Procédé et dispositif pour le démontage et/ou le remontage de couvercles de trous d'homme d'appareil sous pression.
La présente invention concerne un procédé de démontage et/ou remontage d'un couvercle de trous d'homme d'un appareil sous pression.
Ce problème étant particulièrement aigu, en raison des radiations lorsqu'il s'agit d'un appareil nucléaire comme un générateur de vapeur, nous décrivons, à titre exemplatif, cette application, étant bien entendu que le procédé est applicable chaque fois qu'il s'agit d'un problème mécaniquement similaire.
Dans le cas particulier du générateur de vapeur, le trou d'homme se situe à la partie inférieure de l'appareil qui est disposé verticalement, c'est-à-dire sur le fond hémisphérique inférieur.
De tels couvercles doivent être fixés de façon à maintenir la pression élevée qui règne à l'intérieur de l'appareil. Leur démontage et leur remontage imposent un processus de mise en place du couvercle et de mise sous tension de la boulonnerie de fixation.
Des équipements existent pour aider à réaliser ces opérations.
Les équipements principalement connus sont surtout de deux ordres.
a) Système à charnière
Le couvercle, disque plat d'environ 300 kg, incliné à 40[deg.] par rapport à l'axe vertical du générateur de vapeur et placé sur un piètement ressortant du fond hémisphérique, est par son démontage rendu solidaire par boulonnage d'une cornière support placée perpendiculaire à son axe.
Cette cornière peut se mouvoir en rotation dans un axe perpendiculaire à sa longueur et par rapport à un point
de rotation situé au-dessus du piètement. Une patte d'attache soudée sur le fond hémisphérique soutenant cet
axe lui permet de jouer le rôle de charnière pour faire pivoter le couvercle et dégager l'ouverture. Cette technique n'est toutefois valable que lorsque le couvercle se fixe
par vis sur le fond..
b) Système à charnière et vis manivelle
Dans le cas d'utilisation de goujons avec écrous, la cornière ne peut être rendue solidaire du couvercle que
par l'intermédiaire de guides et de vis avec manivelle permettant ainsi au couvercle de se déplacer suivant
l'axe d'ouverture et de se dégager des goujons avant de pivoter autour de la charnière déjà citée afin de permettre l'accès au trou d'homme.
Comme déjà cité, le maintien du couvercle sur son piètement peut s'effectuer soit par vis, soit par goujons et écrous. La technique courante est de bloquer ces vis ou écrous par clefs dynamométriques en agissant successivement sur
chaque vis ou écrous et en effectuant plusieurs passages croisés.
Ce système comporte les inconvénients majeurs suivants :
- Travail de plusieurs hommes en même temps sur le même couvercle.
- Travail manuel important.
- Temps de travail sous le générateur de vapeur important.
- Avec comme conséquence directe une exposition important aux radiations.
-.Utilisation d'un supportage à chaque trou d'homme.
Chaque générateur de vapeur comportant plusieurs trous d'homme, il faut donc autant de supportage que de trou d'homme.
Les techniques actuelles de fixation des couvercles sur les piètements des fonds hémisphériques de générateurs de vapeur sont principalement de deux ordres :
a) système successif point par point b) système simultané de mise en tension
Le but pour la solidarisation du couvercle et du fond est de, soit placer des vis dont les têtes maintiennent le couvercle et dont les parties filetées traversant le couvercle dans les alésages se vissent dans le renflement du piètement, soit placer des goujons dont une partie se visse également dans le piètement mais dont le maintien du couvercle s'effectue par un écrou se vissant sur le goujon également. Le maintien de la pression nécessite non seulement une mise en contact couverclejoint-piètement de fond, mais également une tension résiduelle dans la boulonnerie .
a) Système successif point par point
<EMI ID=1.1>
bloquer les vis ou écrous par clef de force et clef dynamométrique en agissant successivement sur chaque vis ou écrou et en effectuant plusieurs passages croisés, ceci afin d'assurer une'répartition uniforme des efforts.
Le blocage des vis ou écrous par ce système ne permet malheureusement pas de définir avec exactitude la tension résiduelle dans la boulonnerie.
Afin de pallier à cet inconvénient, il existe un outillage de mise en tension des goujons, afin de micromesurer la .tension résiduelle dans la boulonnerie.
La mise en tension du goujon est assurée par un petit piston annulaire mis sous pression hydraulique et tirant sur le goujon.
On utilise à cet effet un goujon comportant trois parties filetées, la première solidaire du fond du générateur de vapeur, la seconde solidaire de l'écrou de fixation du couvercle et la troisième solidaire d'un écrou qui permet :
1) de tirer sur le goujon en deça de sa limite élastique,
2) d'assurer une fois le goujon étendu, le contact du
second écrou avec le couvercle,
3) de relâcher la tension dans le goujon. La tension
résiduelle nécessaire étant assurée par le deuxième écrou.
b) Système simultané de mise en tension
Afin d'assurer une répartition uniforme des tensions et de gagner du temps pour effectuer les opérations de vissage et de dévissage, il existe dans l'industrie des machines de mise en tension simultanée de tous les goujons. Ces machines consistent, et principalement, en une couronne comportant des alésages pour laisser passer les têtes filetées des goujons et des pistons s'appuyant sur le couvercle pour mettre les goujons en tension après avoir placé le troisième écrou assurant la liaison goujon-machine.
.s systèmes repris en a) page 4 ne nécessitent pas outillage de supportage particulier, ils sont manipulables la main, tandis que les systèmes repris en b) page 5 icessitent un support particulier du fait de leur <EMI ID=2.1> Il est connu à ce jour des outillages de supportage de système simultané de mise en tension des goujons et n'assurant que cette fonction. Un premier système connu comporte en l'occurrence un chariot module monté sur roues, équipé de bras articulés supportant la couronne de mise simultanée en tension et permettant de cet ensemble :
1) de se placer sous le générateur de vapeur
2) de positionner la couronne sur le couvercle
3) de pouvoir assurer le vissage, dévissage des écrous
après mise en tension.
Ces opérations à l'exclusion de tout autre, étant entendu que le supportage et le positionnement du couvercle luimême doit toujours être assuré par un système tel que décrit au point b) page 3
Afin de pouvoir effectuer les trois opérations citées ci-dessus, un plancher lisse permettant au chariot de rouler doit être prévu, ce qui n'est pas toujours le cas.
Un autre système consiste en une mécanisation des opérations décrites en b) page 3 (système à charnière et manivelle) et qui permet de supporter à la fois une couronne de mise en tension simultanée des goujons et le couvercle lui-même.
Ceci est évidemment une amélioration notable mais oblige
de placer un ensemble tel que décrit ci-dessus sous chaque couvercle de générateur de vapeur soit 2 appareils complets par générateur de vapeur. Ce. qui est moins écnomique.
Le but de l'invention est de supprimer les inconvénients ..inhérents à tous les systèmes cités ci-dessus et de combiner à la fois les opérations de supportage, positionnement avec les opérations de mise en tension simultanée de tous les goujons. Ceci réalisé grâce à un seul équipement solidaire et rapide, monté pour chaque générateur de vapeur et ce pour plusieurs trous d'homme. En conséquence :
* nous évitons lesproblèmes d'encombrement et les travaux manuels longs et fastidieux,
* nous limitons le nombre de personnes présentes sous le
générateur de vapeur (1 personne peut suffire),
* nous réduisons fortement le temps consacré aux opérations
décrites,
(d'où un gain très appréciable d'exposition du personnel aux radiations en cas de matériel nucléaire comme un générateur de vapeur).
L'invention concerne un supportage général de machine placé sous le générateur de vapeur et permettant à un appareil de fonctions citées ci-avant de passer d'un trou d'homme à l'autre. Le supportage général et le positionnement de l'appareillage sous le trou d'homme peut s'effectuer de manières différentes suivant la configuration du génie civil et des tuyauteries dans l'aire de travail soit par rails semi-circulaires, soit par rails droits et semi-circulaires.
La description sera donnée en deux parties :
1) supportage général et positionnement par rail
2) appareil support de machine de mise en tension et support
de couvercle
1) Supportage général et positionnement par rail L'appareil support de machine et de couvercle tel qu'il sera décrit en 2) est positionné et supporté par une colonne verticale montée entre 2 rails : 1 supérieur (1),
1 inférieur (2), l'un et l'autre,soit semi-circulaire, soit droit et circulaire entoure le fond du générateur de vapeur et permet de passer d'un trou d'homme à l'autre.
Le rail semi-circulaire ou droit et circulaire supérieur est rendu solidaire du générateur de vapeur ou du génie civil par des pattes d'attaches (3) boulonnées aux supportages et est constitué de cornières cintrées.
Le rail inférieur, soit sur le sol, soit sur le plancher
de travail, est constitué principalement d'un T continu disposé sur des éléments solidaires du plancher. Toutefois, selon les configurations du génie civil et du supportage, ces rails pourraient être inversés, L à la partie inférieure
-et T à la partie supérieure.
La colonne verticale (4) se meut entre les 2 rails à l'aide de chariots montés sur galets pivotants. Les chariots supérieurs (5) et inférieurs (6) étant équipés de galets reprenant les efforts verticaux vers le haut et vers le bas dans un plan tangentiel au rail, il est également prévu des galets roulant sur l'âme des cornières afin de reprendre les efforts perpendiculaires aux rails et engendrés par le couple produit par le poids des couronnes et couvercles se trouvant en porte-à-faux par rapport à la colonne verticale. Un des chariots se trouvant sur les chemins de roulement
(supérieur ou inférieur selon le cas) est équipé de galets pouvant rattraper le jeu dû au déplacement du générateur
de vapeur.
La colonne verticale est composée d'un arbre reliant les chariots supérieurs et inférieurs et d'un tube entourant l'arbre par l'intermédiaire de roulements ou de buselures de friction. Ceci afin de permettre au tube de pivoter autour de l'arbre. C'est sur ce tube que peuvent être fixés les ensembles appareil de support de machine de serrage et de support de couvercle ainsi que tous les équipements pompes et verins (22).
Le mouvement de pivotement autour de l'arbre permet au support de machine de mise en tension et de couvercle :
1) de pouvoir déposer le premier couvercle sur un stand
reposoir, en arrière de 1!aire de-travail, avant translation vers le second trou d'homme et
2) d'éviter de buter dans les béquilles de support, lors
de cette translation.
La solidarisation du tube et du support s'effectue par un assemblage en queue d'aronde dont l'axe est parallèle au tube. La partie inférieure est reliée à un vérin hydraulique
(7) dont l'axe de déplacement est également parallèle au tube. La partie cylindre étant également fixée sur le tube. Ce montage permettant, en actionnant une pompe, solidaire de la colonne, de faire monter et descendre le support par rapport au tube.
Sur la partie coulissante, actionnée par verin, se fixe l'appareil support de machine et de couvercle (8) décrit ci-après (point 2). De plus, afin de gagner du temps lors des manutentions une règle graduée (9) permet de repérer chaque fois la position de l'ensemble lors de la manutention du couvercle.
2) Appareil support de machine de mise en tension et
support de couvercle
Afin de permettre un positionnement axact pour la mise en place de la machine de mise en tension sur le couvercle et pour le retrait du couvercle hors des goujons, un réglage fin dans deux directions est nécessaire. Ceci a été réalisé grâce .à 2 charnières reliant les plateaux support. Une première charnière (10) relie le plateau coulissant cité précédemment à un second plateau parallèle et permet à la machine de mise sous tension de se placer exactement dans l'angle d'inclinaison du trou d'homme. Les jeux et les différences d'incidence d'angle d'axe du trou d'homme par rapport auc chemins de roulement sont rattrapés par une vis à molette (11) située entre les 2 plateaux et repérée par une règlette. Fixé sur le second plateau, un support
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deuxième charnière (13). Cette charnière permet le réglage de l'alignement dans l'axe des goujons. Parallèle au support incliné, s'appuyant par 2 vis de blocage et s'articulant sur la seconde charnière, une seconde plaque
(14) supporte les éléments coulissant destinés à enfiler la machine de mise sous tension sur les goujons.
Un verin central (15) dont la pompe est fixée sur la colonne permet ce déplacement et 4 guides (16) en assurent le déplacement sans jeu avec suffisamment de rigidité pour supporter son poids et le poids du couvercle. Reliant les 4 guides et poussée par le vérin, une plaque de forte dimension (17) sert de support à.la machine de mise sous
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Positionnée par épaulement la machine de mise sous tension est solidarisée au support par 4 boulons traversant la plaque support à travers des trous oblongs. Ce jeu dû aux trous oblongs permet de rattraper les différences de positionnement des axes des goujons d'un trou d'homme par rapport à l'autre.
La machine servant à l'ouverture de 2 couvercles de trou d'homme, une dépose du premier couvercle est donc. nécessaire si les travaux nécessitent une deuxième ouverture avant la première fermeture .
Divers outillages ont été prévus à cet effet notamment un berceau support de couvercle et un outillage de prise de couvercle sur la machine et un palan de manutention (19).
Afin de parfaire les possibilités de manutention une console
(20) supporte ce palan et est solidarisée soit au rail, soit à la structure du bâtiment.
De même, toutes les opérations manuelles pratiquées sur la machine de mise sous tension et sur les goujons ont été simplifiées dans notre système par l'utilisation de visseuses pneumatiques avec outillages adaptables, ceci afin de limiter au maximum les efforts et le temps pris pour les opérations manuelles. Un coffret (21) contenant tous ces outillages est d'ailleurs soudé sur la colonne afin d'éviter toute perte de matériel.
REVENDICATIONS
1. Procédé de démontage - ou de redémontage d'un couvercle de
trou d'homme d'un appareil sous tension caractérisé en ce qu' il permet de supporter le couvercle pendant la mise sous tension des goujons de- fixation.
Method and device for removing and / or reassembling pressure vessel manhole covers.
The present invention relates to a method of dismantling and / or reassembling a manhole cover of a pressure vessel.
This problem being particularly acute, because of the radiations when it comes to a nuclear device such as a steam generator, we describe, by way of example, this application, it being understood that the method is applicable whenever it is necessary. this is a mechanically similar problem.
In the particular case of the steam generator, the manhole is located at the lower part of the device which is arranged vertically, that is to say on the lower hemispherical bottom.
Such covers must be fixed in such a way as to maintain the high pressure which prevails inside the apparatus. Their disassembly and reassembly requires a process of fitting the cover and tensioning the fixing bolts.
Equipment exists to help carry out these operations.
The mainly known equipment is mainly of two types.
a) Hinge system
The cover, a flat disc of approximately 300 kg, inclined at 40 [deg.] With respect to the vertical axis of the steam generator and placed on a base protruding from the hemispherical bottom, is by its disassembly made integral by bolting a support angle placed perpendicular to its axis.
This angle iron can move in rotation in an axis perpendicular to its length and with respect to a point
of rotation located above the base. An attachment tab welded to the hemispherical bottom supporting this
axis allows it to act as a hinge to rotate the cover and clear the opening. However, this technique is only valid when the cover is fixed.
by screw on the bottom.
b) Hinge and crank screw system
If studs with nuts are used, the angle iron can only be secured to the cover
by means of guides and screws with crank thus allowing the cover to move according to
the opening axis and disengage from the studs before pivoting around the hinge already mentioned in order to allow access to the manhole.
As already mentioned, the maintenance of the cover on its base can be carried out either by screws or by studs and nuts. The current technique is to block these screws or nuts using torque wrenches by successively acting on
each screw or nut and making several cross passages.
This system has the following major drawbacks:
- Work of several men at the same time on the same cover.
- Important manual work.
- Long working time under the steam generator.
- With as a direct consequence an important exposure to radiations.
- Use of a support at each manhole.
Each steam generator has several manholes, so as much support is needed as there is a manhole.
The current techniques for fixing lids on the bases of the hemispherical bases of steam generators are mainly of two types:
a) point by point successive system b) simultaneous tensioning system
The goal for securing the cover and the bottom is to either place screws whose heads hold the cover and whose threaded parts passing through the cover in the bores are screwed into the bulge of the base, or to place studs, part of which is also screws into the base, but the cover is held in place by a nut that is also screwed onto the stud. Maintaining the pressure not only requires placing the cover and base base in contact, but also a residual tension in the bolts.
a) Point by point successive system
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block the screws or nuts using a torque wrench and a torque wrench, acting successively on each screw or nut and making several cross passages, in order to ensure a uniform distribution of the forces.
Unfortunately, the locking of screws or nuts by this system does not allow an exact definition of the residual tension in the bolts.
In order to overcome this drawback, there is a tool for tensioning the studs, in order to micro-measure the residual tension in the bolts.
The stud is put under tension by a small annular piston put under hydraulic pressure and pulling on the stud.
A stud is used for this purpose comprising three threaded parts, the first integral with the bottom of the steam generator, the second integral with the cover fixing nut and the third integral with a nut which allows:
1) to pull on the stud below its elastic limit,
2) ensure, once the stud is extended, the contact of the
second nut with cover,
3) release the tension in the stud. Voltage
necessary residual being ensured by the second nut.
b) Simultaneous tensioning system
In order to ensure a uniform distribution of the tensions and to save time for carrying out the screwing and unscrewing operations, there are machines in the industry for simultaneously tensioning all the studs. These machines consist, and mainly, of a ring comprising bores to allow the threaded heads of the studs and pistons to pass through, resting on the cover to put the studs in tension after having placed the third nut ensuring the stud-machine connection.
The systems listed in a) page 4 do not require special support tools, they can be handled by hand, while the systems listed in b) page 5 require special support because of their <EMI ID = 2.1> It is known to date, support tools for a simultaneous system for tensioning the studs and providing only this function. A first known system comprises in this case a module trolley mounted on wheels, equipped with articulated arms supporting the ring for simultaneous tensioning and allowing this assembly:
1) to stand under the steam generator
2) position the crown on the cover
3) to be able to ensure the screwing and unscrewing of the nuts
after tensioning.
These operations to the exclusion of all others, it being understood that the support and positioning of the cover itself must always be ensured by a system as described in point b) page 3
In order to be able to perform the three operations mentioned above, a smooth floor allowing the trolley to roll must be provided, which is not always the case.
Another system consists of a mechanization of the operations described in b) page 3 (hinge and crank system) and which makes it possible to support both a crown for simultaneous tensioning of the studs and the cover itself.
This is obviously a notable improvement but requires
to place a set as described above under each steam generator cover, i.e. 2 complete devices per steam generator. This. which is less economical.
The aim of the invention is to eliminate the drawbacks inherent in all the systems mentioned above and to combine both the supporting and positioning operations with the simultaneous tensioning operations of all the studs. This is achieved thanks to a single, integral and rapid piece of equipment, fitted for each steam generator and for several manholes. Consequently :
* we avoid congestion problems and long and tedious manual work,
* we limit the number of people present under the
steam generator (1 person may be sufficient),
* we significantly reduce the time spent on operations
described,
(hence a very appreciable gain in personnel exposure to radiation in the event of nuclear material such as a steam generator).
The invention relates to a general machine support placed under the steam generator and allowing an apparatus of the functions mentioned above to pass from one manhole to another. The general support and the positioning of the switchgear under the manhole can be carried out in different ways depending on the configuration of the civil engineering and the piping in the work area either by semi-circular rails or by straight rails and semi-circular.
The description will be given in two parts:
1) general support and positioning by rail
2) Tensioning machine support device and support
cover
1) General support and positioning by rail The machine and cover support apparatus as will be described in 2) is positioned and supported by a vertical column mounted between 2 rails: 1 upper (1),
1 lower (2), one and the other, either semi-circular or straight and circular, surrounds the bottom of the steam generator and allows passage from one manhole to another.
The semi-circular or straight and upper circular rail is made integral with the steam generator or the civil engineering by fastening tabs (3) bolted to the supports and consists of curved angles.
The bottom rail, either on the floor or on the floor
working, consists mainly of a continuous T arranged on elements integral with the floor. However, depending on the civil engineering and support configurations, these rails could be reversed, L at the bottom
-and T at the top.
The vertical column (4) moves between the 2 rails using carriages mounted on swivel rollers. The upper (5) and lower (6) carriages being equipped with rollers taking up the vertical forces upwards and downwards in a plane tangential to the rail, rollers are also provided rolling on the web of the angles in order to take up the forces perpendicular to the rails and generated by the torque produced by the weight of the crowns and covers which are cantilevered with respect to the vertical column. One of the trolleys on the tracks
(upper or lower depending on the case) is equipped with rollers that can take up the play due to the displacement of the generator
of steam.
The vertical column is composed of a shaft connecting the upper and lower carriages and of a tube surrounding the shaft through bearings or friction nozzles. This is to allow the tube to pivot around the shaft. It is on this tube that the clamping machine support and cover support apparatus assemblies, as well as all the pump and cylinder equipment (22), can be fixed.
The pivoting movement around the shaft allows the tensioning machine support and cover:
1) to be able to place the first cover on a stand
rest, behind the work area, before translation to the second manhole and
2) avoid bumping into the support legs when
of this translation.
The tube and the support are joined by a dovetail assembly, the axis of which is parallel to the tube. The lower part is connected to a hydraulic cylinder
(7) whose axis of movement is also parallel to the tube. The cylinder part is also fixed on the tube. This assembly making it possible, by actuating a pump, integral with the column, to raise and lower the support relative to the tube.
On the sliding part, actuated by a jack, is fixed the machine support device and cover (8) described below (point 2). In addition, in order to save time during handling, a graduated rule (9) makes it possible to identify the position of the assembly each time when handling the cover.
2) Support device for the tensioning machine and
cover holder
In order to allow axact positioning for placing the tensioning machine on the cover and for removing the cover from the studs, fine adjustment in two directions is required. This was achieved thanks to 2 hinges connecting the support plates. A first hinge (10) connects the aforementioned sliding plate to a second parallel plate and allows the tensioning machine to be placed exactly in the angle of inclination of the manhole. The clearances and the differences in the angle of incidence of the manhole axis with respect to the raceways are taken up by a thumbscrew (11) located between the 2 plates and marked by a ruler. Fixed on the second plate, a support
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second hinge (13). This hinge allows adjustment of the alignment in the axis of the studs. Parallel to the inclined support, supported by 2 locking screws and articulated on the second hinge, a second plate
(14) supports the sliding elements for threading the tensioning machine over the studs.
A central cylinder (15), the pump of which is fixed on the column, allows this movement and 4 guides (16) ensure the movement without play with sufficient rigidity to support its weight and the weight of the cover. Connecting the 4 guides and pushed by the jack, a large plate (17) serves as a support for the betting machine
<EMI ID = 4.1>
Positioned by a shoulder, the tensioning machine is secured to the support by 4 bolts passing through the support plate through oblong holes. This play due to the oblong holes makes it possible to compensate for the differences in the positioning of the axes of the studs of a manhole in relation to the other.
Since the machine is used to open 2 manhole covers, a removal of the first cover is therefore. necessary if the work requires a second opening before the first closing.
Various tools have been provided for this purpose, in particular a cover support cradle and a cover gripping tool on the machine and a handling hoist (19).
In order to improve the handling possibilities, a console
(20) supports this hoist and is secured either to the rail or to the building structure.
Likewise, all manual operations performed on the tensioning machine and on the studs have been simplified in our system by the use of pneumatic screwdrivers with adaptable tools, in order to minimize the efforts and time taken for manual operations. A box (21) containing all these tools is also welded to the column in order to avoid any loss of material.
CLAIMS
1. Method of dismantling - or reassembling a cover of
manhole of a device under tension characterized in that it allows to support the cover during the tensioning of the fixing studs.