Brevet FR2931012A1 — publié le 20091113

DISPOSITIF DE DESCENTE ET DE MONTEE D'ELEMENTS DE COMBUSTIBLE NUCLEAIRE DANS DES ALVEOLES D'UN EMBALLAGE DESCRIPTION L'invention concerne un dispositif de 5 descente et de montée d'éléments de combustibles nucléaires dans des alvéoles d'un emballage. De tels emballages de transport d'éléments de combustibles nucléaires consistent en des conteneurs à structure métallique évidés d'alvéoles pour recevoir 10 des éléments de combustibles, typiquement des assemblages de crayons maintenus ensemble par des grilles extérieures. Pendant le chargement des éléments, une hotte de protection radiologique couvre l'emballage. Elle consiste en un couvercle muni 15 d'ouvertures fermées par des bouchons, au-dessus d'alvéoles respectives. Le brevet français 2 900 495 donne un exemple d'une telle hotte. Le procédé classique de chargement/déchargement de l'emballage comprend 20 l'utilisation d'un pont roulant qu'on déplace au-dessus de l'emballage et d'un palan fixé au pont roulant et auquel un élément de combustible est suspendu. Un des bouchons ayant été ôté, l'élément de combustible peut être descendu dans une des alvéoles par l'ouverture 25 correspondante de la hotte. Le bouchon est ensuite remis. Ce procédé a comme inconvénient qu'il est difficile de bien aligner les éléments de combustible avec les alvéoles, couvertes par la hotte et donc peu visibles, et même avec les ouvertures de la hotte. Si des contacts ou des frottements se produisaient, ils seraient susceptibles d'endommager le dispositif et en particulier les grilles de l'assemblage ou les crayons. Le brevet français 2 763 169 décrit un procédé et un dispositif de mise en place d'un composant d'une centrale nucléaire à l'intérieur d'une piscine de la centrale nucléaire, où des moyens de repérage de position sont placés sur le composant et un moyen de mesure optique suit la position de ces repères et permet des corrections de position du composant. Le contexte est un peu différent puisqu'il ne s'agit pas de placer un élément dans un emballage ou de l'en sortir, et il est probable qu'une précision beaucoup moins grande est permise avec cette façon de procéder. L'invention concerne donc un dispositif du genre mentionné plus haut qui permet de placer ou de sortir rapidement et sans erreur les éléments de combustible dans l'emballage malgré la petitesse des dimensions et des jeux et la difficulté de bien observer la scène. Cet objectif est atteint par un dispositif de descente et de montée d'éléments de combustibles nucléaires dans les alvéoles d'un emballage couvert par une hotte de protection munie de bouchons amovibles respectifs au-dessus des alvéoles, comprenant un pont roulant mobile au-dessus de l'emballage et un palan suspendu au pont roulant et auquel est accroché un élément de combustible, caractérisé en ce qu'il comprend une première caméra suspendue au pont roulant à une distance déterminée du palan et à direction de visée verticale descendante. En suspendant la caméra au pont roulant, on lui confère une direction verticale invariable et parallèle à l'alvéole, ce qui permet d'aligner l'axe de visée de la caméra et celui de l'alvéole, puis de placer ensuite le palan avec plus de précision qu'avec une caméra à visée oblique comme dans le brevet français cité ci-dessus. Selon un perfectionnement, un avaloir à la forme proche d'un entonnoir peut être placé sur l'ouverture de la hotte au-dessus de l'alvéole à occuper, pour guider en cas de besoin la grille entourant l'élément de combustible avec un frottement réduit ; une paire de caméras peut être placée sur les parois de l'avaloir pour éviter autant que possible de tels frottements en vérifiant la position de l'élément de combustible et en permettant éventuellement de la corriger. Enfin, l'avaloir a favorablement des faces internes se projetant verticalement à l'intérieur des alvéoles, ce qui garantit l'absence de frottement entre l'élément de combustible et l'alvéole. L'invention sera maintenant décrite en liaison aux figures 1, 2 et 3 qui représentent l'installation en vue de face, et la hotte et l'avaloir en vues de dessus et de côté. Un emballage 1 creusé de plusieurs alvéoles 2 est placé dans une fosse 3 d'une installation nucléaire. Les alvéoles 2 s'ouvrent en haut de l'emballage 1 mais une hotte 4 posée sur l'emballage 1 assure la protection radiologique ou le confinement. Elle comprend des ouvertures placées respectivement devant les alvéoles 2 et closes par des bouchons 5 qu'il est possible d'enlever tour à tour par un mécanisme non représenté ici mais dont on peut trouver un exemple dans le premier brevet mentionné. Le remplissage ou le vidage de l'emballage 1 se fait par pont roulant 6 mobile dans deux directions horizontales perpendiculaires entre elles. Le pont roulant 6 porte un palan 7 auquel un élément de combustible 8 peut être suspendu, ainsi qu'une caméra 9 qui lui est également suspendue et se trouve à une distance invariable et connue du palan 7 en direction horizontale. L'axe de visée de la caméra 9 est dirigé vers le bas. Un des bouchons 5 ayant été ôté, un avaloir 10 est placé sur l'ouverture correspondante. Il comprend une partie inférieure 11 à section carrée et traversant l'ouverture, et une partie supérieure 12 conique s'amenuisant vers la précédente. La partie supérieure 12 porte deux caméras 13 et 14 en opposition, aux directions de visée dirigées l'une vers l'autre et vers l'ouverture centrale de l'avaloir 10. Le dispositif comprend encore une installation de commande extérieure, à moyens classiques de commande, de mesure et d'affichage et qui permet d'accomplir le procédé caractéristique de l'invention par les étapes suivantes. Le pont roulant 6 est déplacé sensiblement au-dessus de l'emballage 1 vers l'alvéole 2 à occuper. La position de l'alvéole 2 sur l'image de la caméra 9 est relevée et comparée à une position souhaitée, qui peut être représentée par des repères sur l'écran de visualisation de l'image. Le pont roulant 6 est déplacé délicatement jusqu'à ce que l'image de l'alvéole soit à la position voulue. Il est alors possible de déplacer le pont roulant 6 d'une quantité connue pour placer le palan 7 et l'élément de combustible 8 devant l'alvéole 2. La descente de l'élément de combustible 8 commence. Quand le bas de l'élément s'approche de l'avaloir 10, les caméras 13 et 14 enregistrent son image et déterminent s'il est bien centré par rapport à l'avaloir 10 d'après ses positions et ses grosseurs respectives sur leurs deux images. Il est encore possible de déplacer le pont roulant 6 pour rectifier la position de l'élément de combustible 8. Le mouvement de descente de l'élément combustible 8 reprend ensuite. La partie inférieure 11 de l'avaloir 10 assure son guidage à travers l'ouverture de la hotte 4 vers l'alvéole 2. Avantageusement, la face interne de la partie inférieure 11 est incluse dans la section de l'alvéole 2, ce qui empêche tout contact de l'élément de combustible 8 avec ce dernier. Des opérations similaires sont aussi menées pour décharger les éléments de combustible. La caméra 9 est utilisée pour placer le palan 7 devant l'alvéole 2 contenant l'élément de combustible 8 à sortir. Les caméras 13 et 14 vérifient ensuite le bon centrage du palan 7 quand il a été descendu assez. La position du pont roulant 6 est rectifiée si nécessaire. L'élément de combustible 8 est enfin accroché au palan 7, ce qui permet de le sortir. REVENDICATIONS1) dispositif de descente ou de montée d'éléments de combustible (8) nucléaire dans les alvéoles (2) d'un emballage (1) couvert par une hotte (4) de protection munie de bouchons (5) amovibles respectifs au-dessus des alvéoles (2), comprenant un pont roulant (6) mobile au-dessus de l'emballage (1) et un palan (7) suspendu au pont roulant (6) et auquel est accroché un élément de combustible (8), caractérisé en ce qu'il comprend une première caméra (9) suspendue au pont roulant (6) à une distance déterminée du palan (7) et à direction de visée verticale descendante. 2) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend encore un avaloir (10) à emboîter sur des ouvertures de la hotte (4) en remplacement des bouchons (5). 3) Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'avaloir (10) comprend deux caméras (13, 14) dirigées en opposition vers une ouverture centrale de l'avaloir. 4) Dispositif selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que l'avaloir (10) a une partie de guidage (11) à face intérieure incluse dans une section des alvéoles (2).30