Brevet FR2947091A1 — publié le 20101224

Dispositif et procédé d'intervention à distance dans un puits contenant un détecteur de flux neutronique d'une cuve d'un réacteur nucléaire. La présente invention concerne un dispositif d'intervention à distance dans un puits contenant un détecteur de flux neutronique de contrôle de la réactivité du coeur d'un réacteur nucléaire. L'invention concerne également un procédé d'intervention à distance au moyen d'un tel dispositif d'intervention. Le réacteur nucléaire à eau sous pression comporte, à l'intérieur d'un bâtiment réacteur, une cuve renfermant le coeur du réacteur et remplie d'eau sous pression ainsi qu'un circuit primaire constitué de plusieurs boucles en communication avec la cuve. Le coeur du réacteur nucléaire est constitué par des assemblages combustibles de forme prismatique droite, juxtaposés et placés avec leurs axes parallèles à l'axe de la cuve. De manière à régler la réactivité du coeur pendant le fonctionnement du réacteur nucléaire, on déplace à l'intérieur de certains des assemblages du coeur, dans la direction axiale des assemblages, des barres de commande constituées par des grappes de crayons en matériau absorbant les neutrons. Autour de la cuve du réacteur sont répartis des puits dans chacun desquels est placé un détecteur de flux neutronique afin de contrôler la réactivité du coeur. Le puits présente une profondeur d'environ huit mètres et le détecteur proprement dit est placé dans un porte-détecteur en forme de fourreau d'une hauteur d'environ quatre mètres. L'ensemble présente un poids d'environ six cents kilogrammes. Dans ce qui suit, l'ensemble porte-détecteur et détecteur sera dénommé détecteur de flux neutronique. A l'intérieur du puits, le détecteur de flux neutronique est déplaçable par un système à pantographe commandé par une vis sans fin entre une première position basse contre la cuve du réacteur, une seconde position basse écartée de ladite cuve et dans l'axe d'une ouverture du puits et une troisième position haute à proximité de ladite ouverture. Le détecteur de flux neutronique est relié par un ensemble de câbles portés par une plaque de raccordement par exemple à des écrans de contrôle situés à l'extérieur du puits. Dans le cadre de la maintenance des détecteurs de flux neutronique, des opérateurs doivent intervenir dans les puits à intervalles réguliers pour réaliser différentes opérations et notamment les opérations suivantes : - le remplacement des détecteurs de flux neutronique, - la réfection de la connectique entre par exemple les câbles et le détecteur, - le remplacement de la vis sans fin permettant le déplacement du pantogra- phe supportant le détecteur, et - le contrôle du fonctionnement du détecteur de flux neutronique en disposant à l'intérieur du puits et à proximité de ce détecteur une source radioactive. Jusqu'à présent, ces opérations sont réalisées manuellement sous faible éclairage par plusieurs opérateurs en tenue Mururoa et les opérateurs travaillent à proximité du puits d'une profondeur d'environ huit mètres afin d'accomplir les différentes opérations. Le déplacement du détecteur au moyen du pantographe est réalisé en positionnant et en utilisant un outil pneumatique, comme par exemple une visseuse-dévisseuse, pour placer le détecteur de flux neutronique dans l'axe de l'ouverture du puits. Cette opération est dangereuse en cas de blocage de la vis sans fin du pantographe si bien que l'opérateur peut encaisser un retour d'effort et peut se trouver déséquilibré ou coincé par son outil contre la paroi de la piscine du réacteur entraînant un risque important de blessure, par exemple par chute. De plus, un opérateur doit surveiller la boucle formée par les câbles de façon à respecter un rayon de courbure et il peut être amené à se pencher au-dessus du puits ou à utiliser une perche pour manoeuvrer et préserver les câbles. Le retrait de la plaque de raccordement supportant les câbles est généralement réalisé au moyen d'une perche de telle sorte que l'opérateur travaille couché en partie au-dessus de l'ouverture du puits pour accrocher la perche à la plaque. Le test de contrôle du fonctionnement dudit détecteur est réalisé au moyen d'une source fixée à un filin descendu au niveau des différentes parties de ce détecteur. Les mesures effectuées manquent de précisions dues au manque de stabilité de la source radioactive occasionnant une perte de temps et une exposition prolongée pour les opérateurs. D'une manière générale, l'outillage permettant de réaliser ces différentes opérations est peu adapté rendant les interventions des opérateurs difficiles et dangereuses. L'invention a donc pour but de proposer un dispositif d'intervention dans un puits d'un détecteur de flux neutronique disposé à proximité d'une cuve d'un réacteur nucléaire qui permet de sécuriser les opérations autour de ce puits, de faciliter et de surveiller les différentes interventions. L'invention a pour objet un dispositif d'intervention à distance dans un puits contenant un détecteur de flux neutronique disposé à proximité d'une cuve d'un réacteur nucléaire, ledit détecteur étant, d'une part, déplaçable par un système à pantographe commandé par une vis sans fin entre une première position basse contre la cuve, une deuxième position basse écartée de ladite cuve et dans l'axe de l'ouverture du puits et une troisième position haute à proximité de ladite ouverture et, d'autre part relié par un ensemble de câbles porté par une plaque de raccordement à des moyens de contrôle situés à l'extérieur du puits, caractérisé en ce qu'il comprend une rambarde amovible entourant l'ouverture du puits et comportant : - des moyens de fixation et de centrage sur l'ouverture du puits, - des moyens d'entraînement en rotation de la vis sans fin pour déplacer le détecteur entre lesdites positons, - des moyens d'accrochage et de déplacement de la plaque de raccordement, - des moyens de support des câbles, - des moyens d'éclairage et de visualisation de l'intérieur du puits, et - un écran de contrôle. Selon d'autres caractéristiques de l'invention : - la rambarde porte un ensemble de guidage et de centrage d'une source radioactive de contrôle du fonctionnement du détecteur de flux neutronique, - la rambarde est formée par une ossature métallique comportant des poutres verticales d'appui sur le bord du puits et reliées entre elles par des poutres horizontales, - les moyens de fixation et de centrage comprennent des tiges verticales portées par les poutres verticales et déplaçables entre une position escamotée et une position active à l'intérieur du puits, chaque tige étant munie d'un pied d'appui sur le fond de l'ouverture du puits et en appui contre la paroi latérale de cette ouverture, - les moyens d'entraînement comprennent une visseuse-dévisseuse à 10 limiteur de couple, - les moyens d'accrochage et de déplacement de la plaque de raccordement comprennent un treuil, et - les moyens de support des câbles comprennent des peignes fixés sur les poutres verticales de la rambarde. 15 L'invention a également pour objet un procédé d'intervention à distance dans un puits d'un détecteur de flux neutronique disposé à proximité d'une cuve d'un réacteur nucléaire au moyen d'un dispositif tel que précédemment défini, caractérisé en ce qu'il consiste en les étapes suivantes : - on place la rambarde sur l'ouverture du puits en posant les poutres 20 verticales de l'ossature métallique sur le bord de ce puits, - on descend les tiges dans le puits et on pose les pieds de ces tiges sur le fond de l'ouverture et en appui contre la paroi latérale de l'ouverture de ce puits pour stabiliser la rambarde, - on connecte la visseuse-dévisseuse sur l'extrémité de la vis sans fin, 25 - on entraîne en rotation la vis sans fin par la visseuse-dévisseuse pour déplacer le détecteur entre les première et deuxième positions basses, - on arrête l'entraînement de la vis sans fin, - on accroche la plaque de raccordement des câbles au filin du treuil, - on soulève par le treuil la plaque de raccordement pour la placer au-30 dessus de l'ouverture du puits, - on entraîne de nouveau en rotation la vis sans fin par la visseusedévisseuse pour déplacer le détecteur entre la deuxième position basse et la troisième position haute, et - on effectue les interventions. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels : - la Fig. 1 est une vue de dessus schématique d'une cuve d'un réacteur nucléaire et des puits répartis autour de cette cuve et contenant chacun un détecteur de flux neutronique, - les Figs. 2 à 4 sont des vues schématiques en coupe verticale d'un puits muni d'un détecteur de flux neutronique, respectivement dans une première position basse contre la cuve du réacteur, une deuxième position basse écartée de cette cuve et une troisième position haute permettant l'intervention sur le détecteur, - la Fig. 5 est une vue schématique d'un dispositif d'intervention à l'intérieur du puits, conforme à l'invention, - la Fig. 6 est une vue schématique en perspective des moyens d'éclairage et de visualisation de l'intérieur du puits, et - la Fig. 7 est une vue schématique en perspective d'un ensemble de guidage et de centrage d'une source radioactive de contrôle du fonctionnement du détecteur du flux neutronique. Sur la Fig. 1, on a représenté schématiquement en vue de dessus, une cuve 1 disposée dans le bâtiment 1 a d'un réacteur nucléaire et autour de laquelle sont disposés des puits 2 destinés à contenir chacun un détecteur de flux neutronique 3 (Figs. 2 à 4) afin de contrôler la réactivité du coeur du réacteur nucléaire. Les puits 2 sont répartis uniformément autour de la cuve 1 et dans l'exemple de réalisation représenté sur la Fig. 1, ils sont au nombre de huit. Chaque détecteur de flux neutronique 3 est placé dans un fourreau 4 porté par au moins un rail horizontal 5, ainsi que montré sur les Figs. 2 à 4. Dans la description qui suit, l'ensemble constitué par le détecteur 3 proprement dit et le fourreau 4 sera dénommé détecteur de flux neutronique 3 afin de faciliter la compréhension A titre d'exemple, le puits 2 a une profondeur de l'ordre de huit mètres et le détecteur 3 à un poids d'environ six cents kilogrammes et une hauteur de l'ordre de quatre mètres. Le détecteur 3 est déplaçable entre une première position basse 1 contre la cuve du réacteur, représentée à la Fig. 2, une deuxième position basse écartée de ladite cuve 1, représentée à la Fig. 3 et une troisième position haute à proximité d'une ouverture 2a du puits 2, représentée à la Fig. 4. Pour cela, le système à pantographe 6 comporte deux bras articulés 7 sensiblement parallèles comportant chacun une première extrémité 7a articulée sur le détecteur 3 et une seconde extrémité 7b articulée sur un chariot, non représenté, déplaçable sur un rail vertical 8 et engrenant sur une vis sans fin 9 verticale, disposée dans le rail 8. Le détecteur 3 est relié par un ensemble de câbles 10 par exemple à des écrans de contrôle situés à l'extérieur du puits 2. Les câbles 10 sont guidés de façon à respecter un rayon de courbure déterminé lors du déplacement du détecteur 3 entre les différentes positions. Les câbles 10 sont portés par une plaque de raccordement 11 maintenue à l'intérieur du puits par un ensemble de support constitué par exemple par des rails, non représentés. Dans le cadre de la maintenance des détecteurs de flux neutronique 3, des opérateurs doivent intervenir au niveau des puits 2 pour réaliser différentes opérations, par exemple : - le remplacement du détecteur lui-même, - la réfection de la connectique des câbles sur la plaque de raccordement 11, - le remplacement de la vis sans fin 9 permettant le déplacement du pantographe 6, et - le contrôle du fonctionnement du détecteur 3 à l'aide d'une source radioactive. Pour cela, les opérateurs utilisent un dispositif d'intervention à distance désigné par la référence générale 20 et représenté schématiquement sur les Figs. 5 à 7. Comme cela apparaît sur la Fig. 5, le dispositif d'intervention à distance 20 comprend une rambarde 21 amovible entourant l'ouverture 2a du puits 2. D'une manière générale, cette rambarde 21 comporte : - des moyens 30 de fixation et de centrage sur l'ouverture 2a du puits 2, - des moyens 40 d'entraînement en rotation de la vis sans fin 9 du pantographe 6 pour déplacer le détecteur 3 entre les trois positions, - des moyens 50 d'accrochage et de déplacement de la plaque de raccordement 11, - des moyens 60 de support des câbles 10, - des moyens 70 d'éclairage et de visualisation de l'intérieur du puits 2, - un écran 80 de contrôle. La rambarde 21 est formée par une ossature métallique comportant des poutres verticales 22 d'appui sur le bord du puits 2 et reliées entre elles par des poutres horizontales 23. L'extrémité inférieure de chaque poutre verticale 22 est munie d'un pied 24 réglable permettant de régler la verticalité des poutres 21 par rapport à l'axe vertical du puits 2. Les moyens 30 de fixation et de centrage de la rambarde 21 comprennent, comme montré sur les Figs. 5 et 6, des tiges verticales 31 portées par les poutres verticales 22. Ces tiges verticales 31 sont déplaçables entre une position escamotée et une position active à l'intérieur du puits 2. Chaque tige 31 est munie d'un pied 32 d'appui sur le fond de l'ouverture 2a du puits 2 et contre la paroi latérale de cette ouverture 2a de façon à stabiliser et à maintenir la rambarde 21. Sur la Fig. 6, uniquement l'ouverture 2a du puits 2 a été représentée afin de faciliter la compréhension. Les moyens 40 d'entraînement en rotation de la vis sans fin 9 pour déplacer le détecteur 3 entre les différentes positions, comprennent une visseusedévisseuse 41 munie d'une tige d'entraînement 42 destinée à coopérer avec l'extrémité de la vis sans fin 9 afin d'entraîner cette vis sans fin 9 en rotation. Cette visseuse-dévisseuse 41 est commandée à distance et comporte un limiteur de couple, non représenté. La visseuse-dévisseuse 41 est fixée sur la rambarde 21 au moyen de barres transversales 43 (Fig. 5) afin de reprendre les efforts lors de l'entraînement de la vis sans fin 9. Les moyens 50 d'accrochage et de déplacement de la plaque de raccordement 11 sont constitués par un treuil 51 porté par la rambarde 21 et qui comporte, de manière classique, un filin 52 guidé verticalement par une tige 53, comme montré à la Fig. 5. Les moyens 60 de support des câbles 10 lorsque la plaque de raccordement 11 est à l'extérieur du puits 2, sont formés par des peignes 61 répartis sur la rambarde 21 et fixés sur les poutres verticales 22 de cette rambarde. Les moyens 70 d'éclairage et de visualisation de l'intérieur du puits 2 comprennent au moins une source lumineuse et au moins une caméra, non représentées, portées à l'extrémité d'une tige 71 (Fig. 6) déplaçable verticalement dans le puits 2. Enfin, la rambarde 21 porte un écran de contrôle 80 (Fig. 5) et un ensemble 85 de guidage et de centrage d'une source radioactive, non représentée, permettant de contrôler le fonctionnement du détecteur de flux neutronique 3. Cet ensemble 85 est constitué par un tube fendu 86 porté par un support 87 déplaçable horizontalement sur une barre transversale 88 afin de positionner la source radioactive à proximité du détecteur 3, comme on le verra ultérieurement. Pour effectuer des opérations de maintenance à l'intérieur du puits 2, les opérateurs procèdent de la façon suivante. Tout d'abord, les opérateurs placent la rambarde 21 sur l'ouverture 2a du puits 2 en posant les pieds 24 des poutres verticales 22 sur le bord de ce puits 2, comme montré à la Fig. 5. Ensuite, il règle la verticalité des poutres 22 de la rambarde 21 par rapport à l'axe verticale du puits 2 en agissant sur les pieds 24 réglables. Les opérateurs descendent les tiges 31 dans le puits 2 et posent les pieds 32 de ces tiges 31 sur le fond de l'ouverture 2a du puits 2 et en appui contre la paroi latérale de ladite ouverture 2a pour stabiliser et fixer la rambarde 21. Pour déplacer le détecteur 3 entre les différentes positions, les opérateurs connectent la tige d'entraînement 42 de la visseuse-dévisseuse 41 sur l'extrémité de la vis sans fin 9. Cette visseuse-dévisseuse 41 entraîne en rotation la tige 42 et la vis sans fin 9 ce qui provoque dans un premier temps, le déplacement horizontal du détecteur 3 sur le rail horizontal 5 pour amener ce détecteur 3 de la première position contre la cuve 1 (Fig. 2) dans la seconde position écartée de cette cuve 1 (Fig. 3). Les opérateurs en déroulant le filin 52 du treuil 51 accrochent l'extrémité de ce filin sur la plaque de raccordement 11. Le déplacement du détecteur 3 entre les première et seconde positions basses a entraîné du mou dans les câbles 10 permettant ainsi de pouvoir soulever la plaque de raccordement 11 au moyen du treuil 51 afin de l'amener au-dessus de l'ouverture 2a du puits 2, ainsi que montré à la Fig. 4. La vis sans fin 9 est de nouveau entraînée en rotation par la visseuse- dévisseuse 51 pour déplacer le détecteur 3 entre la deuxième position basse située dans l'axe de l'ouverture 2a du puits 2 (Fig. 4) et la troisième position haute dans laquelle le détecteur 3 est situé à proximité de l'ouverture 2a de ce puits 2 (Fig. 4). Au cours de ces opérations, le puits 2 est éclairé par les sources lumineuses et ces opérations sont filmées par des caméras et visualisées sur l'écran de contrôle 80 permettant ainsi aux opérateurs de suivre le bon déroulement desdites opérations. Préalablement à la remontée du détecteur 3 de la deuxième position basse jusqu'à la troisième position haute, le bon fonctionnement du détecteur 3 peut être contrôlé au moyen d'une source radioactive. Pour cela, la source radioactive, non représentée, est fixée à l'extrémité d'un filin, non représenté, qui traverse le tube fendu 86 afin d'assurer son guidage. La source radioactive est descendue par le filin jusqu'à proximité du détecteur 3 permettant de contrôler son fonctionnement. Dans le cas d'un détecteur 3 défectueux, il est remonté jusqu'à la troisième position haute au-dessous de l'ouverture 2a du puits 2. Le détecteur 3 peut alors être retiré et remplacé par un autre détecteur. D'autres interventions peuvent être effectuées dans le puits 2, comme par exemple le remplacement du pantographe 6 ou de la vis sans fin 9. Une réfection de la connectique sur la plaque de raccordement 11 peut également être effectuée. Pendant les opérations de maintenance, les câbles 11 sont accrochés aux peignes 61 afin d'éviter qu'ils prennent des courbures trop prononcées pouvant les détériorer. Pour remettre les différents éléments en place dans le puits 2, les 5 opérateurs effectuent les mêmes opérations en sens inverse. Le dispositif d'intervention selon l'invention permet aux opérateurs de pouvoir intervenir en toute sécurité sans risque de chute dans le puits et de limiter la durée d'interventions, faciliter et fiabiliser les opérations ainsi que réduire la dosimétrie associée. 10 REVENDICATIONS1. Dispositif d'intervention à distance dans un puits (2) contenant un détecteur de flux neutronique (3) d'une cuve (1) d'un réacteur nucléaire, ledit détecteur (3) étant, d'une part, déplaçable par un système à pantographe (6) commandé par une vis sans fin (9) entre une première position basse contre la cuve (1), une deuxième position basse écartée de ladite cuve (1) et dans l'axe d'une ouverture (2a) du puits (2) et une troisième position haute à proximité de ladite ouverture (2a) et, d'autre part, relié par un ensemble de câbles (10) porté par une plaque de raccordement (11) à des moyens de contrôle situés à l'extérieur du puits (2), caractérisé en ce qu'il comprend une rambarde (21) amovible entourant l'ouverture (2a) du puits (2) et comportant : - des moyens (30) de fixation et de centrage sur l'ouverture du puits (2), - des moyens (40) d'entraînement en rotation de la vis sans fin (9) pour déplacer le détecteur (3) entre lesdites positions, - des moyens (50) d'accrochage et de déplacement de la plaque de raccordement (11), - des moyens (60) de support des câbles (10), - des moyens (70) d'éclairage et de visualisation de l'intérieur du puits (2), et - un écran de contrôle (80). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la rambarde (21) porte un ensemble (80) de guidage et de centrage d'une source radioactive de contrôle du fonctionnement dudit détecteur de flux neutronique (3). 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la rambarde (21) est formée par une ossature métallique comportant des poutres verticales (22) d'appui sur le bord du puits (2) et reliées entre elles par des poutres horizontales (23). 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les moyens (30) de fixation et de centrage comprennent des tiges verticales (31) portées par les poutres verticales (22) et déplaçables entre une positon escamotée et une position active à l'intérieur du puits (2), chaque tige (31) étant munie d'un pied (32) d'appui sur le fond de l'ouverture (2a) du puits (2) et en appui contre la paroi latérale de cette ouverture (2a). . Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les moyens (40) d'entraînement comprennent une visseuse-dévisseuse (41, 42) à limiteur de couple. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé 5 en ce que les moyens (50) d'accrochage et de déplacement de la plaque de raccordement (11) comprennent un treuil (51, 52). 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les moyens (60) de support des câbles (10) comprennent des peignes (61) fixés sur les poutres verticales (22) de la rambarde (21). 8. Procédé d'intervention à distance dans un puits (2) contenant un détecteur de flux neutronique (3) d'une cuve (1) d'un réacteur nucléaire, au moyen d'un dispositif (20) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il consiste en les étapes suivantes : - on place la rambarde (21) sur l'ouverture (2a) du puits (2) en posant les poutres verticales (22) de l'ossature métallique sur le bord de ce puits (2), - on descend les tiges (31) dans le puits (2) et on pose les pieds (32) de ces tiges (31) sur le fond de l'ouverture (2a) et en appui contre la paroi latérale de cette ouverture (2a) pour stabiliser la rambarde (21), - on connecte la visseuse-dévisseuse (41, 42) sur l'extrémité de la vis sans 20 fin (9), - on entraîne en rotation la vis sans fin (9) par la visseuse-dévisseuse (51, 52) pour déplacer le détecteur (3) entre la première position basse et la deuxième position basse, - on arrête l'entraînement de la vis sans fin (9), 25 - on accroche la plaque de raccordement (11) des câbles (10) au filin (52) du treuil (51), - on soulève par le treuil (51) la plaque de raccordement (11) pour la placer au-dessus de l'ouverture (2a) du puits (2), - on entraîne de nouveau en rotation la vis sans fin (9) par la visseuse-30 dévisseuse (41, 42) pour déplacer le détecteur (3) entre la deuxième position et la troisième position haute, et - on effectue les interventions.9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que avant le déplacement du détecteur (3) entre les deuxième et troisième positions, on contrôle le fonctionnement dudit détecteur (3) en descendant à proximité de celui-ci une source radioactive.