire à la surface externe dudit câble (7). 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le bloc presseur (13) est en matière plastique, comme par exemple en polyéthylène. 4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens (20) de verrouillage comprennent - un premier support fixe (21) monté sur le boîtier (11) et comportant une patte verticale (22), - un second support fixe (23) en forme de L comportant une branche (24) de positionnement sur le boîtier (11) et une branche (25) de blocage sur ledit boîtier au moyen d'au moins un élément (26) antirotation et antidémon- table, et - un support pivotant (27) en forme de L monté articulé à l'extrémité de la branche (25) du second support fixe (23) et comportant, d'une part, une première branche (28) s'étendant au-dessus dudit élément (26) le rendant démontable et reliée au bloc presseur (13) et, d'autre part, une seconde branche (29) s'étendant à proximité de la patte verticale (22) du premier support fixe (21). 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la première branche (28) du support mobile (27) est reliée au bloc presseur (13) par une tige (30) autour de laquelle est disposé un organe élastique (31) de rappel dudit bloc presseur (13) en position de libération du câble (7). 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la patte verticale (22) du premier support fixe (21) et la seconde branche (29) du support mobile (27) comportent chacune au moins un orifice (33 ; 34) de passage d'un élément de blocage (35) du bloc presseur (13) dans l'une ou l'autre position.