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FR3118270A1 - Installation de nettoyage d’un assemblage combustible et procédé de nettoyage qui en fait usage - Google Patents

Installation de nettoyage d’un assemblage combustible et procédé de nettoyage qui en fait usage Download PDF

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Abstract

L'invention se rapporte notamment à une installation de nettoyage (IN) d’un assemblage combustible (1) qui comporte un embout supérieur (10) et un embout inférieur (11) entre lesquels s’étend une structure de réception de crayons de combustible (14), ledit embout inférieur (11) étant pourvu plusieurs pieds (15) pour l’appui dudit assemblage sur un support, caractérisée par le fait qu’elle comporte : - une enceinte (2) de réception de la partie basse dudit assemblage (1), qui comporte un fond (20) duquel s’élève sensiblement perpendiculairement une paroi périphérique (21) dont le sommet borde une ouverture d’accès (OU), cette ouverture (OU) étant dimensionnée de manière à permettre l’introduction d’au moins l’embout inférieur (11) dudit assemblage (1) ; - un ensemble de verrouillage (3) mobile dans une direction sensiblement parallèle audit fond (2), cet ensemble de verrouillage (3) étant mobile entre une position de repos dans laquelle il ne contrarie pas l’introduction dudit embout inférieur (11) dudit assemblage (1) et une position active de verrouillage dans laquelle il s’appuie sur la paroi périphérique dudit embout inférieur (11) et l’immobilise dans une position telle que lesdits pieds (15) sont positionnées à distance dudit fond (20) de l’enceinte (2) ; - un plateau (4) à surface supérieure (40) accidentée, qui s’étend parallèlement audit fond (20), qui est centré sur l’axe longitudinal (Y-Y’) de ladite enceinte (2) et qui est d’une part mobile en rotation autour dudit axe longitudinal (Y-Y’), et d’autre part mobile en translation pour régler son écartement vis-à-vis dudit fond (20). Figure pour l’abrégé : figure 4

Description

Installation de nettoyage d’un assemblage combustible et procédé de nettoyage qui en fait usage
DOMAINE TECHNIQUE GENERAL
Le domaine de la présente invention est celui de la maintenance des assemblages combustibles nucléaires utilisés dans les réacteurs nucléaires, et plus particulièrement celui relatif à la préparation des assemblages avant introduction en réacteur ou stockage en piscine.
Par le terme « préparation » on entendra ici toute opération destinée à une remise dans un état de propreté extérieure de l’assemblage combustible, aussi proche que celui dans lequel il était à l’origine avant son introduction dans le cœur du réacteur nucléaire, lors de son premier chargement, ou avant son stockage en piscine.
ETAT DE LA TECHNIQUE
En référence à la annexée est représenté un assemblage combustible 1 parmi la pluralité des assemblages constituant le cœur d’un réacteur nucléaire. Il comporte deux embouts supérieur 10 et inférieur 11 entre lesquels se trouvent la structure de l’assemblage (tubes guides 12 et grilles 13), ainsi que des crayons combustibles 14.
L’assemblage combustible 1 repose en fond du cœur 2 par l’embout inférieur 11.
Lors de la mise en place de tels assemblages dans le cœur, il est nécessaire que leur positionnement dans leur emplacement respectif dédié 20 leur confère un maintien stable, dans une position verticale en référence à l’axe X-X’ de la plus grande dimension de l’assemblage 1.
L’assemblage combustible repose en fond de cœur 2 sur quatre points d’appui, lesquels constituent des pieds 15a et 15b visibles à la annexée.
Les deux pieds 15b sont parfaitement plans, tandis que les deux autres sont munis d’un alésage permettant un bon positionnement de l’embout 11 lors de la mise en place de l’assemblage 1 en cœur. La stabilité de l’assemblage est obtenue lorsque l’embout inférieur 11 de l’assemblage combustible 1 repose sur ces quatre pieds 15a et 15b, sans que ne s’interpose entre ces points d’appui 15a et 15b et le fond du cœur 2 un quelconque corps étranger ou une quelconque aspérité.
On notera qu’à la est également visible le filtre anti-débris 16 de l’embout inférieur 11 permettant de filtrer des corps étrangers afin d’éviter qu’ils ne remontent dans l’assemblage, entre les crayons combustibles.
Lors du stockage des assemblages combustibles 1, il peut arriver que des corps étrangers CE se logent et se fixent sous les pieds 15a et 15b de l’embout inférieur 11, comme le montre la . Ces corps doivent êtres extraits avant l’introduction des assemblages dans le réacteur. A défaut, ils pourraient en compromettre la stabilité.
Dans le contexte de la présente invention, on entend par « corps étranger » tout objet de toute matière dont les dimensions sont inférieures aux dimensions d’un pied 15a ou 15b. Ils peuvent avoir des origines variées que l’on retrouve classiquement dans tout site industriel. De manière non limitative, il peut s’agir des débris issus d’opérations de soudage ou d’usinage. Il peut s’agir aussi de composants de petite taille tels que par exemple des vis, boulons, rondelles, ressorts, copeaux métalliques, etc., qui peuvent migrer et se fixer aux points d’appui des pieds 15a et 15b. On parle parfois, dans la littérature antérieure, de « corps migrants ».
Actuellement, lorsqu’un corps étranger est détecté sous un pied d’assemblage combustible, l’opération d’extraction est réalisée manuellement. Cette opération est réalisée par un opérateur, situé en bord de piscine, à savoir celle du bâtiment de stockage, à l’aide d’une longue perche munie d’un embout racleur. En complément, un dispositif d’aspiration et de filtrage de l’eau permet de collecter la particule à extraire. La matière de l’embout racleur permet de retirer la particule étrangère sans endommager l’embout de l’assemblage combustible.
L’art antérieur en la matière peut être illustré par les documents ci-dessous.
FR 2633769 divulgue une solution pour résoudre le problème d’extraction de corps migrants dans un assemblage. La solution proposée est un dispositif d’extraction basé sur un système de perche et d’une pince dont la fermeture permet de se saisir des corps migrants. Toutefois, cela ne permet pas de retirer les petits débris qui adhérent aux points d’appuis des pieds 15a et 15b.
FR 3082988 se propose de résoudre les problèmes de précision du positionnement qui résultent du document précité et permet d’accéder à tous les endroits de l’assemblage. Cette solution est adaptée à l’extraction de corps étrangers de toute taille, logés dans l’assemblage ou dans le filtre anti débris de l’embout inférieur, et qui peuvent être attrapés par pincement ou aspirés.
Mais la solution décrite ne permet pas de retirer les petits débris qui adhérent aux points d’appuis des pieds 15a et 15b.
EP 0445670 divulgue une solution d’extraction des corps migrants via un mécanisme de préhension adapté aux endroits peu accessibles. Il est également muni d’un dispositif de visualisation à distance. Bien que basé sur une mécanique différente, les limitations de ces systèmes sont identiques à ceux des deux documents précédents.
EP 0192406 se rapporte à une solution d’extraction de débris via un dispositif mobile accueillant une tourelle rotative permettant d’utiliser différents ustensiles de nettoyage. A nouveau, l’extraction de débris sous les pieds est impossible.
En tout état de cause, dès lors que l’on fait usage d’une perche, l’opération d’extraction est rendue compliquée par la longueur de cette perche (environ 8 m), sa masse, et le manque de visibilité sous les pieds de l’assemblage combustible.
De plus, la durée de l’opération d’extraction du corps migrant est incertaine et est notamment liée à la dextérité de l’opérateur.
De plus, on risque un endommagement de l’assemblage combustible en raison de la manutention effectuée avec une longue perche.
Enfin subsiste un risque qu’une dose de radioactivité soit reçue par les opérateurs.
La problématique qui vient d’être décrite est la même quand, en lieu et place d’un corps étranger, il s’agit d’intervenir sous l’un ou l’autre d’un pied de l’embout inférieur, par exemple pour en modifier l’aspect de surface consécutif à l’apparition d’un bourrelet généré par une rayure.
La présente invention a pour but d’apporter une solution simple, pratique à l’ensemble de ces problèmes.
PRESENTATION DE L’INVENTION
Ainsi, un premier aspect de l’invention se rapporte à une installation de nettoyage d’un assemblage combustible qui comporte un embout supérieur et un embout inférieur entre lesquels s’étend une structure de réception de crayons de combustible, ledit embout inférieur étant pourvu plusieurs pieds pour l’appui dudit assemblage sur un support, caractérisée par le fait qu’elle comporte :
- une enceinte de réception de la partie basse dudit assemblage, qui comporte un fond duquel s’élève sensiblement perpendiculairement une paroi périphérique dont le sommet borde une ouverture d’accès, cette ouverture étant dimensionnée de manière à permettre l’introduction d’au moins l’embout inférieur dudit assemblage ;
- un ensemble de verrouillage mobile dans une direction sensiblement parallèle audit fond, cet ensemble de verrouillage étant mobile entre une position de repos dans laquelle il ne contrarie pas l’introduction dudit embout inférieur dudit assemblage et une position active de verrouillage dans laquelle il s’appuie sur la paroi périphérique dudit embout inférieur et l’immobilise dans une position telle que lesdits pieds sont positionnés à distance dudit fond de l’enceinte ;
- un plateau à surface supérieure accidentée, qui s’étend parallèlement audit fond, qui est centré sur l’axe longitudinal de ladite enceinte et qui est d’une part mobile en rotation autour dudit axe longitudinal, et d’autre part mobile en translation pour régler son écartement vis-à-vis dudit fond.
Grâce à cette installation, on peut faire descendre l’assemblage combustible jusqu’à ce que l’embout inférieur soit positionné face au dispositif de verrouillage et à distance du plateau tournant. Une fois bloqué par le dispositif de verrouillage, toute sollicitation mécanique sur les pieds de l’embout inférieur n’est pas transmise de l’assemblage. Il est alors possible de piloter le plateau tournant de manière à ce qu’il se rapproche des pieds de l’embout et procède par l’extraction par friction de corps étrangers ou à la rectification de l’état de surface du dessous des pieds.
Selon d'autres caractéristiques avantageuses et non limitatives de cette installation, prises seules ou selon une combinaison quelconque techniquement compatible d’au moins deux d’entre elles :
- ledit ensemble de verrouillage comprend des moyens presseurs ;
- lesdits moyens presseurs consistent en une pluralité de vérins commandés simultanément ;
- elle comporte un moteur rotatif pour entraîner ledit plateau, ainsi qu’un vérin pour régler son déplacement en translation ;
- ledit fond comporte une goulotte de recueil de corps étrangers ;
- elle est pourvue de moyens d’aspiration et de filtrage qui communiquent avec le fond de ladite enceinte ;
- elle est pourvue d’au moins une caméra et préférentiellement d’un dispositif d’éclairage qui agit (agissent) à l’intérieur de ladite enceinte ;
- ledit plateau est à surface supérieure accidentée, c'est-à-dire abrasive ou présentant des aspérités et/ou irrégularités ;
- ledit plateau est démontable et interchangeable.
Un autre aspect de l’invention est relatif à un procédé de nettoyage de la face inférieure des pieds de l’embout inférieur d’un assemblage combustible qui comporte un embout supérieur et un embout inférieur entre lesquels s’étend une structure de réception de crayons de combustible, caractérisé par le fait qu’il comporte les étapes successives suivantes :
- déplacement dudit assemblage au-dessus d’une installation selon l’une des caractéristiques ci-dessus, de manière à ce que ledit embout inférieur se situe à l’aplomb de l’ouverture de ladite enceinte ;
- engagement dudit embout inférieur dans ladite enceinte, jusqu’à ce que ledit embout inférieur soit positionné en regard de l’ensemble de verrouillage qui est en position de repos ;
- pilotage de l’ensemble de verrouillage dans ladite position active de verrouillage dans laquelle il s’appuie sur la paroi périphérique dudit embout inférieur et l’immobilise dans une position telle lesdits pieds sont positionnés à distance dudit fond de l’enceinte ;
- pilotage dudit plateau de manière à ce que sa face supérieure vienne en contact intime avec ladite face inférieure des pieds de l’embout inférieur.
DESCRIPTION DES FIGURES
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront de la description qui va maintenant en être faite, en référence aux dessins annexés, qui en représentent, à titre indicatif mais non limitatif, au moins un mode de réalisation possible.
Sur ces dessins :
la est une vue simplifiée en perspective d’un assemblage combustible conforme à l’art antérieur et commenté plus haut ;
la est une vue simplifiée en perspective et en contre plongé de la face inférieure de l’embout inférieur de l’assemblage de la , destinée plus particulièrement à montrer le dessous des pieds de cet embout ;
la est une vue partielle de face d’un pied de cet embout contre lequel est incrusté un corps étranger ;
la est un schéma d’une installation conforme à l’invention qui coopère avec un assemblage combustible ;
la est un schéma en coupe verticale d’un mode de réalisation du plateau tournant qui équipe l’installation de la ;
est un schéma d’illustration de la manipulation du combustible dans la piscine d’une installation nucléaire à l’aide d’un pont passerelle, d’un « descenseur » et d’alvéoles de stockage, ces derniers permettant d’accueillir l’installation précitée ;
la est un schéma destiné à illustrer un exemple d’acheminement d’un assemblage combustible entre une cuve de bâtiment de réacteur et la piscine d’un bâtiment de stockage, au cours duquel on fait usage de l’installation selon l’invention ;
la est un schéma d’un exemple de réalisation de l’installation selon l’invention, mise en place dans la partie supérieure d’une pluralité d’alvéoles de réception d’un assemblage combustible ;
la est un schéma d’un exemple de réalisation de l’installation selon l’invention, mise en place sur la nacelle d’un « descenseur ».

Claims (10)

  1. Installation de nettoyage (IN) d’un assemblage combustible (1) qui comporte un embout supérieur (10) et un embout inférieur (11) entre lesquels s’étend une structure de réception de crayons de combustible (14), ledit embout inférieur (11) étant pourvu plusieurs pieds (15) pour l’appui dudit assemblage sur un support, caractérisée par le fait qu’elle comporte :
    - une enceinte (2) de réception de la partie basse dudit assemblage (1), qui comporte un fond (20) duquel s’élève sensiblement perpendiculairement une paroi périphérique (21) dont le sommet borde une ouverture d’accès (OU), cette ouverture (OU) étant dimensionnée de manière à permettre l’introduction d’au moins l’embout inférieur (11) dudit assemblage (1) ;
    - un ensemble de verrouillage (3) mobile dans une direction sensiblement parallèle audit fond (2), cet ensemble de verrouillage (3) étant mobile entre une position de repos dans laquelle il ne contrarie pas l’introduction dudit embout inférieur (11) dudit assemblage (1) et une position active de verrouillage dans laquelle il s’appuie sur la paroi périphérique dudit embout inférieur (11) et l’immobilise dans une position telle que lesdits pieds (15) sont positionnées à distance dudit fond (20) de l’enceinte (2) ;
    - un plateau (4) à surface supérieure (40) accidentée, qui s’étend parallèlement audit fond (20), qui est centré sur l’axe longitudinal (Y-Y’) de ladite enceinte (2) et qui est d’une part mobile en rotation autour dudit axe longitudinal (Y-Y’), et d’autre part mobile en translation pour régler son écartement vis-à-vis dudit fond (20).
  2. Installation (IN) selon la revendication 1, caractérisée par le fait que ledit ensemble de verrouillage (3) comprend des moyens presseurs.
  3. Installation (IN) selon la revendication 2, caractérisée par le fait que lesdits moyens presseurs consistent en une pluralité de vérins (30) commandés simultanément.
  4. Installation (IN) selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait qu’elle comporte un moteur rotatif pour entraîner ledit plateau (4), ainsi qu’un vérin pour régler son déplacement en translation.
  5. Installation (IN) selon l’une des revendications 1 à 4, caractérisée par le fait que ledit fond (20) comporte une goulotte (22) de recueil de corps étrangers.
  6. Installation (IN) selon l’une des revendications 1 à 5, caractérisée par le fait qu’elle est pourvue de moyens (5) d’aspiration et de filtrage qui communiquent avec le fond (20) de ladite enceinte (2).
  7. Installation (IN) selon l’une des revendications 1 à 6, caractérisée par le fait qu’elle est pourvue d’au moins une caméra (6) et préférentiellement d’un dispositif d’éclairage qui agit (agissent) à l’intérieur de ladite enceinte (2).
  8. Installation (IN) selon l’une des revendications 1 à 7, caractérisée par le fait que ledit plateau (4) est à surface supérieure (40) accidentée, c'est-à-dire abrasive ou présentant des aspérités et/ou irrégularités.
  9. Installation (IN) selon l’une des revendications 1 à 7, caractérisée par le fait que ledit plateau (4) est démontable et interchangeable.
  10. Procédé de nettoyage de la face inférieure des pieds (15) de l’embout inférieur (11) d’un assemblage combustible (1) qui comporte un embout supérieur (10) et un embout inférieur (11) entre lesquels s’étend une structure de réception de crayons de combustible (14), caractérisé par le fait qu’il comporte les étapes successives suivantes :
    - déplacement dudit assemblage (1) au-dessus d’une installation (IN) selon l’une des revendications 1 à 8, de manière à ce que ledit embout inférieur (11) se situe à l’aplomb de l’ouverture (OU) de ladite enceinte (2) ;
    - engagement dudit embout inférieur (11) dans ladite enceinte (2), jusqu’à ce que ledit embout inférieur (11) soit positionné en regard de l’ensemble de verrouillage (3) qui est en position de repos ;
    - pilotage de l’ensemble de verrouillage (3) dans ladite position active de verrouillage dans laquelle il s’appuie sur la paroi périphérique dudit embout inférieur (11) et l’immobilise dans une position telle lesdits pieds (15) sont positionnés à distance dudit fond (20) de l’enceinte (2) ;
    - pilotage dudit plateau (4) de manière à ce que sa face supérieure (40) vienne en contact intime avec ladite face inférieure des pieds (15) de l’embout inférieur (11).
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