Brevet FR3014340A1 — publié le 20150612

Dispositif perfectionné de perçage de bouchons dans un générateur de vapeur La présente invention concerne un dispositif de perçage de bouchons dans un générateur de vapeur. Une centrale électrique à réacteur nucléaire comporte de manière classique des échangeurs de chaleur, également appelés « générateurs de vapeur ». Un tel générateur de vapeur comporte une pluralité de tubes, dans lesquels un premier fluide circule, et à l'extérieur desquels un second fluide entoure ces tubes. Ainsi, un échange de chaleur est possible entre ces premier et second fluides. Le premier fluide, circulant dans les tubes, est généralement radioactif, si bien qu'il importe qu'il n'ait pas la possibilité de s'échapper des tubes ni de contaminer le second fluide environnant ces tubes. Il est donc important d'éviter les fuites sur l'un des tubes, auquel cas les deux fluides pourraient se mélanger. Ainsi, dans le cas où un tube endommagé présente une fuite, ce tube endommagé est généralement bouché, avec ce qu'on appelle un bouchon de générateur à vapeur, de telle sorte que le premier fluide ne circule plus dans ce tube. Il est parfois nécessaire d'enlever ultérieurement un tel bouchon, par exemple en vue de le remplacer, ou conjointement à une réparation du tube correspondant. A cet effet, on connaît déjà, dans l'état de la technique, notamment d'après US 4 734 972, un dispositif de perçage de bouchons de générateur à vapeur, comprenant un corps principal, et un foret porté par ce corps principal et s'étendant le long d'un axe longitudinal. Ce foret est susceptible d'être entraîné en rotation autour de son axe longitudinal, afin d'effectuer une action de perçage d'un bouchon. Un tel dispositif de perçage est généralement manipulé au moyen d'un dispositif de manipulation, également appelé porteur. Lors du perçage d'un bouchon, les efforts liés à ce perçage sont repris par le porteur, qui nécessite donc d'être fermement maintenu par un opérateur réalisant le perçage. Ainsi, il n'est notamment pas possible d'utiliser un porteur suffisamment long pour permettre la manipulation du dispositif de perçage depuis l'extérieur du générateur de vapeur. En effet, un tel porteur long impliquerait un bras de levier trop important pour les efforts repris par le porteur, ce qui s'opposerait à une manipulation précise du dispositif de perçage. L'invention a notamment pour but de remédier à cet inconvénient, en proposant un dispositif de perçage permettant de réduire les efforts repris par le porteur lors du perçage d'un bouchon. A cet effet, l'invention a notamment pour objet un dispositif de perçage de bouchons dans un générateur de vapeur, comprenant : - un corps principal ; - un foret, porté par le corps principal, et s'étendant le long d'un axe longitudinal, ledit foret étant susceptible d'être entraîné en rotation autour de son axe longitudinal, afin d'effectuer une action de perçage d'un bouchon, caractérisé en ce qu'il comporte un élément tubulaire creux, s'étendant le long de l'axe longitudinal, en entourant le foret et coaxiallement à ce foret, l'élément tubulaire comprenant une surface extérieure présentant un filetage de vissage, destiné à être vissé sur le bouchon préalablement au perçage, l'élément tubulaire étant susceptible d'être entraîné en rotation autour de l'axe longitudinal, indépendamment de la rotation du foret. L'élément tubulaire creux, qui est indépendant du foret, est vissé sur le bouchon préalablement au perçage. Ainsi, les efforts liés au perçage sont repris par le bouchon, par l'intermédiaire de cet élément tubulaire creux, plutôt que par le porteur. Les efforts repris par le porteur sont ainsi réduits, si bien qu'il est possible d'utiliser un porteur suffisamment long pour permettre à l'opérateur d'effectuer le perçage depuis l'extérieur du générateur de vapeur. Dans ce cas, l'opérateur est ainsi moins exposé aux radiations que lorsqu'il utilise un dispositif de perçage de l'état de la technique. Un dispositif de perçage selon l'invention peut comporter en outre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises seules ou selon toutes combinaisons techniquement envisageables. - Le dispositif de perçage comprend un premier moteur muni d'un premier arbre de sortie, et des premiers moyens d'entraînement en rotation du foret autour de l'axe longitudinal, par le premier arbre de sortie. - Le premier arbre de sortie est déporté radialement par rapport à l'axe longitudinal, les premiers moyens d'entraînement comportant au moins un pignon moteur de perçage, lié en rotation au premier arbre de sortie, et un pignon d'axe de perçage, lié en rotation au foret, entrainé en rotation par le pignon moteur de perçage, par exemple par l'intermédiaire d'un pignon intermédiaire de perçage engrainant avec le pignon moteur de perçage et avec le pignon d'axe de perçage. - Le premier moteur est un moteur pneumatique. - Le dispositif de perçage comprend un second moteur muni d'un second arbre de sortie, et des seconds moyens d'entraînement en rotation de l'élément tubulaire creux autour de l'axe longitudinal, par le second arbre de sortie. - Le second arbre de sortie est déporté radialement par rapport à l'axe longitudinal, et décalé angulairement par rapport au premier arbre de sortie, les seconds moyens d'entraînement comportant au moins un pignon moteur de vissage, lié en rotation au second arbre de sortie, et un pignon d'axe de vissage, lié en rotation à l'élément tubulaire creux, entrainé en rotation par le pignon moteur de vissage, par exemple par l'intermédiaire d'un pignon intermédiaire de vissage engrainant avec le pignon moteur de vissage et avec le pignon d'axe de vissage. - Le second moteur est un moteur électrique. - Le dispositif comporte un élément allongé entre une extrémité proximale de manipulation, et une extrémité distale à laquelle est fixé le dispositif de perçage. L'invention concerne également un procédé de perçage d'un bouchon dans un générateur de vapeur, au moyen d'un dispositif de perçage tel que défini précédemment, caractérisé en ce qu'il comporte une étape préalable de vissage de l'élément tubulaire sur le bouchon, suivie d'une étape de perçage du bouchon par le foret. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux figures annexées parmi lesquelles : - la figure 1 est une vue en perspective d'un dispositif de perçage selon un exemple de mode de réalisation de l'invention ; - la figure 2 est une vue en coupe du dispositif de perçage de la figure 1, dans un premier plan de coupe ; - la figure 3 est une vue en coupe du dispositif de perçage de la figure 1, dans un second plan de coupe décalé angulairement par rapport audit premier plan de coupe. On a représenté, sur les figures, un dispositif 10 de perçage d'un bouchon 12 dans un générateur de vapeur. Le dispositif de perçage 10 comporte un corps principal 14, portant un foret de perçage 16, visible sur les figures 2 et 3. Le foret 16 s'étend le long d'un axe longitudinal X. Ce foret 16 est susceptible d'être entraîné en rotation autour de cet axe longitudinal X, et en translation le long de cet axe longitudinal X, afin d'effectuer une action de perçage du bouchon 12. Afin d'entraîner le foret 16 en rotation, le dispositif de perçage 10 comprend un premier moteur 18, muni d'un premier arbre de sortie 20, et des premiers moyens 22 d'entraînement du foret 16 en rotation autour de l'axe longitudinale X par ce premier arbre de sortie 20. Le premier moteur 18 est par exemple un moteur pneumatique de type classique, mais pourrait en variante être formé par tout moteur adapté. Comme cela est notamment représenté sur la figure 2, le premier arbre de sortie 20 est déporté radialement par rapport à l'axe longitudinal X. Les premiers moyens d'entraînement 22 comportent alors des éléments d'engrainage, notamment des pignons, logés dans le corps 14, et formant une chaîne cinématique entre le premier arbre de sortie 20 et le foret 16. Plus particulièrement, les premiers moyens d'entraînement 22 comportent un pignon moteur de perçage 24 solidaire en rotation du premier arbre de sortie 20, et un pignon d'axe de perçage 26, solidaire en rotation du foret 16, par l'intermédiaire d'une tige 28 solidaire avec le pignon d'axe de perçage 26 et avec le foret 16. Le pignon d'axe de perçage 26 est entraîné en rotation par le pignon moteur de perçage 24, par exemple par l'intermédiaire d'un pignon intermédiaire 30 de perçage, engrenant d'une part avec le pignon moteur de perçage 24 et d'autre part avec le pignon d'axe de perçage 26. Avantageusement, le pignon moteur de perçage 24, le pignon d'axe de perçage 26 et le pignon intermédiaire 30 ne comportent pas le même nombre de dents, afin de modifier le rapport de vitesse et/ou de couple entre le premier arbre de sortie 20 et le foret 16. Le dispositif de perçage 10 comporte également des moyens 32 d'entraînement du foret 16 en translation le long de son axe longitudinal X. Le foret 16 est ainsi mobile le long de l'axe longitudinal entre une position de repos, représentée sur la figure 2, et une position de perçage non représentée. Il est à noter que le pignon d'axe de perçage 26 présente une hauteur suffisante dans la direction de l'axe longitudinal X pour rester en prise avec le pignon intermédiaire de perçage 30 à la fois dans la position de repos et dans la position de perçage. En variante, c'est le pignon intermédiaire de perçage 30 qui présente une hauteur, parallèlement à l'axe longitudinal X, suffisante pour que le pignon d'axe de perçage 26 reste en prise quelle que soit sa position. Les moyens de déplacement en translation 32 comportent de manière classique un vérin hydraulique 34 connu en soi, qui ne sera donc pas décrit davantage. Afin de fixer le dispositif de perçage 10 sur le bouchon 12 préalablement au perçage de ce bouchon, le dispositif de perçage 10 comporte un élément tubulaire creux 36, s'étendant le long de l'axe longitudinal en entourant le foret 16 et coaxialement à celui-ci. L'élément tubulaire 36 comprend une surface extérieure 38 présentant un filetage de vissage, destiné à être vissé à l'intérieur du bouchon 12, préalablement au perçage. Il est à noter que l'élément tubulaire 36 est détachable, de sorte qu'il est possible de le remplacer, pour choisir un élément tubulaire 36 similaire de dimensions adaptées au bouchon à percer. On notera qu'un bouchon 12 de générateur de vapeur comporte de manière classique une cavité borgne inhérente aux méthodes classiques d'installation de ce bouchon dans un tube de générateur de vapeur. C'est dans cette cavité borgne que l'élément tubulaire 36 est destiné à être vissé. Avantageusement, l'élément tubulaire 36 comporte une butée 39, par exemple formée par une collerette, destinée à venir en contact avec l'embouchure de la cavité borgne du bouchon 12 pour limiter le vissage de l'élément tubulaire 36 à l'intérieur de cette cavité. De préférence, la butée 39 est deformable élastiquement, afin de permettre un arrêt progressif du vissage. Afin de permettre ce vissage, l'élément tubulaire 36 est susceptible d'être entraîné en rotation autour de l'axe longitudinal X, indépendamment de la rotation et/ou de la translation du foret 16. A cet effet, le dispositif de perçage 10 comprend un second moteur 40, muni d'un second arbre de sortie 42, et des seconds moyens 44 d'entraînement de l'élément tubulaire creux 36 en rotation autour de l'axe longitudinal X par ce second arbre de sortie 42. Le second moteur 40 est par exemple un moteur électrique, mais il pourrait en variante être formé par tout autre type de moteur adapté. Comme cela est notamment représenté sur la figure 3, le second arbre de sortie 42 est déporté radialement par rapport à l'axe longitudinal X. En outre, ce second arbre de sortie 42 est décalé angulairement, autour de l'axe longitudinal X, par rapport au premier arbre de sortie 20. Ainsi, les premier 18 et second 40 moteurs sont agencés parallèlement l'un à l'autre, et tous deux portés par le corps principal 14. Les seconds moyens d'entraînement 44 comportent alors des éléments d'engrainage, notamment des pignons, logés dans le corps 14, et formant une chaîne cinématique entre le second arbre de sortie 42 et l'élément tubulaire creux 36. Plus particulièrement, les seconds moyens d'entraînement 44 comportent un pignon moteur de vissage 46 lié en rotation au second arbre de sortie 42, et un pignon d'axe de vissage 48 lié en rotation à l'élément tubulaire creux 36, par l'intermédiaire d'un organe tubulaire creux 50 entourant la tige 28. Avantageusement, l'organe tubulaire creux 50 est amovible, afin de permettre un remplacement simple du foret 16 lorsque cela est nécessaire. Le pignon d'axe de vissage 48 est entraîné en rotation par le pignon moteur de vissage 46, par exemple par l'intermédiaire d'un pignon intermédiaire de vissage 52 engrenant d'une part avec le pignon moteur de vissage 46 et d'autre part avec le pignon d'axe de vissage 48. Il est à noter que l'axe du pignon intermédiaire de vissage 52 est accessible de manière à permettre un dévissage manuel du bouchon. Avantageusement, le pignon moteur de vissage 46, le pignon d'axe de vissage 48 et le pignon intermédiaire de vissage 52 ne comportent pas le même nombre de dents, afin de modifier le rapport de vitesse et/ou de couple entre le second arbre de sortie 42 et l'élément tubulaire creux 36. On notera qu'un tel dispositif de perçage 10 peut être manipulé au moyen d'un dispositif de manipulation, comportant notamment un élément allongé entre une extrémité proximale de manipulation et une extrémité distale à laquelle est fixé le dispositif de perçage 10. Du fait que les efforts liés au perçage sont principalement repris par le bouchon, et non par le dispositif de manipulation, ledit élément allongé peut être suffisamment long pour permettre une manipulation du dispositif de perçage 10 depuis l'extérieur du générateur de vapeur. Un dispositif de perçage 10 selon l'invention permet de réaliser un procédé de perçage qui va maintenant être décrit. Au cours d'une première étape, le dispositif de perçage 10 est amené, au moyen du dispositif de manipulation, à proximité d'un bouchon 12 à percer, en introduisant le foret 16 à l'intérieur de celui-ci jusqu'à ce que l'élément tubulaire 36 vienne en contact avec l'embouchure de la cavité borgne du bouchon 12. Le procédé comporte alors une étape de vissage de l'élément tubulaire 36 sur le bouchon 12. A cet effet, le second moteur 40 est activé, entraînant en rotation l'élément tubulaire 36 par l'intermédiaire des seconds moyens d'entraînement 44. Par cette rotation, l'élément tubulaire 36 vient se visser dans le bouchon 12, jusqu'à ce que l'embouchure du bouchon 12 vienne en butée avec la butée 39 de l'élément tubulaire 36. Le dispositif de perçage 10 se retrouve alors fermement maintenu au bouchon 12. Le procédé de perçage comporte alors ensuite une étape de perçage du bouchon par le foret 16. A cet effet, le premier moteur 18 est activé afin d'entraîner en rotation le foret 16, par l'intermédiaire des premiers moyens d'entraînement 22, et les moyens d'entraînement en translation 32 sont également activés pour amener le foret 16 dans sa position de perçage. Le perçage est ainsi effectué, les efforts liés au perçage étant repris par le bouchon 12, par l'intermédiaire de l'élément tubulaire 36 vissé à ce bouchon 12. On notera que l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation précédemment décrit, mais pourrait présenter diverses variantes sans sortir du cadre des revendications. REVENDICATIONS1. Dispositif (10) de perçage de bouchons (12) dans un générateur de vapeur, comprenant : - un corps principal (14) ; - un foret (16), porté par le corps principal (14), et s'étendant le long d'un axe longitudinal (X), ledit foret (16) étant susceptible d'être entraîné en rotation autour de son axe longitudinal (X), afin d'effectuer une action de perçage d'un bouchon (12), caractérisé en ce qu'il comporte un élément tubulaire creux (36), s'étendant le long de l'axe longitudinal (X), en entourant le foret (16) et coaxiallement à ce foret (16), l'élément tubulaire (36) comprenant une surface extérieure présentant un filetage de vissage, destiné à être vissé sur le bouchon (12) préalablement au perçage, l'élément tubulaire (36) étant susceptible d'être entraîné en rotation autour de l'axe longitudinal (X), indépendamment de la rotation du foret (16). 2. Dispositif de perçage (10) selon la revendication 1, comprenant un premier moteur (18) muni d'un premier arbre de sortie (20), et des premiers moyens (22) d'entraînement en rotation du foret (16) autour de l'axe longitudinal (X), par le premier arbre de sortie (20). 3. Dispositif de perçage (10) selon la revendication 2, dans lequel le premier arbre de sortie (20) est déporté radialement par rapport à l'axe longitudinal (X), les premiers moyens d'entraînement (22) comportant au moins un pignon moteur de perçage (24), lié en rotation au premier arbre de sortie (20), et un pignon d'axe de perçage (26), lié en rotation au foret (16), entrainé en rotation par le pignon moteur de perçage (24), par exemple par l'intermédiaire d'un pignon intermédiaire de perçage (30) engrainant avec le pignon moteur de perçage (24) et avec le pignon d'axe de perçage (26). 4. Dispositif de perçage (10) selon la revendication 2 ou 3, dans lequel le premier moteur (18) est un moteur pneumatique. 5. Dispositif de perçage (10) selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, comprenant un second moteur (40) muni d'un second arbre de sortie (42), et des seconds moyens (44) d'entraînement en rotation de l'élément tubulaire creux (36) autour de l'axe longitudinal (X), par le second arbre de sortie (42). 6. Dispositif de perçage (10) selon la revendication 5, dans lequel le second arbre de sortie (42) est déporté radialement par rapport à l'axe longitudinal (X), et décalé angulairement par rapport au premier arbre de sortie (20), les seconds moyens d'entraînement (44) comportant au moins un pignon moteur de vissage (46), lié en rotation au second arbre de sortie (42), et un pignon d'axe de vissage (48), lié en rotationà l'élément tubulaire creux (36), entrainé en rotation par le pignon moteur de vissage (46), par exemple par l'intermédiaire d'un pignon intermédiaire de vissage (52) engrainant avec le pignon moteur de vissage (46) et avec le pignon d'axe de vissage (48). 7. Dispositif de perçage (10) selon la revendication 5 ou 6, dans lequel le second moteur (40) est un moteur électrique. 8. Dispositif de manipulation d'un dispositif de perçage (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, comportant un élément allongé entre une extrémité proximale de manipulation, et une extrémité distale à laquelle est fixé le dispositif de perçage (10). 9. Procédé de perçage d'un bouchon (12) dans un générateur de vapeur, au moyen d'un dispositif de perçage (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte une étape préalable de vissage de l'élément tubulaire (36) sur le bouchon (12), suivie d'une étape de perçage du bouchon (21) par le foret (16).