Brevet FR2869826A1 — publié le 20051111

L'invention concerne la dépose d'éléments affectés par des substances radioactives, et notamment la dépose d'organes obturant ou jointant un orifice d'accès à une chambre de vapeur, appelés couramment trou d'homme. L'ouverture d'un trou d'homme de chambre de vapeur s'avère susceptible de libérer des substances solides radioactives typiquement sous la forme de petits amas poussiéreux, également appelés grattons . Ces substances se libèrent notamment au décollage de l'élément obturant et jointant une telle ouverture, c'est à dire lors de la séparation d'une pièce intermédiaire, comprise entre couvercle et bordure périphérique du trou d'homme, pièce couramment appelée presse joint en raison de son rôle de prise en sandwich d'un joint périphérique entre elle et le bord du trou. Un tel presse joint présente typiquement une forme de disque d'un diamètre d'environ 50 cm, dont la face tournée vers la chambre de vapeur est munie d'une courte lèvre cylindrique venant s'adapter à l'intérieur du trou d'homme et autour de laquelle se trouve le joint. Le trou d'homme débouche typiquement vers le bas à environ 45 , le presse joint se présentant donc typiquement en situation oblique. On a tout d'abord proposé de procéder à une dépose manuelle d'un tel presse-joint. L'opérateur doit alors se saisir du presse-joint à bout de bras. On a également proposé d'équiper l'opérateur de ventouses à prise manuelle permettant un léger recul de l'opérateur et visant un maintien plus fiable du presse joint au cours de sa dépose. Cette technique présente toutefois un inconvénient majeur. D'abord, la prise de distance permise par une telle ventouse s'avère trop faible. En outre, l'utilisation de telles ventouses s'est avérée insuffisante en termes de fiabilité de la prise. En effet, les ventouses proposées se sont avérées susceptibles, du point de vue des opérateurs, de perdre prise et donc susceptibles de provoquer une chute du presse-joint. L'invention vise à résoudre ces inconvénients. On propose pour cela selon l'invention un dispositif d'enlèvement de presse-joint obturant une ouverture de chambre de vapeur d'une installation de production d'électricité par énergie atomique, le dispositif comprenant au moins une ventouse pour prendre prise sur une surface externe du presse-joint, le dispositif étant caractérisé en ce qu'il comprend en outre un chariot sur roulettes et un bras embarqué sur ce chariot, le bras portant la ventouse à son extrémité, le chariot étant équipé en outre d'une réserve de vide et de moyens d'acheminement du vide entre cette réserve et la ventouse. D'autres caractéristiques, buts et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, faite en référence aux figures annexées sur lesquelles: - la figure 1 est une vue en perspective avant d'un dispositif selon un mode de réalisation préféré de l'invention; - la figure 2 est une vue en perspective arrière de ce même dispositif; - la figure 3 est une vue en coupe d'un trou d'homme et de moyens 20 d'obturation de ce trou d'homme. Le dispositif décrit ci-après permet de réduire fortement la dose de radiations reçue par un opérateur. Cette réduction se chiffre aux alentours de 75%. Le chariot représenté aux figures annexées est bâti sur un châssis 25 métallique 100, à roulettes, permettant de déplacer ce dernier ainsi que son chargement, à savoir le presse joint. Ce chariot présente différents organes dont, ici, outre une paire de ventouses 210 et 220 et un ensemble 230 d'alimentation en vide de ces ventouses, également un bras articulé 300 porteur de ces ventouses et un caisson 400 destiné à la réception du presse-joint une fois celui-ci libéré. Le châssis porteur 100 est un châssis métallique à base de tubes à section carrée soudés entre eux selon une forme de cadre dont l'étendue horizontale forme un carré de largeur égale à environ 1 mètre. En contact direct avec ce cadre, se trouvent deux bonbonnes 232 et 234. L'une constitue la source de vide 232 et est reliée par deux tubes flexibles 233 à chacune des deux ventouses 210 et 220. La seconde bonbonne 236 constitue au contraire une source de 5 surpression. La bonbonne à vide 232 et la bonbonne en surpression 236 sont disposées côte à côte dans une partie que l'on nommera partie arrière du chariot, puisqu'elle constitue la partie la plus éloignée du point d'intervention. En partie avant du chariot se trouve le caisson 400 de réception du presse joint. Ce caisson 400 s'étend principalement à la verticale selon une hauteur largement plus élevée que le diamètre d'un presse joint. Sa largeur est également suffisante pour la réception de ce dernier. Aussi l'opérateur, par l'intermédiaire de l'équipement qui sera décrit ciaprès, vient procéder à la dépose du presse-joint selon un mouvement de glissement de ce dernier dans le caisson 400 selon une direction verticale de déplacement. L'intérieur du caisson 400 est divisé en deux compartiments 20 verticaux 410 et 420 par une paroi verticale 430. La présence des deux compartiments permet deux utilisations successives sans déchargement intermédiaire. Les deux bonbonnes 232 et 236 sont soudées sur le châssis et maintiennent à leur tour, également par soudure, une seconde structure métallique 150, à base de tubes soudés. Cette seconde structure métallique 150 forme le châssis de maintien des organes d'intervention mécanique dont le rôle est d'appliquer les ventouses sur la face externe du presse joint puis, après succion par les ventouses, de produire un déplacement adéquat, jusqu'à l'intérieur du réceptacle 400. Avant utilisation de ces moyens, le presse-joint (figure 3) presse un joint annulaire plat 530 contre la bride périphérique 600. Là aussi, le presse joint présente une forme de disque d'un diamètre d'environ 50 cm, dont la face tournée vers la chambre de vapeur est munie d'une courte lèvre cylindrique venant s'adapter à l'intérieur du trou d'homme et autour de laquelle se trouve le joint. Ce presse joint est ici recouvert par un couvercle de force 600, qui doit d'abord être dégagé. Ainsi, il faut d'abord ôter le couvercle 600, c'est à dire dévisser les vis de force 650 solidarisant ce dernier à la bride périphérique 700 du trou d'homme. Le presse joint 500 est lui-même fixé par trois vis de maintien 550 empêchant ce dernier de s'effondrer lorsqu'il n'est plus pris en sandwich entre bride 700 et couvercle 600. Une fois les ventouses 210, 220 solidarisées au presse joint, les vis de maintien intermédiaire 550 peuvent être ôtées et le presse-joint déposé. Pour cela, les moyens de préhension du presse-joint, sont constitués par le bras 300 qui présente plusieurs degrés de liberté pour un mouvement adéquat et sans heurts. Dans sa position d'approche (figure 1), le bras 300 s'étend selon une direction qui est perpendiculaire au presse-joint 500. Cette orientation correspond à une pente d'environ 45 par rapport au sol. Le bras 300 pointe donc en direction du trou d'homme afin d'appuyer 20 les ventouses contre ce dernier. Cette orientation est adoptée par une manipulation directe de l'opérateur sur le bras 300. Pour autoriser un tel pivotement manuel en élévation angulaire, le bras est monté sur un premier pivot 310 dont l'axe, horizontal, est maintenu par une structure à deux parois verticales 312 et 314. Pour un positionnement adéquat, cette fois en pivotement horizontal, cette structure à deux parois 312 et 314 est elle-même montée sur le chariot par l'intermédiaire d'un second pivot 320, qui est lui d'axe vertical. Pour permettre une approche encore plus précise en orientation, l'extrémité du bras articulé 300 présente aussi une liberté de mouvement longitudinal grâce à deux coulisses d'extension 330, 340. Les coulisses d'extension 330, 340, ou coulisses extensibles, sont munies d'un vérin pneumatique 335 relié à la bonbonne en sur-pression 236, rendant ces dernières commandables par l'énergie pneumatique qui est donc préalablement stockée sur le chariot. Le bras 300 et donc un bras extensible. Ici, le pivot de rotation verticale 310, n'est, lui pas motorisé. On munit toutefois ce pivot vertical 310 d'aménagements de retenue empêchant une chute angulaire de l'ensemble lorsque soumis au poids du presse-joint 500. On comprend que, une fois chargé, le bras 300 se voit soumis à une masse d'extrémité, typiquement de l'ordre de 15-20 kg pour un presse joint habituel. Ce poids tend à entraîner le bras 300 en descente avec une certaine brutalité. Pour éviter une telle descente brutale, le pivot d'orientation verticale 310 est doublé par un vérin pneumatique 315 de type passif ainsi que d'un frein à friction de rotation 318, de type à serrage manuel. Le vérin passif 315 n'étant, à lui seul, pas suffisant ici pour retenir le bras 300 lorsque chargé, on prévoit que le frein 318 soit réglable par l'opérateur afin d'adapter la force de freinage pour permettre de bloquer le bras dans l'orientation choisie puis choisir la vitesse de descente optimale. Sur la figure 2 est représenté un écrou de serrage 319 de ce frein 318 qui est aisément accessible à l'opérateur. Afin de faciliter l'actionnement du bras 300, celui-ci s'étend en éloignement du presse-joint 500, au-delà du pivot d'orientation verticale 310, sous la forme d'un manche de préhension 350 permettant un actionnement manuel du bras par l'opérateur, notamment pour guidage et retenue du bras au cours de la descente du presse joint, ainsi que pour la rotation horizontale. Après solidarisation par succion, l'opérateur commande une rétraction des coulisses 330, 340 par relâchement de la pression du vérin commandé 335. Une fois cette rétractation effectuée, l'opérateur procède à une légère libération du frein de friction 315 et procède à la rotation du bras 300 30 dans le sens de la descente du presse joint 500. Une fois le presse-joint 500 arrivé à l'aplomb et à proximité du caisson 400, l'opérateur commande une rétractation additionnelle des coulisses 330, 340 ou, au contraire, une extension de celles-ci pour positionner le bord de presse joint en regard de l'embouchure supérieure du caisson 400. Le bras 300 se trouve alors en orientation sensiblement horizontale et le presse-joint 500, lui, en orientation verticale. Il suffit alors de commander la libération pneumatique des ventouses 210, 220 pour que le presse-joint 500 tombe dans le caisson 400. Le pivot horizontal 320 permet une intervention dans un espace plus étroit qui n'autorise pas le positionnement du caisson 400 à l'aplomb du trou d'homme. Dans ce cas, on déploie le bras 300 dans une orientation perpendiculaire par rapport à sa position initiale sur le chariot, c'est à dire selon une direction en éloignement latéral du caisson. Après les différentes étapes décrites précédemment pour la descente du presse-joint, on procède, dans ce cas là, à un pivotement final dans le plan horizontal, autour du pivot 320, pour amener le presse-joint audessus du caisson. Afin d'éviter un choc violent au fond du caisson 400, et un dégagement de poussière, le caisson 400 est ici muni d'un dispositif d'amortissement de chute, sous la forme d'une paroi de fond équipée de ressorts inférieurs. Les ressorts, ici hélicoïdaux, constituent donc un élément d'amortissement vertical. Après dépose dans le caisson, le presse joint 500 est avantageusement recouvert d'une barrière de plomb. Le dispositif décrit ci-après permet de réduire fortement la dose de 25 radiations reçue par un opérateur. Cette réduction se chiffre aux alentours de 75%. Avantageusement, la liaison chariot 100/caisson 400 est à base de verrous désactivables manuellement, le caisson 400 étant également muni de moyens de prise pour une machinerie adaptée à son transport en vue du traitement ultérieur du presse-joint. Les commandes pneumatiques de la source de vide 232 et de la source de pression 236 sont des robinets pneumatiques à actionnement direct par l'utilisateur. Le présent chariot est avantageusement équipé d'un module de production du vide, sous la forme d'un compresseur électrique à alimentation par secteur. Le compresseur est ici avantageusement placé au-dessus des 5 bonbonnes 232, 234 à l'intérieur du châssis supérieur 150, en dessous des pivots d'articulation du bras 300. La bonbonne de vide est remise en sous-pression lorsque nécessaire, mais sa contenance est suffisante pour une autonomie importante du chariot. Le présent dispositif est en outre muni de capteurs de pression de type manomètres mécaniques, et également d 'un capteur de pression de type électrique, alimenté par batterie embarquée, celui-ci étant associé à un dispositif d'alarme en cas de perte de la sous-pression et/ou de la pression. Ce capteur est avantageusement placé à l'intérieur de la réserve de vide. La bonbonne de pression 236 pour l'alimentation des vérins est quant à elle pressurisée par raccordement lors des recharges avec un réseau d'alimentation en air pressurisé équipant le site industriel. La pression pourrait également être générée par un compresseur embarqué. Grâce à ces différents aménagements, le présent chariot est particulièrement autonome et ne nécessite aucun raccordement quelconque au moment de l'intervention. Outre ces différents aménagements, le présent chariot comporte une série d'aménagements avantageux. Ainsi, les ventouses 210 et 220 sont fixées sur les côtés des coulisses par l'intermédiaire de ressorts hélicoïdaux 215, 225, dont le rôle est de travailler en flexion. Cette légère flexion permet de compenser un positionnement imparfait du bras 300. On équipe avantageusement le chariot de moyens de blocage en roulement des roulettes, voire de freinage de celles-ci, et le chariot est, si besoin, équipé d'une jambe latéralement télescopique pour éviter un renversement de ce dernier sous le poids du presse-joint. Le blocage des roulettes contre le roulement empêche le chariot de reculer ou d'avancer lors des déploiements et des rétractions des vérins. Le chariot est avantageusement équipé de moyens de dévissage motorisés, principalement destinés aux vis intermédiaires de maintien du pressejoint. Ces moyens de vissage/dévissage se présentent avantageusement 5 sous la forme d'une visseuse/dévisseuse électrique. De telles visseuses/dévisseuses peuvent être fixées sur les coulisses précédemment décrites, en vis à vis des emplacements de chacune des vis et avantageusement prévues orientables sur des rotules. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'enlèvement de presse-joint (500) obturant une ouverture de chambre de vapeur (600) d'une installation de production d'électricité par énergie atomique, le dispositif comprenant au moins une ventouse (210, 220) pour prendre prise sur une surface externe du presse-joint (500), le dispositif étant caractérisé en ce qu'il comprend en outre un chariot (100) sur roulettes et un bras (300) embarqué sur ce chariot, le bras (300) portant la ventouse (210, 220) à son extrémité, le chariot portant en outre une réserve de vide (232) et des moyens d'acheminement du vide entre cette réserve (232) et la ventouse (210, 220). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le bras comprend un ensemble (330, 340) coulissant longitudinalement au bras (300) et portant la ventouse (210, 220). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il présente un vérin d'actionnement (335) du coulissement longitudinal et une réserve (236) d'alimentation pneumatique de ce vérin (335). 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le bras (300) présente un pivot (310) autorisant un 20 déplacement angulaire vertical du bras. 5. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de freinage (318, 319) du bras (300) en déplacement angulaire vertical. 6. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les moyens de freinage en déplacement angulaire vertical (318, 319) sont prévus pour délivrer une force de freinage réglable par l'utilisateur. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le bras (300) présente un pivot (320) autorisant un déplacement angulaire horizontal du bras (300). 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un caisson de réception (400) du pressejoint (500). É 2869826 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le bras (300) est configuré de telle sorte que, lorsque le bras se trouve en orientation horizontale, celui-ci est apte à maintenir le presse-joint (500) verticalement à l'aplomb du caisson de réception (400). 10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que le caisson (400) présente une paroi de fond mobile équipée de moyens d'amortissement en déplacement vertical. 11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il inclut une pompe à vide embarquée sur le chariot et reliée à la réserve de vide pour regénération de celle-ci. 12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un capteur de pression interne à la réserve de vide (232) et un dispositif apte à émettre une alarme en cas de franchissement d'un seuil de pression. 13. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le bras (300) présente un pivot de déplacement angulaire (310, 320) et en ce que le bras s'étend, par son extrémité opposée à celle portant la ventouse (210, 220), au-delà de ce pivot (310, 320) de manière à former un aménagement de guidage manuel du bras. 14. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le bras (300) porte des moyens de vissage/dévissage motorisés. 15. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 25 précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de blocage ou de freinage des roulettes. 16. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le bras (300) est un bras extensible en direction d'un presse joint à déposer.