Brevet FR2982359A1 — publié le 20130510

L'invention concerne un dispositif de détartrage des lattes d'un séparateur d'un corps d'échange thermique équipant une tour aéroréfrigérante refroidissant de l'eau provenant d'une centrale nucléaire. ARRIERE PLAN DE L'INVENTION Différentes architectures de tours aéroréfrigérantes existent. Dans l'architecture qui est exploitée dans la centrale nucléaire de Chinon, le corps d'échange thermique est un élément torique situé à la base de la tour, et qui longe la face interne de la paroi de révolution de cette tour. L'eau à refroidir est apportée dans une piscine torique située au dessus de ce corps d'échange, et cette eau ruisselle verticalement dans le corps d'échange en étant ventilée par de l'air admis radialement en partie inférieure de la tour aéroréfrigérante, cet air étant ensuite évacué par le haut de la tour. Une fois que cette eau a ruisselé verticalement dans le corps d'échange, elle est collectée dans un autre bassin torique situé sous ce corps d'échange, de manière à être récupérée pour être dirigée vers une conduite d'évacuation. Le corps d'échange d'une telle tour comporte ainsi une série de lattes orientées horizontalement, en s'étendant selon une direction orthoradiale par rapport à l'axe de révolution de la tour aéroréfrigérante, et sur lesquelles ruisselle l'eau à refroidir. En pratique, l'eau qui ruisselle continuellement sur ces lattes provoque la formation de tartre à leur surface, de sorte qu'il est nécessaire de périodiquement procéder au détartrage de ces lattes. Compte tenu de l'agencement général de ces lattes, et des dimensions très importantes du corps d'échange, cette opération de détartrage est complexe à mettre en oeuvre. Concrètement, ces lattes sont disposées dans le corps d'échange de telle manière qu'elles délimitent les faces supérieures et inférieures de couloirs radiaux superposés les uns aux autres. Le corps d'échange comporte ainsi en hauteur cinquante couloirs superposés sur l'ensemble de sa hauteur qui est de vingt mètres environ. Le corps d'échange est ainsi constitué, de séries de couloirs radiaux superposés les uns aux autres, et réparties régulièrement autour de l'axe de révolution de la tour aéroréfrigérante. Un couloir s'étend selon une direction radiale horizontale, et il a sa face inférieure délimitée par une série de lattes s'étendant horizontalement en étant orientées selon la direction orthoradiale par rapport à l'axe de révolution de la tour. Les lattes définissant la face inférieure d'un couloir sont régulièrement espacées les unes des autres, de sorte que cette face inférieure est une succession de lattes et d'espaces vides, les espaces vides ayant les mêmes dimensions que les lattes. Chaque latte a une longueur de un mètre environ selon la direction orthoradiale, direction principale, et elle correspond à sa dimension selon la vaut seize centimètres environ. Chaque latte est maintenue c'est-à-dire selon sa a une largeur qui direction radiale, qui à chacune de ses deux extrémités par deux élingues verticales, de sorte que ces élingues verticales délimitent les faces latérales de chaque couloir. Les lattes de la face supérieure d'un couloir sont situées environ trente-cinq centimètres au dessus des lattes de sa face inférieure, et ces lattes correspondent aux lattes inférieures du couloir d'au dessus. De manière générale, les lattes sont disposées en quinconce lorsque vues selon un plan contenant l'axe de révolution de la tour aéroréfrigérante. Ainsi, au dessus d'une latte de la face inférieure d'un couloir se trouve un espace vide, et au dessus d'un espace vide séparant deux lattes consécutives de la face inférieure d'un couloir se trouve une latte de la face supérieure de ce couloir. OBJET DE L'INVENTION Le but de l'invention est de proposer une solution pour détartrer efficacement les lamelles ou lattes d'une telle tour aéroréfrigérante. RESUME DE L'INVENTION A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de détartrage des lattes d'une tour d'aéroréfrigération, comprenant : - un marteau comportant un carter dans lequel est monté un piston mobile entre une position rentrée et une position sortie pour périodiquement sortir le piston et le rentrer de manière à détacher le tartre d'une latte en la heurtant avec une extrémité de percussion du piston ; - des moyens pour souffler de l'air au niveau de l'extrémité de percussion du piston pour extraire par soufflage le tartre détaché de la latte par percussion. En pratique, le fait de percuter les lattes avec la tête de piston pour casser la couche de tartre, et d'évacuer le tartre ainsi décroché avec un jet d'air permet d'accroître significativement l'effet du traitement de détartrage. L'invention concerne également un dispositif ainsi défini, dans lequel : - le marteau est du type pneumatique, le carter étant destiné à être connecté à un système d'alimentation pneumatique pour déplacer son piston ; - les moyens de soufflage d'air comportent l'extrémité de percussion du piston qui est pourvue d'une ouverture de soufflage, le marteau étant agencé pour souffler de l'air via cette extrémité de percussion du piston. L'invention concerne également un dispositif ainsi défini, dans lequel le piston a une forme généralement tubulaire, de sorte que l'air de soufflage est introduit dans le piston par son extrémité opposée à son extrémité de percussion. L'invention concerne également un dispositif ainsi défini, comprenant des moyens pour ajuster la pression de soufflage indépendamment de la fréquence et de la puissance des percussions générées par le piston du marteau. L'invention concerne également un dispositif ainsi défini, comportant une structure porteuse motorisée équipée de chenilles ou de roues, destinée à rouler sur une série de lattes coplanaires orientées transversalement à la direction d'avancement de cette structure, et portant un ou plusieurs marteaux orientés vers le bas pour détartrer les lattes sur lesquelles cette structure porteuse est déplacée. L'invention concerne également un dispositif ainsi défini, comportant en outre un ou plusieurs pistons orientés vers le haut pour détartrer des lattes orientées transversalement à la structure porteuse mais situées au dessus de cette structure porteuse. L'invention concerne également un dispositif ainsi défini, dans lequel la structure porteuse est agencée pour pouvoir être repliée en deux en étant articulée sensiblement à la moitié de sa longueur pour réduire son encombrement en phase d'introduction du dispositif dans une zone à détartrer. L'invention concerne également un dispositif ainsi défini, dans lequel la structure porteuse comporte au niveau de l'une de ses extrémités un moyen de détection de la présence ou de l'absence de lattes à l'aplomb de cette extrémité, et des moyens automatisés pour arrêter la progression de la structure motorisée sur détection d'une absence de lattes. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES La figure 1 est une vue en coupe du marteau pneumatique du dispositif selon l'invention ; La figure 2 est une vue en perspective du marteau pneumatique du dispositif selon l'invention ; La figure 3 est une vue en coupe montrant plusieurs couloirs superposés d'un corps d'échange ainsi que l'introduction d'un dispositif de détartrage selon l'invention à l'entrée de l'un de ces couloirs ; La figure 4 est une vue en coupe montrant plusieurs couloirs superposés d'un corps d'échange avec un dispositif selon l'invention évoluant dans l'un de ces couloirs pour en détartrer les lattes ; La figure 5 est une vue en coupe montrant plusieurs couloirs superposés d'un corps d'échange avec un dispositif selon l'invention détectant l'absence d'une latte inférieure de ce couloir. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION L'idée à la base de l'invention est de détartrer les lattes du corps d'échange en les percutant au moyen d'un marteau mais en évacuant le tartre détaché par soufflage, au fur et à mesure que ce tartre est détaché de la latte. Le marteau pneumatique du dispositif selon l'invention, qui est repéré par 1 dans la figure 1, comporte un carter 2 dans lequel coulisse un piston repéré par 3 comportant une extrémité avant de percussion 4, et une extrémité arrière 5. Le carter 2 comporte quant à lui un corps de carter 6, généralement creux, présentant une extrémité arrière 7 fermée par un bol 8 se vissant à l'intérieur de cette extrémité arrière, et une extrémité avant 9 fermée par une couronne de fermeture 11 entourant le piston 3 tout en étant vissée dans l'extrémité avant 9 de ce corps de carter 6. Le corps de carter 6 délimite dans sa portion avant, située entre le bol 8 et la couronne 11, une enceinte cylindrique traversée par le piston 3. Ce piston 3 qui a une face externe généralement cylindrique comporte dans la région de cette enceinte, c'est-à-dire sensiblement à mi-longueur de ce piston, un évasement annulaire 12 divisant cette enceinte en deux parties. La périphérie de cet évasement annulaire 12 vient frotter à la face interne de la chambre du carter 7, de sorte que cet évasement 12 sépare les deux régions 13 et 16 en établissant entre elles une barrière étanche. Ainsi, et comme visible dans la figure 1, le piston 3 et le corps de carter 6 délimitent conjointement, dans la région avant du carter, deux chambres pneumatiques annulaires séparées l'une de l'autre par l'évasement annulaire 12 du piston 3. La première chambre, repérée par 13, et qui est située à l'avant du carter est reliée à l'extérieur du corps de carter par un orifice 14 traversant la paroi du carter et destiné à recevoir un connecteur pneumatique. La mise sous pression de cette première chambre pneumatique 13 provoque la rétractation du piston 3 à l'intérieur du corps de carter 6. La seconde chambre, repérée par 16, et qui est séparée de la première par l'évasement 12, est reliée à l'extérieur par un second orifice 17 traversant également la paroi du corps de carter 6 pour recevoir un autre connecteur pneumatique. La mise sous pression de cette seconde chambre pneumatique 16 provoque la sortie du piston 3. En fonctionnement, le marteau 1 est alimenté par un système pneumatique connecté à ses entrées 14 et 17 pour les mettre alternativement sous pression, de façon à engendrer un mouvement alternatif de coulissement du piston 3 à l'intérieur du carter 2. Ce mouvement alternatif permet au piston de heurter de façon périodique une face de la latte à détartrer afin d'en détacher le tartre. Concrètement, une telle latte est fabriquée en matière plastique, de sorte que différents moyens sont prévus pour amortir les mouvements du piston afin que les percussions qu'il génère ne risquent pas de briser la latte. Dans ce cadre, l'extrémité de percussion 4 du piston 3 est équipée d'un embout 21 qui est fabriqué dans un matériau élastiquement déformable, du type élastomère, caoutchouc ou analogue, afin de limiter la puissance de l'impact des percussions exercées par le marteau sur les lattes qu'il détartre. Complémentairement, le carter comporte deux pièces annulaires 18 et 19 elles aussi en matériau élastique qui sont engagées à chaque extrémité de son enceinte interne, c'est-à-dire aux extrémités opposées des chambres 13 et 16. En fonctionnement, l'évasement annulaire 12 du piston 3 vient en appui alternativement contre chacun de ces amortisseurs 18, et 19, lorsque le piston atteint sa fin de course sortie et sa fin de course rétractée, afin de limiter son impact sur le corps 2. Comme visible dans la figure 1, le piston 3 est creux : il a une forme généralement tubulaire pour mettre 30 en communication son extrémité arrière 5 avec son extrémité avant 4 qui sont toutes deux ouvertes. Dans ce cadre, le corps de carter 6 comporte un troisième orifice 22 traversant sa paroi et qui est situé sensiblement au niveau du bord du bol 8 de fermeture de 35 l'extrémité arrière du carter, ce troisième orifice 22 étant destiné à être relié à un troisième connecteur du système pneumatique correspondant à de l'air de soufflage destiné à être expulsé via l'extrémité de percussion 4 du piston. Concrètement, et comme visible dans la figure 1, le bord du bol de fermeture 8 obture une partie de l'entrée 22 du carter 2 lorsque ce bol est vissé à fond de filet. Ce bol constitue ainsi un moyen de modulation de la section d'alimentation en air de soufflage, de façon à ajuster le débit et/ou la pression de soufflage à une valeur prédéterminée. Comme visible dans la figure 1, en fonctionnement lorsque le marteau 1 est en service, c'est-à-dire lorsqu'il est connecté à son système d'alimentation pneumatique, son piston rentre et sort, alternativement. Lorsque le piston est complètement rentré, son extrémité arrière 5 est engagée à l'intérieur du bol 8, de sorte que cette extrémité arrière 5, qui est ouverte, est isolée de l'entrée 22 du carter. Lorsque le piston 3 est dans sa position sortie, son extrémité arrière 5 est dégagée du bol 8, de sorte qu'elle est reliée à l'entrée 22 par laquelle est introduit l'air de soufflage du tartre, de sorte que dans cette situation, le piston expulse l'air de soufflage via son extrémité de percussion 4. Comme on le comprend, l'air de soufflage est ainsi expulsé de manière intermittente, c'est-à-dire à chaque fois que le piston 3 est sorti, au moins partiellement, et le débit de soufflage est ajusté en jouant sur le degré de vissage du bol 8 dans le corps de carter 6. Par ailleurs, le degré de vissage du bol 8 permet également d'ajuster la durée de soufflage à chaque cycle : plus le bol 8 est dévissé, plus le temps durant lequel l'extrémité arrière 5 du piston est reliée à l'entrée 22 22 est long. Autrement dit, le débit d'air de soufflage et la durée de soufflage sont d'autant plus réduits que le bol 8 est vissé. Comme on le comprend, le marteau pneumatique 5 selon l'invention est relié par un ensemble de connecteurs à un distributeur pneumatique qui assure d'une part la gestion des déplacements du piston à la fréquence voulue et à une puissance souhaitée, ainsi que l'alimentation en air de soufflage. 10 Comme visible à la figure 2 le carter 2 du marteau pneumatique 1 selon l'invention comporte à l'une de ses faces des moyens de fixation à un support, qui sont ici une série de trous taraudés repérés par 23, et qui permettent de solidariser rigidement le corps du 15 carter 6 au support utilisé pour porter et manipuler le marteau pneumatique. Le marteau pneumatique des figures 1 et 2 est avantageusement intégré à un dispositif de détartrage tel que la structure porteuse motorisée 24 pour former un 20 robot, comme illustré schématiquement aux figures 3 à 5, cette structure permettant de déplacer ce marteau à l'intérieur de chaque couloir radial d'un corps d'échange annulaire afin d'en détartrer toutes les lattes. Comme visible à la figure 3, le corps d'échange 25 26 comporte un ensemble de lattes 27 s'étendant horizontalement en étant orientées de manière orthoradiale par rapport à l'axe de révolution de la tour aéroréfrigérante, chaque latte 27 étant maintenue à chacune de ses deux extrémités par deux élingues 30 verticales 28. Chaque couloir, qui s'étend radialement par rapport à l'axe de révolution de la tour, a sa face inférieure délimitée par une alternance d'espaces vides et de lattes 27 situées à même hauteur qui se succèdent 35 selon la direction radiale. Sa face supérieure est délimitée par une autre série de lattes 27 situées à même hauteur et qui sont disposées selon une autre alternance de lattes 27 et d'espaces vides se succédant selon la direction radiale. Comme visible à la figure 3, les lattes sont disposées en quinconce lorsque vues dans un plan de coupe passant par l'axe de révolution de la tour aéroréfrigérante, et qui coïncide avec le plan des figures 3 à 5. Autrement dit, à l'aplomb d'une latte de la face inférieure du couloir se trouve un espace situé entre deux lattes de la face supérieure de ce couloir, et à l'aplomb de l'espace séparant deux lattes de la face inférieure du couloir se trouve une latte de la face supérieure de ce couloir. Les faces latérales d'un couloir, sont quant à elles délimitées par les élingues verticales 28 qui portent les lattes constituant ce couloir. Le robot 24 utilisé pour détartrer ce corps d'échange annulaire porte une série de marteaux, repérée par 29 et ayant leurs extrémités de percussions orientées vers les lattes de la face supérieure du couloir, et une autre série de marteaux, repérée par 31 ayant leurs extrémités de percussion orientées vers les lattes délimitant la face inférieure de ce couloir. Dans le cas de lattes ayant une longueur de l'ordre du mètre selon la direction orthoradiale, chaque série 29, 31 comporte par exemple trois marteaux régulièrement espacés les uns des autres selon cette direction orthoradiale. La distance séparant verticalement les extrémités de percussion des marteaux supérieurs 29 et les extrémités de percussion des marteaux inférieurs 31 est sensiblement inférieure à la hauteur du couloir lorsque les pistons de ces marteaux sont rétractés. En fonctionnement, le robot 24 avance radialement le long du couloir dans lequel il est introduit, en étant alimenté par un groupe pneumatique fixe, au moyen d'un ou plusieurs tuyaux pneumatiques reliant ce robot au groupe pneumatique. Le robot est par exemple équipé de moyens de détection de la présence ou non d'une latte sous les marteaux inférieurs 31, de sorte qu'il active ces marteaux inférieurs si la présence d'une latte inférieure est détectée, et qu'il active ses marteaux supérieurs 29 sinon. Le rythme de fonctionnement des marteaux pneumatiques est de l'ordre de dix à quinze frappes par seconde, et le robot avance de façon continue. Ce rythme de frappe est avantageusement choisi pour correspondre à une fréquence de résonnance de la latte : lorsqu'elle est soumise à des frappes à ce rythme, elle oscille en flexion à cette fréquence propre, ce qui permet d'accroître son degré de flexion pour améliorer le détartrage en favorisant la fissuration du tartre situé en surface de cette latte. Simultanément, les jets d'air qui sont soufflés aux extrémités de frappe des pistons des différents marteaux provoquent l'évacuation du tartre qui a été détaché par les percussions exercées par les pistons de ces marteaux. Comme visible dans les figures 3 à 5, le robot 24 est équipé à sa partie avant d'un profil 32 permettant de détecter l'absence de latte à la face inférieure du couloir. Une telle absence qui peut correspondre soit à une latte manquante, soit au fait que le robot a atteint l'extrémité de ce couloir, implique de provoquer le retour du robot en enclenchant sa marche arrière. Comme visible dans les figures, le profil 32 se présente sous forme d'un bras ayant son embase articulée autour d'un axe horizontal et transversal du robot et situé à l'avant de celui-ci, le bord inférieur de ce bras 32 prenant appui sur la face inférieure du couloir. Dans l'exemple des figures, le bras 32 a une forme de plaque s'étendant dans un plan vertical, et présentant un bord inférieur de forme arrondie. Ce bras a une longueur globale qui est supérieure à la distance séparant les bords opposés de deux lattes séparées par un espace vide, et il est supporté par la face inférieure du couloir dans lequel le robot est déplacé. Lorsque ce bras ou profil articulé 32 est dans une région comportant des lattes espacées les unes des autres d'un ou deux espaces, sa longueur fait qu'il est toujours en appui sur la face supérieure d'une latte, de sorte qu'il s'étend horizontalement. Lorsque ce profil 32 atteint une zone dans laquelle manque une latte, et plus particulièrement une zone correspondant à trois espaces vides consécutifs, il n'est plus maintenu, de sorte qu'il s'abaisse, ce qui correspond à la situation de la figure 5. La détection de cet abaissement provoque de manière automatisée la marche arrière du robot, du fait qu'elle correspond soit à une latte manquante dans une région centrale du couloir, soit au fait que le robot a atteint l'extrémité du couloir, mais dans les deux cas, il est indispensable que le robot fasse marche arrière pour ne pas tomber. Comme visible dans les figures, le robot 24 présente une longueur importante pour lui conférer une stabilité suffisante durant son évolution à l'intérieur d'un couloir à détartrer. Dans l'exemple des figures, cette longueur correspond à la distance séparant quatre lattes consécutives d'un couloir, et pour pouvoir assurer son déplacement, ce robot est pourvu ici de quatre chenilles 33, 34 s'étendant sur toute sa longueur. Pour simplifier l'introduction et le retrait de ce robot 24, d'un couloir à l'autre, il est articulé dans sa partie centrale, de manière à pouvoir être replié en deux pour occuper un volume plus compact lors des phases d'introduction et de retrait, comme dans la figure 3. Ainsi, le robot 24 peut directement être récupéré par une station d'accueil à la sortie d'un couloir pour être introduit dans le prochain couloir à traiter. Dans l'exemple des figures, le robot 24 porte des outils de détartrage qui sont des marteaux pneumatiques du même type que le marteau des figures 1 et 2, mais ce robot peut aussi bien être équipé d'outils de détartrage ne correspondant pas nécessairement au marteau pneumatique soufflant des figures 1 et 2. REVENDICATIONS1. Dispositif de détartrage des lattes (27) d'une tour d'aéroréfrigération, comprenant : - un marteau (1) comportant un carter (2) dans lequel est monté un piston (3) mobile entre une position rentrée et une position sortie pour périodiquement sortir le piston (3) et le rentrer de manière à détacher le tartre d'une latte (27) en la heurtant avec une extrémité de percussion (4) du piston (3) ; - des moyens pour souffler de l'air au niveau de l'extrémité de percussion (4) du piston (3) pour extraire par soufflage le tartre détaché de la latte (27) par percussion. 2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel : - le marteau (1) est du type pneumatique, le carter (2) étant destiné à être connecté à un système d'alimentation pneumatique pour déplacer son piston (3) ; - les moyens de soufflage d'air comportent l'extrémité de percussion du piston (3) qui est pourvue d'une ouverture de soufflage, le marteau (1) étant agencé pour souffler de l'air via cette extrémité de percussion (4) du piston (3). 3. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel le piston (3) a une forme généralement tubulaire, de sorte que l'air de soufflage est introduit dans le piston (3) par son extrémité (5) opposée à son extrémité de percussion (4). 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, comprenant des moyens pour ajuster la pression de soufflage indépendamment de la fréquence et de la puissance des percussions générées par le piston du marteau. 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à4, comportant une structure porteuse motorisée (24) équipée de chenilles (33, 34) ou de roues, destinée à rouler sur une série de lattes (27) coplanaires orientées transversalement à la direction d'avancement de cette structure, et portant un ou plusieurs marteaux (1) orientés vers le bas pour détartrer les lattes sur lesquelles cette structure porteuse (24) est déplacée. 6. Dispositif selon la revendication 5, comportant en outre un ou plusieurs pistons (1) orientés vers le haut pour détartrer des lattes orientées transversalement à la structure porteuse (24) mais situées au dessus de cette structure porteuse (24). 7. Dispositif selon la revendication 5 ou 6, dans lequel la structure porteuse (24) est agencée pour pouvoir être repliée en deux en étant articulée sensiblement à la moitié de sa longueur pour réduire son encombrement en phase d'introduction du dispositif dans une zone à détartrer. 8. Dispositif selon l'une des revendications 5 à 7, dans lequel la structure porteuse (24) comporte au niveau de l'une de ses extrémités un moyen (32) de détection de la présence ou de l'absence de lattes à l'aplomb de cette extrémité, et des moyens automatisés pour arrêter la progression de la structure motorisée (24) sur détection d'une absence de lattes.