Brevet FR3086790A1 — publié le 20200403

Détrompeur pour embout de manutention d'élément de réacteur nucléaire, dispositif d'installation du détrompeur, outil de manutention d'un embout de manutention muni du détrompeur et procédé de manutention La présente invention concerne la manutention sous eau d'éléments de réacteur nucléaire ne contenant pas de matière fissile, tels que des squelettes d'assemblages de combustible nucléaire et des étuis contenant des déchets activés d'exploitation, et notamment la différenciation de ces éléments de réacteur nucléaire et des assemblages de combustible nucléaire. Pour faciliter leur évacuation, les déchets activés d'exploitation d'une centrale nucléaire sont généralement disposés dans un conteneur, appelé étui par la suite, ayant sensiblement la taille et la géométrie externe d'un assemblage de combustible nucléaire et comportant à son extrémité supérieure un embout de manutention semblable dans sa forme à celui d'un assemblage de combustible nucléaire. L'outil de manutention des assemblages de combustible nucléaire usés disponible dans le bâtiment combustible d'une centrale nucléaire est ainsi apte à manutentionner les étuis pour déchets activés. Cet outil de manutention est également utilisé pour manipuler, d'une part, les squelettes d'assemblages de combustible nucléaire irradiés issus d'une reconstitution d'assemblage de combustible nucléaire endommagé et, d'autre part, les carquois contenant des crayons de combustible nucléaire irradiés issus d'opérations de réparation d'assemblages de combustible nucléaire endommagés. Les squelettes, les étuis et les carquois sont en général stockés dans les cellules des râteliers de stockage pour assemblages de combustible nucléaire disposés en piscine de désactivation du bâtiment combustible du réacteur nucléaire. Ces cellules sont conçues pour contenir du combustible nucléaire irradié (assemblages de combustible nucléaire ou carquois) dans un état sûr et assurer son refroidissement. Après plusieurs années d'exploitation de la centrale nucléaire, plusieurs de ces cellules peuvent être rendues indisponibles car utilisées pour le stockage d'éléments de réacteur nucléaire contenant ou non des déchets activés et ne contenant pas de matière fissile (par exemple squelettes d'assemblages de combustible nucléaire, étuis...). Dans le cadre d'une augmentation de la capacité de stockage de la piscine de désactivation, l'exploitant peut être amené à vouloir déplacer les éléments de réacteur nucléaire dans des râteliers de stockage de conception différente compatibles avec le stockage d'un élément de réacteur nucléaire ne contenant pas de matière fissile. Les alvéoles de ces râteliers de stockage sont destinées à recevoir des déchets dont des déchets contenant de la matière activée mais leur conception n'est pas compatible avec 2 un stockage même temporaire de matière fissile. Il faut donc mettre en oeuvre des procédures et/ou des outils permettant de garantir qu'aucun assemblage de combustible nucléaire et qu'aucun carquois contenant de la matière fissile ne sera déposé dans ces alvéoles. 5 Les assemblages de combustible, les carquois et les éléments de réacteur nucléaire (étuis et squelettes) présentent des géométries analogues mais légèrement différentes. Il est donc théoriquement possible de se baser sur un contrôle visuel pour les différentier mais un risque d'erreur persiste. Il est également possible de différentier les assemblages de combustible nucléaire et les squelettes entre eux et par rapport aux 10 carquois et aux étuis par un contrôle de la masse. Toutefois un tel contrôle peut être inopérant pour les carquois et les étuis ceux-ci pouvant contenir une quantité variable de crayons de combustible nucléaire, respectivement de déchets activés. Un des buts de l'invention est de proposer un moyen sûr de différentier les assemblages de combustible nucléaire et les carquois des éléments de réacteur nucléaire 15 ne contenant pas de matière fissile (étuis et squelettes) et ainsi de réduire le risque de stocker un assemblage de combustible nucléaire ou un carquois dans une alvéole à déchets. A cet effet, l'invention propose un détrompeur configuré pour être monté sur un embout de manutention d'un élément de réacteur nucléaire, l'eMbout de manutention 20 étant configuré pour être saisi par un outil de manutention d'assemblage de combustible nucléaire. Selon des modes de réalisation particuliers, le détrompeur peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques optionnelles suivantes, prises isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles : 25 - il est configuré pour être inséré dans un trou de détrompage de l'embout de manutention de l'élément de réacteur nucléaire ; - il est configuré pour s'encliqueter dans le trou de détrompage ; - il comprend au moins une languette d'encliquetage, de préférence plusieurs languettes d'encliquetage réparties autour d'un axe central du détrompeur ; 30 - il comprend une tête configurée pour attacher un outil d'intervention au détrompeur pour permettre la manipulation du détrompeur ; - la tête est munie d'un filetage pour le vissage d'un organe de fixation de l'outil d'intervention sur le détrompeur et/ou d'au moins un pan pour le blocage en rotation de la tête par rapport à l'outil d'intervention ; 35 - il est configuré de sorte qu'un embout de manutention muni du détrompeur est impropre à être saisi par un outil de manutention d'assemblage de combustible nucléaire. 3 L'invention concerne également un dispositif d'installation pour l'installation et/ou le retrait d'un détrompeur tel que défini ci-dessus, comprenant un masque configuré pour être posé sur un embout de manutention, le masque comprenant un trou de guidage situé de manière à être aligné avec un emplacement d'installation du détrompeur, par exemple 5 le trou de détrompage de l'embout de manutention, le trou de guidage étant configuré pour guider le détrompeur lors de son installation. Selon des modes de réalisation particuliers, le dispositif d'installation peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques optionnelles suivantes, prises isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles : 10 - le masque comprend une pluralité de logements de détrompeurs, chaque logement de détrompeur étant configuré pour stocker un détrompeur respectif ; et - le masque possède une tête identique ou similaire à celle du détrompeur pour permettre la manipulation du masque avec le même outil d'intervention que le détrompeur. 15 L'invention concerne encore un outil de manutention spécifique pour la manutention d'un élément de réacteur nucléaire possédant un embout de manutention, l'outil de manutention étant configuré pour saisir l'embout de manutention lorsqu'il est muni d'un détrompeur tel que défini ci-dessus, et pour être empêché de saisir l'embout de manutention lorsqu'il est dépourvu de détrompeur. 20 Selon une caractéristique optionnelle, l'outil de manutention spécifique comprend un pion de détrompage configuré pour ne pas interférer avec un embout de manutention dépourvu de détrompeur, l'absence d'interférence ou une interférence partielle avec l'embout de manutention empêchant la saisie de l'embout de manutention. L'invention concerne aussi un procédé de manutention d'au moins un élément de 25 réacteur nucléaire comprenant un embout de manutention configuré pour être saisi par un outil de manutention d'assemblage de combustible nucléaire, le procédé comprenant l'installation d'un détrompeur tel que défini ci-dessus sur l'embout de manutention, et la manutention de l'élément de réacteur nucléaire à l'aide d'un outil de manutention spécifique propre à saisir un embout de manutention muni d'un tel détrompeur et 30 impropre à saisir un embout de manutention dépourvu de détrompeur. Selon une caractéristique optionnelle du procédé, l'embout de manutention est muni d'un trou de détrompage et le détrompeur est inséré dans le trou de détrompage. L'invention et ses avantages seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en référence aux dessins 35 annexés, sur lesquels : - la Figure 1 est une vue en perspective d'un détrompeur ; 4 - la Figure 2 est une vue en perspective d'un masque d'un dispositif d'installation pour l'installation et/ou le retrait d'un détrompeur ; - la Figure 3 est une vue en perspective du dispositif d'installation en cours d'utilisation sur des embouts de manutention ; et 5 - la Figure 4 est une vue partielle en perspective d'un outil de manutention spécifique pour la manutention d'un embout de manutention muni du détrompeur de la Figure 1. Comme illustré sur les Figures, le détrompeur 2 (Figure 1) est configuré pour être monté sur un embout de manutention 4 (Figure 3) d'un élément de réacteur nucléaire, 10 l'embout de manutention 4 étant semblable dans sa forme à un embout de manutention 4 d'un assemblage de combustible nucléaire et manipulable par un outil de manutention d'assemblage de combustible nucléaire (ci-après « outil de manutention »). Le détrompeur 2 est configuré de sorte qu'une fois installé sur l'embout de manutention 4, l'embout de manutention 4 est impropre à être saisi par l'outil de 15 manutention, i.e. que la présence du détrompeur 2 sur l'embout de manutention 4 empêche la saisie de l'embout de manutention 4 par l'outil de manutention. Le détrompeur 2 est par exemple configuré pour être inséré dans un trou de détrompage 6 d'un embout de manutention 4. Le trou de détrompage 6 prévu sur chaque embout de manutention 4 permet de s'assurer qu'un assemblage de combustible 20 nucléaire est saisi par l'outil de manutention d'assemblage de combustible nucléaire avec une orientation déterminée. L'outil de manutention d'assemblage de combustible nucléaire comprend un pion de détrompage prévu pour s'insérer dans le trou de détrompage 6. Les embouts de manutention 4 des éléments de réacteur nucléaire sont 25 également munis d'un trou de détrompage 6 afin de permettre leur saisie par l'outil de manutention d'assemblage de combustible nucléaire. La présence du détrompeur 2 dans le trou de détrompage 6 empêche la saisie du l'embout de manutention 4 par l'outil de manutention d'assemblage de combustible nucléaire Le détrompeur 2 est par exemple prévu s'encliqueter sur l'embout de 30 manutention 4, en particulier dans le trou de détrompage 6. A cet effet, le détrompeur 2 comprend par exemple une languette d'encliquetage 10 élastique, en particulier plusieurs languettes d'encliquetage 10. Dans l'exemple illustré, le détrompeur 2 est allongé suivant un axe central C et les languettes d'encliquetage 10 sont réparties autour de l'axe central C, par exemple régulièrement. 35 Le détrompeur 2 comprend avantageusement une tête 12 configurée pour attacher un outil d'intervention 14 (Figure 3) au détrompeur 2 pour permettre la manipulation du 5 détrompeur 2. L'outil d'intervention 14 est par exemple fixé à l'extrémité inférieure d'une perche. La tête 12 est par exemple munie d'un filetage 16 pour le vissage d'un organe de fixation (non visible) de l'outil d'intervention 14 sur le détrompeur 2 et/ou d'au moins un 5 pan 18 pour le blocage en rotation de la tête 12 par rapport à un corps 20 de l'outil d'intervention 14 lors du vissage de l'organe de fixation sur le filetage 16. La tête 12 possède ici un filetage 16 interne et des pans 18 situés sur une surface externe de la tête 12, par exemple quatre pans 18. Dans l'exemple illustré, la tête 12 est située à une extrémité du détrompeur 2 et 10 chaque languette élastique d'encliquetage 10 est située à une extrémité opposée du détrompeur 2. Comme visible sur les Figures 2 et 3, un dispositif d'installation 21 pour l'installation et/ou le retrait d'un détrompeur 2 comprend l'outil d'intervention 14 et un masque 22 configuré pour être posé sur un embout de manutention 4, le masque 22 15 comprenant un trou de guidage 24 situé de manière à être aligné avec un emplacement d'installation du détrompeur 2, par exemple le trou de détrompage 6 de l'embout de manutention 4, le trou de guidage 24 étant configuré pour guider le détrompeur 2 lors de son installation et pour guider l'outil d'intervention 14 lors du retrait du détrompeur 2. Le masque 22 comprend par exemple une pluralité de logements de détrompeur 20 26, chaque logement de détrompeur 26 étant configuré pour stocker un détrompeur 2 respectif. Ainsi, le masque 22 permet d'intervenir successivement sur plusieurs embouts de manutention 4. Le masque 22 comprend une tête 28 pour permettre la manipulation du masque 22. Avantageusement, la tête 28 est similaire à la tête 12 du détrompeur 2 pour permettre 25 la manipulation du masque 22 avec l'outil d'intervention 14, par exemple pour déplacer le masque 22 d'un embout de manutention 4 à un autre. Le masque 22 comprend par exemple une plaque 30 de forme générale carrée et des pieds 31 prévus pour prendre appui sur des coins de l'embout de manutention 4. Les logements de détrompeur 26 sont par exemple formés dans la plaque 30, autour de la 30 tête 28 située au centre de la plaque 30. Avantageusement, comme illustré sur la Figure 3, le masque 22 comprend au moins un pion de guidage 23, chaque pion de guidage 23 étant prévus pour s'insérer dans un trou de guidage 25 de l'embout de manutention 4. Le masque 22 comprend ici deux pions de guidage 23 prévus pour s'insérer dans deux trous de guidage 25 situés 35 dans deux coins de l'embout de manutention 4 situé sur une même diagonale de l'embout 6 de manutention de forme générale carrée. Ces trous de guidage 25 sont généralement nommés « trous S ». Les embouts de manutention 4 représentés sur la Figure 3 sont par exemple des embouts de manutention de squelettes, qui sont identiques à des embouts d'assemblage 5 de combustible nucléaire. Un embout de manutention 4 d'un étui a une forme semblable, tout en étant généralement de conception plus simple. L'outil de manutention spécifique 32 illustré sur la Figure 4 est configuré pour la manutention d'un élément de réacteur nucléaire possédant un embout de manutention 4, l'outil de manutention spécifique 32 étant configuré pour saisir un embout de manutention 10 4 muni d'un détrompeur 2, et pour être empêché de saisir un embout de manutention 4 dépourvu de détrompeur 2. Comme illustré, l'outil de manutention spécifique 32 comprend par exemple un pion de détrompage 34 configuré pour ne pas interférer avec un embout de manutention 4 dépourvu de détrompeur 2, l'absence d'interférence avec l'embout de manutention 4 15 empêchant la saisie de l'embout de manutention 4. Dans l'exemple illustré, l'outil de manutention spécifique 32 comprend un corps 36, un organe de saisie 38 mobile par rapport au corps 36 entre une position de relâchement et une position de saisie pour sélectivement relâcher et saisir un embout de manutention 4. 20 Le pion de détrompage 34 est par exemple monté coulissant verticalement par rapport à au corps 36 de l'outil de manutention spécifique 32, en étant relié à l'organe de saisie 38 par un mécanisme à crémaillère 40 de sorte que l'organe de saisie 38 soit empêcher de se déplacer en position de saisie en l'absence d'interférence du pion de détrompage 34 avec l'embout de manutention 4, empêchant ainsi la saisie de l'embout de 25 manutention 4, et que l'organe de saisie 38 soit autorisé à se déplacer en position de saisie lorsque le pion de détrompage 34 coulisse vers le haut du fait d'une interférence avec un détrompeur 2. Avantageusement, le pion de détrompage 34 peut être configuré pour déplacer l'organe de saisie 38 jusqu'à une position intermédiaire entre la position de relâchement 30 et la position de saisie, en cas de faible interférence ou d'interférence partielle avec un embout de manutention 4, empêchant ainsi la saisie de l'embout de manutention 4. Par faible interférence ou interférence partielle on entend que le déplacement du pion de détrompage 34 provoqué par l'interférence est insuffisante pour permettre le déplacement de l'organe de saisie 38 jusqu'à la position de saisie. Cette disposition empêche la saisie 35 de l'embout de manutention 4 par l'outil de manutention spécifique 32 en cas de mauvaise orientation de l'outil de manutention spécifique 32 par rapport à l'embout de 7 manutention 4 et de faible interférence entre le pion de détrompage 34 et un coin 8 de l'embout de manutention 4 dépourvu de trou. Le détrompeur 2 permet la réalisation d'un procédé de manutention d'au moins un élément de réacteur nucléaire comprenant un embout de manutention 4 configuré pour 5 être saisi par un outil de manutention d'assemblage de combustible nucléaire, le procédé comprenant l'installation d'un détrompeur 2 sur l'embout de manutention 4, et la manutention de l'élément de réacteur nucléaire à l'aide d'un outil de manutention spécifique 32 propre à saisir un embout de manutention 4 muni d'un détrompeur 2 et impropre à saisir un embout de manutention 4 dépourvu de détrompeur 2. 10 Dans un mode de mise en oeuvre, l'embout de manutention 4 est muni d'un trou de détrompage 6 et le détrompeur 2 est inséré dans le trou de détrompage 6. Grâce à l'invention, il est possible d'assurer la manutention exclusive des éléments de réacteur nucléaire (étuis contenant des déchets activés, boîtes à embouts irradiés, squelettes...) à partir des alvéoles des râteliers de stockage du combustible usé vers les 15 alvéoles des râteliers à déchets. La distinction entre les éléments de réacteur nucléaire, d'une part, et les assemblages de combustible nucléaires et les carquois, d'autre part, est assurée par un détrompeur mécanique passif (Figure 1) qui vient par exemple obturer le trou de détrompage 6 existant sur l'embout de manutention 4 des éléments de réacteur nucléaire. 20 La mise en place des détrompeurs 2 est une opération réversible (ex. erreur d'identification ou retrait avant retraitement) réalisée avec un outil d'intervention 14 spécifique. Cette opération peut être réalisée directement depuis le pont passerelle sur les éléments de réacteur nucléaire présents dans les alvéoles des râteliers de stockage du combustible usé ou depuis le plancher de service pour un élément placé dans le 25 descenseur. Un masque 22 pouvant aussi servir de magasin de stockage des détrompeurs 2 et de guide permet d'enchaîner les opérations de traitement des éléments de réacteur nucléaire (mise en place ou retrait de détrompeurs 2) sans sortir l'outil de l'eau. Chargé manuellement à sec avec des détrompeurs 2 neufs, ce masque 22 de la 30 taille d'un embout de manutention 4 est avantageusement immergé puis manutentionné avec le même outil d'intervention 14 que les détrompeurs 2 pour être ensuite déposé successivement sur l'embout de manutention 4 de chacun des éléments de réacteur nucléaire à traiter. La manutention des éléments de réacteur nucléaire pourvus de ce détrompeur 2 35 ne peut être réalisée que par l'outil de manutention spécifique 32. 8 L'outil de manutention spécifique 32 et l'outil d'intervention 14 sont avantageusement démontables par tronçons. L'entreposage et le transport du matériel est réalisé dans un ou plusieurs conteneurs pouvant être acheminés jusqu'à la zone de travail par les passages existants. 5 En raison de leurs dimensions, de leurs poids et de leurs technologies, le montage et le transfert de l'outil de manutention spécifique 32 et de l'outil d'intervention 14 vers le pont passerelle imposent l'usage d'un support en bordure de piscine dans une zone couverte par le pont passerelle et le pont auxiliaire. Après installation de ce support en serre-joint sur le bord de piscine, chaque tronçon d'outil est extrait de son conteneur à 10 l'aide du pont auxiliaire puis déposé sur le support pour y être rabouté avec le tronçon précédent et ce jusqu'à immersion complète de chacun de l'outil de manutention spécifique 32 et de l'outil d'intervention 14. Un support venant en serre-joint sur le mur de piscine peut par exemple permettre le stockage de l'outil de manutention spécifique 32 et de l'outil d'intervention REVENDICATIONS1.- Ensemble comprenant un embout de manutention (4) d'un élément de réacteur nucléaire, l'embout de manutention (4) étant configuré pour être saisi par un outil de manutention d'assemblage de combustible nucléaire et muni d'un trou de détrompage (6) pour l'insertion d'un pion de détrompage de l'outil de manutention d'assemblage de combustible nucléaire, et un détrompeur (2) configuré pour être inséré dans le trou de détrompage (6) de l'embout de manutention (4) de l'élément de réacteur nucléaire, de sorte que l'embout de manutention (4) muni du détrompeur (2) est impropre à être saisi par l'outil de manutention d'assemblage de combustible nucléaire. 2.- Ensemble selon la revendication 1, dans lequel le détrompeur (2) est configuré pour s'encliqueter dans le trou de détrompage (6) de l'embout de manutention (4). 3.- Ensemble selon la revendication 2, dans lequel le détrompeur (2) comprend au moins une languette d'encliquetage (10), de préférence plusieurs languettes d'encliquetage (10) réparties autour d'un axe central (C) du détrompeur (2). 4.- Ensemble selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le détrompeur (2) comprend une tête (12) configurée pour attacher un outil d'intervention (14) au détrompeur (2) pour permettre la manipulation du détrompeur (2). 5.- Ensemble selon la revendication 4, dans lequel la tête (12) du détrompeur (2) est munie d'un filetage (16) pour le vissage d'un organe de fixation de l'outil d'intervention (14) sur le détrompeur et/ou d'au moins un pan (18) pour le blocage en rotation de la tête (12) par rapport à l'outil d'intervention (14). 6.- Ensemble selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant un dispositif d'installation pour l'installation et/ou le retrait du détrompeur (2), le dispositif d'installation comprenant un masque (22) configuré pour être posé sur l'embout de manutention (4), le masque (22) comprenant un trou de guidage (24) situé de manière à être aligné avec le trou de détrompage (6) de l'embout de manutention (4), le trou de guidage (24) étant configuré pour guider le détrompeur (2) lors de son installation sur l'embout de manutention (4). 7.- Ensemble selon la revendication 6 dans lequel le masque (22) comprend une pluralité de logements de détrompeur (26), chaque logement de détrompeur (26) étant configuré pour stocker un détrompeur respectif. 8.- Ensemble selon la revendication 6 ou 7 prise en combinaison avec la revendication 4 ou 5, dans lequel le masque (22) possède une tête (28) identique ou similaire à celle du détrompeur (2) pour permettre la manipulation du masque (22) avec le même outil d'intervention (14) que le détrompeur (2). 10 9.- Ensemble selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre un outil de manutention spécifique (32) pour la manutention d'un élément de réacteur nucléaire possédant l'embout de manutention (4), l'outil de manutention spécifique (32) étant configuré pour saisir l'embout de manutention (4) lorsqu'il est muni 5 du détrompeur (2) et pour être empêché de saisir l'embout de manutention (4) lorsque l'embout de manutention (4) est dépourvu du détrompeur. 10.- Ensemble selon la revendication 9, dans lequel l'outil de manutention specifique (32) comprend un pion de détrompage (34) configuré pour ne pas interférer avec un embout de manutention (4) dépourvu de détrompeur, l'absence d'interférence 10 avec l'embout de manutention (4) empêchant la saisie de l'embout de manutention. 11.- Procédé de manutention d'au moins un élément de réacteur nucléaire comprenant un embout de manutention (4) configuré pour être saisi par un outil de manutention d'assemblage de combustible nucléaire, le procédé comprenant l'installation d'un détrompeur (2) sur l'embout de manutention (4), le détrompeur (2) empêchant la 15 saisie de l'embout de manutention (4) par l'outil de manutention d'assemblage de combustible nucléaire, et la manutention de l'élément de réacteur nucléaire à l'aide d'un outil de manutention spécifique (32) propre à saisir un embout de manutention muni d'un tel détrompeur (2) et impropre à saisir un embout de manutention (4) dépourvu de détrompeur (2). 20 12.- Procédé de manutention selon la revendication 11, dans lequel l'embout de manutention (4) est muni d'un trou de détrompage (6) et le détrompeur (2) est inséré dans le trou de détrompage (6).