Brevet FR2960091A1 — publié le 20111118

Dispositif de protection d'une ouverture de visite d'une capacité d'une centrale nucléaire La présente invention concerne un dispositif de protection d'une ouverture de visite d'une capacité d'une centrale nucléaire, notamment d'une boîte à eau d'un générateur de vapeur ou d'un pressuriseur. Les centrales nucléaires comportent un circuit primaire dans lequel circule l'eau de refroidissement sous pression du réacteur nucléaire, qui est généralement constitué de plusieurs boucles sur chacune desquelles est disposé notamment un générateur de vapeur assurant, par échange de chaleur entre l'eau de refroidissement sous pression du réacteur et l'eau d'alimentation, l'échauffement et la vaporisation de l'eau d'alimentation, de manière à produire de la vapeur qui est envoyée à une turbine de la centrale nucléaire. Les générateurs de vapeur des réacteurs nucléaires à eau sous pression comportent une enveloppe de forme générale cylindrique disposée avec son axe vertical dans laquelle est disposé un faisceau de tubes d'échange de chaleur et une boîte à eau de forme sensiblement hémisphérique constituant la partie inférieure du générateur de vapeur, en dessous de l'enveloppe renfermant le faisceau. Une plaque tubulaire de forte épaisseur, disposée horizontalement et traversée par des trous de direction verticale, assure la séparation entre la partie supérieure du générateur de vapeur et la boîte à eau. Des tubes du faisceau du générateur de vapeur sont engagés et fixés de manière étanche par leur partie d'extrémité dans les trous de la plaque tubulaire. La boîte à eau est délimitée, d'une part, par la paroi hémisphérique constituant la partie inférieure de l'enveloppe du générateur de vapeur et, d'autre part, par la surface inférieure horizontale de la plaque tubulaire suivant laquelle débouchent les trous de passage et de fixation des tubes du faisceau. Chacun des tubes du faisceau est cintré à sa partie supérieure et présente deux branches rectilignes dont les extrémités sont engagées dans les trous traversant la plaque tubulaire de part et d'autre d'une plaque de partition séparant la boîte à eau en deux compartiments reliés chacun, par une tubulure, à une conduite du circuit primaire, de manière que l'eau de refroidissement du réacteur pénètre dans la boîte à eau à l'intérieur de l'un des compartiments, pour être distribuée dans chacun des tubes du faisceau. L'eau de refroidissement sous pression circulant à l'intérieur des tubes du faisceau est récupérée par le second compartiment de la boîte à eau pour être reprise par une conduite du circuit primaire reliée au second compartiment de cette boîte à eau. Afin de pouvoir accéder à la boîte à eau, l'enveloppe hémisphérique de cette boîte à eau est traversée par une ouverture de visite ou trou d'homme, dans chacune des deux parties de l'enveloppe hémisphérique délimitant un compartiment de la boîte à eau. Pendant le fonctionnement du réacteur, la plaque tubulaire, la plaque de partition ainsi que la paroi des tubes d'échange thermique du faisceau de générateur de vapeur, subissent des contraintes mécaniques et thermiques. Il en est de même des zones de soudage entre la plaque tubulaire et la plaque de partition. Après un certain temps de fonctionnement, ces contraintes peuvent générer l'apparition de fissures ou d'amorces de fissures qui doivent être détectées de manière à éviter toute fuite d'eau de refroidissement sous pression dans le volume intérieur de l'enveloppe du générateur de vapeur dans lequel on introduit l'eau d'alimentation et de manière à ce qu'elle ne puisse pas porter atteinte à l'intégrité de l'enveloppe sous pression en cas de propagation des fissures. Il est donc nécessaire d'effectuer périodiquement, par exemple lors des arrêts programmés de la centrale nucléaire pour le rechargement de la cuve de réacteur en assemblages de combustible, des contrôles des tubes du générateur de vapeur ainsi que des zones de raccordement entre la plaque tubulaire et la plaque de partition. Dans le cas où des fissures ou des amorces de fissures sont détectées, une intervention doit être réalisée pour éviter des risques de fuite ou une remise en cause de l'intégrité de l'enceinte sous pression lors de la remise en fonctionnement du générateur de vapeur. Les contrôles et les interventions peuvent être effectués par des opérateurs travaillant à l'intérieur de la boîte à eau du générateur de vapeur. Mais, cette technique présente l'inconvénient de faire travailler les opérateurs dans une zone fortement radioactive. Pour éviter l'intervention humaine, il est connu d'utiliser des dispositifs commandés à distance depuis l'extérieur de la boîte à eau pour réaliser des opérations de contrôle ainsi que pour réaliser les différentes interventions par exemple pour éliminer les fissures ou les amorces de fissures ou pour toute autre intervention. A cet effet, on connaît un bras robot du type anthropomorphe qui est introduit à l'intérieur de la boîte à eau par l'ouverture de visite et qui comporte une partie d'accrochage fixée sous la plaque tubulaire. Lors de l'introduction du dispositif d'intervention par l'ouverture de visite, ce dispositif peut provoquer des rayures sur la paroi interne dudit orifice ne permettant pas ainsi de préserver l'intégrité de cette ouverture ainsi que du plan de joint sur lequel s'applique une tape d'obturation pendant le fonctionnement du générateur de vapeur. Afin de remédier à ce problème, il est connu de monter sur l'ouverture de visite, uniquement sur le rebord extérieur à la boîte à eau, une protection métallique constituée par exemple par un anneau vissé sur ladite ouverture. Mais, ce dispositif ne permet de protéger qu'une partie de l'ouverture de visite et il est long à mettre en place, ce qui génère une prise de dose par le personnel. L'invention a pour but de proposer un dispositif de protection d'une ouverture de visite d'une capacité d'une centrale nucléaire qui évite les inconvénients précédemment mentionnés et qui est particulièrement simple à mettre en oeuvre. L'invention a donc pour objet un dispositif de protection d'une ouverture de visite d'une capacité d'une centrale nucléaire, notamment d'une boîte à eau d'un générateur de vapeur ou d'un pressuriseur, caractérisé en ce qu'il est formé par un manchon en matériau souple apte à être placé dans l'ouverture de visite et comportant une partie centrale de forme complémentaire à ladite ouverture de visite, munie à chacune de ses extrémités d'un rebord annulaire de maintien sur les parois, respectivement intérieur et extérieur de cette ouverture de visite. Selon d'autres caractéristiques de l'invention : - la partie centrale du manchon est cylindrique, - le manchon est symétrique, - la paroi intérieure du manchon présente un état de surface glissant, - la paroi extérieure du manchon présente un état de surface rugueux, et - le matériau souple du manchon résiste à une température de l'ordre de 80°C. L'invention et ses avantages seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective éclatée de la partie inférieure d'un générateur de vapeur avec sa boîte à eau, - la figure 2 est une vue schématique en perspective d'un dispositif de protection d'une ouverture de visite de la boîte à eau du générateur de vapeur, et - la figure 3 est une vue schématique en coupe axiale du dispositif de protection monté dans l'ouverture de visite de la boîte à eau du générateur de vapeur. La description qui suit sera faite pour une ouverture de visite d'une boîte à eau, d'un générateur de vapeur. D'une manière générale, le dispositif de protection selon l'invention peut s'appliquer aux ouvertures de visite des capacités d'une centrale nucléaire. Sur la figure 1, on a représenté la partie inférieure d'un générateur de vapeur désignée par la référence générale 1 et qui comporte une boîte à eau 2 délimitée par une paroi hémisphérique. Cette paroi hémisphérique est fixée sur une plaque tubulaire 3 dans laquelle sont montées les extrémités des tubes du faisceau 4. La boîte à eau 2 est divisée intérieurement en deux parties par une cloison transversale 5. De part et d'autre de la cloison 5, la paroi de la boîte à eau 2 est traversée par des ouvertures au niveau desquelles sont fixées des tubulures 6 de raccordement de deux canalisations, non représentées, du circuit primaire. Les tubulures 6 permettent d'assurer l'alimentation en eau sous pression de l'une des parties de la boîte à eau et la récupération par l'autre partie de la boîte à eau, de l'eau sous pression ayant circulé à l'intérieur des tubes du faisceau 4 du générateur de vapeur 1. La paroi hémisphérique de la boîte à eau 2 est également traversée par des ouvertures de visite 7 appelées aussi trous d'homme débouchant dans chacun des compartiments séparés par la cloison 5. L'ouverture de visite 7 permet d'accéder à l'intérieur du compartiment de la boîte à eau 2, par exemple pour effectuer des opérations de contrôle, de réparation, de maintenance ou d'usinage. En effet, l'ouverture de visite 7 peut être utilisée en particulier pour introduire dans la boîte à eau 2 du générateur de vapeur, un dispositif d'intervention, comme par exemple un robot ou un outil de contrôle des tubes du générateur de vapeur. Lors de l'introduction du dispositif d'intervention par l'ouverture de visite 7, l'outil peut provoquer des rayures sur la paroi interne de cette ouverture 7 ainsi que sur les arêtes, respectivement intérieure 7a et extérieure 7b de ladite ouverture 7. Pour éviter ces rayures, un dispositif de protection est placé dans l'ouverture de visite 7 et, comme représenté sur les figures 2 et 3, ce dispositif de protection 7 est constitué par un manchon 10 en matériau souple. Ce manchon 10 est apte à être placé dans l'ouverture de visite 7 et comporte une partie centrale 11 de forme complémentaire à cette ouverture de visite 7. La partie centrale 11 du manchon 10 comporte, à chacune de ses extrémités, un rebord annulaire 12 de maintien sur les parois, respectivement intérieure et extérieure de l'ouverture de visite 7 après sa pause dans cette ouverture de visite 7. Dans l'exemple de réalisation représenté sur les figures 2 et 3, la partie centrale 11 du manchon 10 est cylindrique et ce manchon 10 est symétrique de façon à pouvoir être placé dans cette ouverture de visite 7 dans un sens ou dans l'autre. La paroi extérieure du manchon 11, c'est-à-dire la paroi en contact avec l'intérieur de l'ouverture de visite 7 présente un état de surface rugueux afin d'adhérer à la paroi de la boîte à eau 2 tandis que la paroi intérieure du manchon 10 présente un état de surface glissant. Le matériau souple composant le manchon 10 résiste à une température de l'ordre de 80°C. Pour l'introduction du manchon 10 dans l'ouverture de visite 7, il suffit à un opérateur de replier le manchon sur lui-même et de le passer dans cette ouverture de visite 7. Cette manoeuvre est facilitée du fait de la souplesse du matériau composant le manchon 10. Après son introduction, l'opérateur relâche le manchon 10 qui reprend sa forme initiale en épousant le contour de l'ouverture de visite 7. Les rebords annulaires 12 s'appliquent sur les parois, respectivement intérieure et extérieure de l'ouverture de visite 7, et, de ce fait, protègent l'arête 7a à l'intérieur de la boîte à eau 2 et l'arête 7b à l'extérieur de cette boîte à eau 2, ainsi que montré à la figure 3. Pour retirer le manchon 12 de l'ouverture de visite 7, il suffit à l'opérateur d'agripper le rebord annulaire 12 placé à l'intérieur de la boîte à eau et d'exercer une traction sur le manchon 10 afin de l'extraire de l'ouverture de visite 7. Ainsi, la mise en place ou le retrait du manchon 10 de l'ouverture de visite 7 est rapide et facile pour l'opérateur. De préférence, le matériau composant le manchon 10 ne doit contenir ni chlore, ni halogène, ni téflon pour éviter les réactions chimiques avec le bore et doit résister à l'arrachement ainsi qu'aux produits de décontamination. REVENDICATIONS1.- Dispositif de protection d'une ouverture de visite (7) d'une capacité (2) d'une centrale nucléaire, notamment d'une boîte à eau d'un générateur de vapeur ou d'un pressuriseur, caractérisé en ce qu'il est formé par un manchon (10) en matériau souple apte à être placé dans l'ouverture de visite (7) et comportant une partie centrale (11) de forme complémentaire à ladite ouverture de visite (7), munie à chacune de ses extrémités d'un rebord annulaire (12) de maintien sur les parois, respectivement intérieure et extérieure de cette ouverture de visite (7). 2.- Dispositif de protection selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie centrale (11) du manchon (10) est cylindrique. 3.- Dispositif de protection selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le manchon (10) est symétrique. 4.- Dispositif de protection selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la paroi intérieure du manchon (10) présente un état de surface glissant. 5.- Dispositif de protection selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la paroi extérieure du manchon (10) présente un état de surface rugueux. 6.- Dispositif de protection selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le matériau souple du manchon (10) résiste à une température de l'ordre de 80°C.