Brevet FR2901051A1 — publié le 20071116

La présente invention concerne un outil de découpe de tube chaussette ( thimble tube ) et, plus particulièrement, un outil qui découpe un tube chaussette en une partie assujettie à un manchon d'une grille de support supérieure, avec le manchon, lorsqu'un ensemble de combustibles inutilisé est désassemblé. Un ensemble de combustibles pour réacteur à eau sous pression (PWR) a une structure dans laquelle, par exemple, 264 barres de combustible, 24 tubes chaussettes, et un tube chaussette de guidage d'instrument sont agencés selon un format 17 par 17, ils sont assujettis en utilisant une grille de support supérieure et une grille de support inférieure et retenus en utilisant des dispositifs d'espacement de grilles (des grilles de support anti-vibrations) fournis en 5 à 7 emplacements situés au milieu de la direction verticale, une buse inférieure est assujettie directement au-dessous de la grille de support inférieure, les tubes chaussettes sont étendus au-dessus de la grille de support supérieure, et une buse supérieure est assujettie aux extrémités supérieures des tubes chaussettes (document de brevet 1 et document de brevet 2). La charge du réacteur, la décharge du réacteur, et analogue, sont effectués alors que les composants susmentionnés sont réunis ensemble pour former une unité avec cet ensemble de combustibles. A partir de là, même après que l'ensemble de combustibles a été assemblé, divers examens sont réalisés de temps à autre avant que la charge du réacteur soit effectuée. Il résulte des examens que l'ensemble de combustibles est quelquefois inutilisé pour certaines raisons, telles qu'un rejet. Dans ce cas, l'ensemble de combustibles lui-même est désassemblé et des barres de combustible acceptables sont retirées dans un état intact en vue d'une réutilisation. Une partie de cette action consiste aussi à retirer les tubes chaussettes de l'ensemble de combustibles. En outre, les tubes chaussettes sont assujettis à la grille de support supérieure de l'ensemble de combustibles en appliquant une pression due à un processus d'expansion de tube ou à la formation d'une bosse. En d'autres termes, un manchon ayant une forme de tuyau court est monté sur la grille de support supérieure en effectuant à l'avance une soudure, ou analogue, un tube chaussette creux est introduit dans le manchon, une monture d'extension de tube est introduite dans le tube chaussette, et une pression est appliquée de l'intérieur vers l'extérieur dans la direction radiale de manière à étendre le diamètre extérieur du tube chaussette, afin de faire venir ainsi la surface externe du tube chaussette en contact étroit avec la face ciconférentielle intérieure du manchon (document de brevet 2). A partir de là, la partie de bosse est découpée dans la direction latérale en utilisant une scie à métaux afin de libérer le tube chaussette de la grille de support supérieure. (Document de brevet 1) Demande de brevet japonais non examinée No. Hei 9-127289 (Document de brevet 2) Publication de brevet japonais No. 3120222 Cependant, si une force excessive est appliquée sur la grille de support supérieure lorsque l'on utilise une scie à métaux, une force non souhaitable est appliquée sur les barres de combustible. A partir de là, un sciage de métal doit être réalisé très prudemment. En outre, une découpe régulière est nécessaire de manière à ne pas générer de grandes barbes. Il en résulte que le sciage de métal nécessite une compétence spéciale et prend beaucoup de temps car il est nécessaire que plusieurs tubes chaussettes soient découpés. Par ailleurs, contrairement au cas d'un nouveau combustible constitué seulement d'uranium, dans le cas d'un combustible MOX (combustible d'oxyde mélangé d'uranium et de plutonium) prévu pour être utilisé dans le futur, du plutonium 239 extrait par retraitement d'un combustible brûlé une fois est mélangé, de telle sorte qu'une quantité considérable de matériaux radioactifs est comprise. Pour cette raison, le procédé classique consistant à effectuer une découpe en utilisant une scie à métaux dans la direction latérale pose le problème d'augmenter excessivement le dosage de rayonnement émis vers le technicien. Par conséquent, il est souhaitable de mettre au point une technologie dans laquelle, lorsque des barres de combustible sont extraites dans un état intact d'un ensemble de combustibles qu'il faut désassembler pour une certaine raison après avoir été assemblé, les tubes chaussettes installés dans la grille de support supérieure de l'ensemble de combustibles par expansion d'un tube puissent être retirés dans un temps court sans qu'une compétence spéciale soit nécessaire. Par ailleurs, il est souhaitable que soit mise au point une autre technologie qui diminue le dosage de rayonnement durant l'exécution et peut être appliquée facilement à un combustible MOX. Dans le but de résoudre les problèmes susmentionnés, la présente invention fournit un outil de découpe de tube chaussette dans lequel sa monture est introduite de la face d'extrémité d'un tube chaussette vers l'intérieur de celui-ci et placée, et son élément de découpe est étendu de l'intérieur vers l'extérieur afin de découper le tube chaussette avec le manchon. En outre, avec l'utilisation de cet outil, l'exécution se fait facilement sans qu'une compétence spéciale soit nécessaire. Par ailleurs, le dosage de rayonnement, dans le cas d'un combustible MOX, est diminué lorsque l'exécution se fait sur le côté de la grille de support supérieure. On va décrire ci-dessous la présente invention énoncée dans les revendications. La présente invention énoncée dans la revendication 1 est un outil de découpe de tube chaussette comprenant : une partie de positionnement qui est introduite dans un tube chaussette assujetti à un manchon d'une grille de support supérieure, une partie de retenue qui est retenue par un opérateur afin de déplacer la partie de positionnement et d'assujettir la partie de positionnement après le positionnement, un élément de découpe qui est installé à l'intérieur de la partie de positionnement et est capable d'être étendu de l'intérieur vers l'extérieur de la partie de positionnement dans la direction radiale, et une partie d'entraînement d'élément de découpe qui étend et fait saillir l'élément de découpe de l'intérieur vers l'extérieur de la partie de positionnement dans la direction radiale, et découpe le tube chaussette de l'intérieur vers l'extérieur, ensemble avec le manchon auquel le tube chaussette est assujetti, du fait que l'opérateur exécute l'opération de découpe, lorsque la partie de positionnement est assujettie. La partie de positionnement ayant une forme pratiquement cylindrique est introduite dans le tube chaussette ayant une forme de tuyau. Du fait que le diamètre extérieur de la partie de positionnement est légèrement inférieur au diamètre intérieur du tube chaussette, lorsque la face d'extrémité du tube chaussette fait contact avec la face de contact saillante formée sur la circonférence extérieure de la partie de positionnement, le positionnement est effectué. A ce moment, du fait que l'extrémité de la partie de positionnement a une forme hémisphérique, ou analogue, la partie de positionnement peut être introduite facilement dans le tube chaussette. Après le positionnement, l'opérateur, (le technicien exécutant la découpe) effectue une opération, telle qu'une préhension au niveau de la partie de préhension de la partie d'entraînement d'élément de découpe, afin d'étendre et de faire saillir l'élément de découpe rétracté dans la partie de positionnement vers l'extérieur du tube chaussette dans la direction radiale. En conséquence, le tube chaussette réalisé en zircaloy est découpé avec le manchon réalisé en acier inoxydable auquel le tube chaussette est assujetti à partir de l'extérieur par serrage ou analogue. En outre, du fait que cette découpe est réalisée de l'intérieur vers l'extérieur, la génération de barbes au niveau de la position de découpe est diminuée, contrairement au cas où une découpe serait effectuée dans la direction latérale. Par ailleurs, du fait que l'opérateur est situé sur le côté de la buse supérieure de l'ensemble de combustibles, c'est-à-dire sur les côtés de faces d'extrémité des barres de combustible, l'angle solide de toutes les barres de combustible (l'ensemble de combustibles) par rapport à l'opérateur est petit, et le dosage de rayonnement des barres de combustible à l'opérateur est également petit. Par ailleurs, la grille de support supérieure et les autres composants servent d'écrans. Il résulte de ces facteurs, qu'avec l'utilisation de l'outil de découpe de tube chaussette selon la présente invention, le retrait de tubes chaussettes même d'un ensemble de combustibles contenant un combustible MOX est rendu possible tandis que le dosage de rayonnement reste faible. Avant la découpe, l'assujettissement entre la buse supérieure et l'extrémité supérieure de chaque tube chaussette est libéré, et avant que le tube chaussette soit retiré de l'ensemble de combustibles, l'assujettissement entre la grille de support inférieure et l'extrémité inférieure du tube chaussette est libéré. La présente invention énoncée dans la revendication 2 concerne un outil de découpe de tube chaussette dans lequel la partie d'entraînement d'élément de découpe fait tourner l'élément de découpe lorsqu'elle étend et fait saillir l'élément de découpe de l'intérieur vers l'extérieur de la partie de positionnement dans la direction radiale et découpe le tube chaussette de l'intérieur vers l'extérieur, ensemble avec le manchon auquel le tube chaussette est assujetti. L'élément de découpe est mis en rotation tout en s'étendant vers le côté circonférentiel externe dans la direction radiale, manuellement ou électriquement par l'action de l'opérateur. A partir de là, la découpe se fait rapidement, et la fatigue de l'opérateur est réduite. La présente invention énoncée dans la revendication 3 est un outil de découpe de tube chaussette, dans lequel la partie de retenue peut être retenue par une main de l'opérateur et la partie d'entraînement d'élément de découpe peut être actionnée en vue d'une découpe par l'autre main de l'opérateur. L'opérateur déplace la partie de retenue de l'outil de découpe de tube chaussette afin d'effectuer un positionnement tout en retenant la partie de retenue, principalement de la main gauche. Après le positionnement, l'opérateur actionne la partie d'entraînement d'élément de découpe principalement de la main droite, afin d'effectuer une découpe. Lorsque l'ensemble de combustibles est placé dans une salle de traitement ou une salle de travail prévue pour des matériaux radioactifs, et que l'outil de découpe de tube chaussette est actionné en utilisant une main magique, une opération semblable à celle décrite ci-dessus est effectuée indirectement, bien que l'opération décrite ci-dessus ne soit pas effectuée directement. Avec la présente invention, une découpe est possible en un temps court sans qu'une compétence spéciale soit nécessaire pour la partie où le manchon et le tube chaussette de la grille de support supérieure sont assujettis l'un à l'autre. Il en résulte que le tube chaussette peut être retiré très facilement de l'ensemble de combustibles. En outre, la découpe peut être effectuée sans générer de barbes. A partir de là, il est facile de retirer les barres de combustible dans un état intact lorsqu'un ensemble de combustibles est désassemblé pour quelque raison. Par ailleurs, du fait que le dosage de rayonnement est faible, la présente invention peut être facilement appliquée, même à un combustible MOX. On va décrire ci-dessous la présente invention sur la base de sa meilleure forme de réalisation. Cependant, la présente invention n'est pas limitée à la forme de réalisation décrite ci-dessous. Celle-ci peut être modifiée de manière variable à l'intérieur d'un domaine identique ou équivalent à celui de la présente invention. On va décrire ci-dessous la forme de réalisation de la présente invention en se référant aux figures 1 à 3. La Figure 1 est une vue montrant de manière conceptuelle un opérateur retenant un outil de découpe de tube chaussette selon une forme de réalisation, et positionnant l'outil de découpe par rapport à un tube chaussette ; La Figure 2 est une vue montrant de manière conceptuelle un état rétracté de l'élément de découpe d'un outil de découpe de tube chaussette après le positionnement de l'outil de découpe par rapport au tube chaussette et juste avant le commencement de la découpe du tube chaussette à partir de son côté de face circonférentielle intérieure ; et La Figure 3 est une vue montrant de manière conceptuelle un état de l'élément de découpe de l'outil de découpe de tube chaussette au moment où le tube chaussette et le manchon sont découpés à partir de leur côté de face circonférentielle intérieure. Explication des références numériques : 10 Outil de découpe de tube chaussette 11 Partie de retenue 12 Partie de positionnement 13 Elément de découpe 14 Partie d'entraînement d'élément de découpe 18 Partie cylindrique d'axe 19 Partie d'extension de diamètre d'axe 30 Partie serrée 70 Ensemble de combustibles 71 Grille de support supérieure 72 Barre de combustible 73 Manchon 30 35 74 Tube chaussette 90 Opérateur La figure 1 est une vue montrant un opérateur allant fixer un outil de découpe dans un tube chaussette. Sur la figure 1, le nombre 10 désigne un outil de découpe de tube chaussette, le numéro 11 désigne sa partie de retenue, le numéro 12 désigne sa partie de positionnement, le numéro 13 désigne son élément de découpe, et le numéro 14 désigne sa partie d'entraînement d'élément de découpe. En outre, le numéro 70 désigne un ensemble de combustibles, le numéro 71 désigne une grille de support supérieure, le numéro 72 désigne une barre de combustible, le numéro 73 désigne un manchon, le numéro 74 désigne un tube chaussette, et le numéro 90 désigne un opérateur. Non seulement la figure 1, mais aussi les figures 2 et 3 décrites ultérieurement sont toutes des vues de concept montrant les principes des points principaux et les configurations importantes de la présente invention, de manière visuelle et intuitive. A partir de là, des parties qui ne sont pas particulièrement appropriées à la présente invention et des structures de moindre importance moins appropriées à celle-ci ne sont pas représentées, et les composants représentés sur les figures ne sont pas dessinés dans des dimensions précises (ils ne sont pas dessinés non plus dans des dimensions proportionnelles). Sur la figure 1, l'ensemble de combustibles 70 est installé horizontalement, et sa buse supérieure a déjà été retirée. Le manchon 73 est installé par soudure sur un côté de la grille de support supérieure 71, étant opposé à la barre de combustible 72. En outre, le tube chaussette 74 traverse l'intérieur du manchon 73, et les deux tubes 73 et 74 sont serrés au milieu du manchon 73. Par ailleurs, l'opérateur 90 est situé sur le côté de la buse supérieure (sur le côté droit de la figure) de l'ensemble de combustibles 70, retient la partie de retenue 11 de l'outil de découpe 10 de la main gauche, et va introduire la partie de positionnement 12 de celui-ci dans le tube chaussette 74 qui est situé au centre et doit être découpé à présent. Ceci est représenté dans l'ellipse de la figure 1. Le positionnement de cet outil de découpe de tube chaussette 10 est réalisé spontanément en introduisant la partie de positionnement 12 dans le tube chaussette qui doit être découpé. A partir de là, la partie de positionnement 12 a une forme cylindrique, et le diamètre extérieur du cylindre est pratiquement égal au diamètre intérieur du tube chaussette. Par ailleurs, son extrémité est arrondie de manière à être introduite facilement dans le tube chaussette. Par ailleurs, la position d'installation de l'élément de découpe 13 (figure 12), qui est installé à l'intérieur de la partie de positionnement 12 dans un état rétracté, est alignée sur la position à laquelle le tube chaussette 74 doit être découpé. Sur les figures 2 et 3, le numéro 18 désigne la partie cylindrique d'un axe situé au centre de la partie de positionnement 12, le numéro 19 désigne la partie d'extension de diamètre de l'axe, le numéro 20 désigne une ouverture formée en effectuant une entaille (découpe et retrait) dans la partie de positionnement 12, et le numéro 30 désigne une partie serrée sur le manchon 73 et le tube chaussette 74. La grille de support supérieure 71 est située sur la gauche de ces figures, et l'opérateur est situé sur la droite de ces figures. La figure 2 montre un état dans lequel la partie de positionnement 12 de l'outil de découpe de tube chaussette 10 est introduite dans le tube chaussette 74 qui est introduit dans le manchon 73 et dont le diamètre est étendu de manière à être assujetti à celui-ci par serrage, et l'élément de découpe 13 se rétracte, juste avant la découpe du tube chaussette 74, du côté circonférentiel intérieur au côté circonférentiel extérieur, avec le manchon 73. Comme le montre la figure 2, la partie à laquelle le positionnement est effectué par le contact entre la partie de positionnement 12 et la face circonférentielle intérieure du tube chaussette 74 a une forme de tuyau (creuse), et l'ouverture 20 est formée au niveau de la partie dans laquelle l'élément de découpe 13 s'étend dans la direction radiale afin de découper le tube chaussette 74. Par ailleurs, le bord de l'élément de découpe 13 est situé plus près de la grille de support supérieure (sur le côté gauche de la figure) que de la partie serrée 30 du manchon 73 et du tube chaussette 74. A cet instant, l'élément de découpe 13 s'est complètement rétracté dans la partie de positionnement 12. La figure 3 montre un état dans lequel l'élément de découpe 13 logé à l'intérieur de la partie de positionnement 12 de l'outil de découpe de tube chaussette 10 est déplacé dans la direction radiale du côté circonférentiel intérieur au côté circonférentiel extérieur du tube chaussette, et le tube chaussette 74 et le manchon 73 placés sur leur circonférence extérieure sont découpés. Le principe consistant à étendre l'élément de découpe 13 sur le côté circonférenciel extérieur est appliqué en faisant coulisser l'axe comportant la partie cylindrique 18 et la partie d'extension de diamètre 19 à l'intérieur de la partie en forme de tuyau de la partie de positionnement 12, vers la partie serrée 30 (dans la direction droite de la figure). A partir de là, le bord de l'élément de découpe 13 est poussé vers l'extérieur dans la direction radiale en utilisant la partie d'extension de diamètre 19 de l'axe, et il en résulte que le bord de l'élément de découpe 13 fait saillie de manière très importante à partir de la face circonférentielle extérieure de la partie de positionnement 12. Le coulissement de l'axe comportant la partie cylindrique 18 et la partie d'extension de diamètre 19 est effectué au cours d'une opération manuelle de l'opérateur 90, telle qu'une préhension ou analogue au niveau de la partie d'entraînement d'élément de découpe 14. Par ailleurs, lorsque le tube chaussette 74 et le manchon 73 sont découpés, non seulement l'élément de découpe 13 s'étend et fait saillie à partir de la face circonférentielle extérieure de la partie de positionnement 12 dans la direction radiale, mais tourne aussi avec la partie de positionnement 12. Cette opération est effectuée aussi au cours d'une opération manuelle de l'opérateur 90, telle qu'une rotation de roue à main ou analogue au niveau de la partie d'entraînement d'élément de découpe 14. Cependant, le coulissement et la rotation mutuels effectués au cours de l'opération manuelle de l'opérateur 90 en diverses parties des appareils, outils et dispositifs étant retenus par l'opérateur 90, sont basés sur des technologies utilisées couramment, telles que le fraisage qui est pratiqué pour le traitement des dents. Pour cette raison, les systèmes mécaniques (matériel) propres à ces opérations ne sont pas décrits. Bien que la présente invention ait été décrite ci-dessus sur la base de sa forme de réalisation, la présente invention n'est pas limitée à la forme de réalisation. C'est-à-dire que la présente invention comprend ce qui suit, par exemple : Le tube chaussette est assujetti au manchon en serrant (en exerçant une pression sur) le manchon à partir de l'extérieur. La présente invention est appliquée aussi pour découper d'autres parties qui sont assujetties par extension ou serrage de tube. On utilise l'énergie électrique ou l'air comprimé en tant que source permettant la rotation de l'élément de découpe et de la partie de positionnement dans laquelle l'élément de découpe est logé. Le poids de l'outil de découpe de tube chaussette est principalement supporté en utilisant un support à tension constante par l'intermédiaire d'un fil suspendu au plafond afin de réduire la fatigue de l'opérateur. Un verre de protection est assujetti à l'outil de découpe de tube chaussette, et le poids de ce verre de protection est principalement supporté en utilisant le support à tension constante. Un tuyau d'aspiration d'air est étendu vers l'extrémité de l'élément de découpe et fourni au niveau de celle-ci afin d'évacuer sous vide des copeaux par aspiration. L'ensemble de combustibles est placé dans une pièce isolée afin de diminuer, autant que possible, le dosage de rayonnement émis vers l'opérateur, et l'opérateur effectue une opération en utilisant une main magique à travers le verre de protection. 11 REVENDICATIONS 1. Outil (10) de découpe de tube chaussette (74) comprenant : une partie de positionnement (12) qui est introduite dans un tube chaussette assujetti à un manchon (73) d'une grille de support supérieure (71), une partie de retenue (11) qui est retenue par un opérateur (90) afin de déplacer la partie de positionnement et d'assujettir la partie de positionnement après le positionnement, un élément de découpe (13) qui est installé à l'intérieur de la partie de positionnement et est capable d'être étendu de l'intérieur vers l'extérieur de la partie de positionnement dans la direction radiale, et une partie d'entraînement (14) d'élément de découpe qui étend et fait saillir l'élément de découpe de l'intérieur vers l'extérieur de la partie de positionnement dans la direction radiale, et découpe le tube chaussette de l'intérieur vers l'extérieur, ensemble avec le manchon auquel le tube chaussette est assujetti, du fait que l'opérateur exécute une opération de découpe, lorsque la partie de positionnement est assujettie. 2. Outil (10) de découpe de tube chaussette selon la revendication 1, dans lequel la partie d'entraînement (14) d'élément de découpe fait tourner l'élément de découpe lorsqu'elle étend et fait saillir l'élément de découpe de l'intérieur vers l'extérieur de la partie de positionnement dans la direction radiale et découpe le tube chaussette (74) de l'intérieur vers l'extérieur, ensemble avec le manchon auquel le tube chaussette est assujetti. 3. Outil (10) de découpe de tube chaussette selon la revendication 2, dans lequel la partie de retenue (11) peut être retenue par une main de l'opérateur, et la partie d'entraînement (14) d'élément de découpe peut être actionnée en vue d'une découpe par l'autre main de l'opérateur.