EP0285464A1 - Dispositif de chauffage en particulier pour le traitement thermique d'un tube de petit diamètre et de forme courbe et utilisation de ce dispositif - Google Patents

Dispositif de chauffage en particulier pour le traitement thermique d'un tube de petit diamètre et de forme courbe et utilisation de ce dispositif Download PDF

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EP0285464A1
EP0285464A1 EP88400413A EP88400413A EP0285464A1 EP 0285464 A1 EP0285464 A1 EP 0285464A1 EP 88400413 A EP88400413 A EP 88400413A EP 88400413 A EP88400413 A EP 88400413A EP 0285464 A1 EP0285464 A1 EP 0285464A1
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EP
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winding
tube
heating element
heating device
heating
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Paul Jacquier
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Framatome SA
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    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/40—Heating elements having the shape of rods or tubes
    • H05B3/54—Heating elements having the shape of rods or tubes flexible
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/08—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for tubular bodies or pipes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B37/00—Component parts or details of steam boilers
    • F22B37/002—Component parts or details of steam boilers specially adapted for nuclear steam generators, e.g. maintenance, repairing or inspecting equipment not otherwise provided for
    • F22B37/003—Maintenance, repairing or inspecting equipment positioned in or via the headers

Definitions

  • the invention relates to a heating device for the thermal treatment of a tube of small diameter and of curved shape over at least part of its length and the use of this heating device, in particular for the thermal treatment of tubes of steam generator.
  • the steam generators of pressurized water nuclear reactors comprise a bundle made up of several thousand tubes with a diameter close to two centimeters, in the shape of a U.
  • Each of the tubes has two rectilinear branches having a length close to ten meters, the ends are fixed in the tubular plate of the steam generator and a substantially semi-circular curved part joining the two rectilinear branches to their upper part.
  • the curved parts or hangers of the tubes of a bundle are not identical to each other, the dimension and the radius of curvature of the hangers depend on the position of the tubes in the bundle.
  • the tube hangers placed in the central part of the bundle or small hangers have a much smaller radius of curvature than the tube hangers located towards the outside of the bundle.
  • the tubes of the bundle of a steam generator of a pressurized water nuclear reactor are in contact, during the operation of the reactor, on their inner surface, with the pressurized water circulating in the primary circuit and the reactor vessel. and, by their outer surface, with the feed water which is introduced into the envelope of the steam generator to be heated and vaporized by the heat provided by the primary water.
  • the tubes of a steam generator of a pressurized water nuclear reactor are subjected to corrosion in service which can result, after a long period of operation, by cracking of these tubes in certain sensitive areas such as the area of transition between the part of the tube deformed inside the tube plate, during its fixing by crimping and the non-deformed part of the tube or even the area of the hangers and of connection with the rectilinear branches.
  • This increased corrosion and cracking in certain zones of the tube is linked to the presence, in the wall of this tube, of internal stresses resulting from the mechanical operations implemented during the forming and the positioning of the bundle and from the external stresses of thermal or mechanical origin undergone by the beam, during the operation of the reactor.
  • Such heating elements may include a flexible mandrel on which an electrical resistance wire is wound in a helix to form a winding whose outside diameter is less than the inside diameter of the tube to be treated.
  • the tubes of the steam generator are very often slightly ovalized in the area of the hangers, so that it is necessary to provide heating elements whose diameter is very much smaller than the inside diameter of the tube and the efficiency and the efficiency of electric heating are then poor.
  • the known heating elements also do not make it possible to inject a sweeping gas into the heating zone in order to homogenize the treatment temperature along the hanger.
  • the object of the invention is therefore to propose a heating device for the heat treatment of a tube of small diameter and of curved shape over at least part of its length, comprising a flexible heating element constituted by a resistance wire. electric helically wound to form a winding whose outer diameter is less than the inner diameter of the tube, as well as a set of means for guiding, moving and locating the heating element in the tube, this device being d 'A simple and inexpensive structure that can easily adapt to the shape of the tube to be treated and allowing scanning of the heating zone by gas.
  • the electric resistance heating wire constitutes the central core of a coaxial cable comprising a metallic external envelope and an insulator interposed between the central core and the external envelope and the coaxial cable is wound to constitute a winding. helical.
  • the invention also relates to the use of the device according to the invention, in particular for carrying out the thermal stress relieving treatment of small hangers of a bundle of steam generator of a pressurized water nuclear reactor.
  • FIG. 1 we see the lower part of a steam generator 1 comprising a tubular plate 2 of great thickness in which are crimped the ends of U-shaped tubes 3 constituting the bundle of the steam generator.
  • the diameter of the tubes 3 has been considerably exaggerated in relation to the dimensions of the tube plate and of the bundle, to facilitate the representation of the heating device.
  • two tubes 3 arranged towards the central part of the bundle the upper part 3a of which is bent in a semicircular shape constitutes a small beam hanger.
  • the device according to the invention shown in FIG. 1 is used for the heat treatment of the parts 3a of the tubes 3.
  • the part of the steam generator located below the tube plate 2 constitutes a water box 4 in two parts 4a and 4b separated by a partition 5.
  • One of the parts of the water box is connected to a piping of the primary circuit of the reactor bringing, during the operation of the nuclear reactor, the primary water under pressure heated in contact with the core, from the reactor vessel to the generator steam.
  • the other part of the water box 4 is connected to a pipe of the primary circuit of the reactor ensuring, during the operation of the reactor, the return of the cooled primary water in the steam generator to the tank.
  • the primary water circulates inside the tubes 3 between one of their ends constituting an inlet end opening into one of the parts 4a or 4b of the box. water 4 and their other end, or outlet end, opening into the other part 4a or 4b of the water box 4.
  • Each of the parts 4a, 4b of the water box has a respective manhole 6a, 6b which is closed by a tight and pressure-resistant tape, during the normal operation of the nuclear reactor.
  • the treatment of the steam generator tubes is carried out, when the nuclear reactor is stopped, during a maintenance and repair phase of this reactor.
  • the heating device according to the invention is implemented inside the steam generator using the parts 4a and 4b of the water box as access compartments to the tubes of the reactor.
  • the manholes 6a and 6b are then opened to allow the passage of the tools necessary for the treatment of the tubes.
  • a handling machine of a known type fix under the entry face of the tubular plate, in the through ends of tubes of the bundle and allowing the installation of tools successively at each end of the tubes to be treated flush with the entry face of the tube plate .
  • a handling machine is well known and is commonly used for checking, sealing, mechanical treatment or repair by lining the tubes of the bundle.
  • All handling operations can be remotely controlled from a control station outside the water box of the steam generator in which a certain radioactivity prevails.
  • the handling machine makes it possible to set up, in the part 4a of the water box, under the entry face of the tubular plate 2, a carrier device 8, in the extension of one end of a flush-fitting tube 3 this entry face.
  • the handling device also makes it possible to place in the part 4b of the water box, a carrier device 9 on which are fixed a pusher-puller 10 and a guide duct 11 of curved shape.
  • the conduit 11 and the pusher-puller 10 are located in the extension of the end of the tube 3 to be treated, opening into the part 4b of the water box.
  • the heating device comprises, in addition to the support, guide and displacement means 8, 9, 10, 11 located in the water box 4, a set of means arranged outside the box water and in particular a battery of coils 12 rotatably mounted on a horizontal axis on the side of part 4b of the water box.
  • each of the coils 12 On each of the coils 12 is wound a heating element 14 according to the invention intended to be introduced into the tube 3, to carry out the heat treatment.
  • Each of the coils 12 can be connected, for supplying the heating element 14 with electric heating current, to a supply bench 15, itself connected to supply and control cabinets 16 and 17 placed in a command post from which operations are controlled.
  • Each heating element 14 is connected at its front part to an extension 14 ⁇ which is wound on the coil 12, above the heating element 14.
  • the heating device also includes a push-pull device 18 making it possible to move in one direction or the other a traction cable 20 comprising at one of its ends a mechanical connection device 21 and a position control probe 22 to eddy current.
  • a coil 19 makes it possible to store the cable 20 upstream of the push-pull device 18.
  • a flexible guide duct 24, constituted for example by a thin stainless steel tube having waves in its wall, makes it possible to join the outlet of the pusher-shooter 24 to carrier 8.
  • An eddy current position measurement unit 25 and control or command units 26, 27 of the pusher shooters 10 and 18 are arranged in the control station.
  • a set of electrical connections 28 makes it possible to connect the push-pullers 10 and 18 and position control means, to the control units 26 and 27.
  • This element 14 comprises a front part 14a, the end of which is constituted by an end piece 30 of ogive shape, an intermediate part 14b ensuring the passage of the electrical and sweep gas connections and an end part 14c ensuring the connection of the heating element with electrical sources and purge gas source.
  • the entire heating element is produced in flexible form allowing it to be wound on a coil 12.
  • the diameter of this heating element, at least in its parts 14a and 14b, is less than the inside diameter of a tube 3.
  • the front part 14a constitutes the heating element proper produced in the form of a helical winding with contiguous turns of a coaxial cable 32, the section of which is shown in FIG. 4.
  • the winding of the coaxial cable 32 is a multiple winding with nested turns, the midpoint of which is disposed at the level of the end piece 30.
  • FIGS. 2, 2b and 6 the winding shown is a double winding formed from two identical coaxial cables 32 and 32 ⁇ , the midpoints of which are located at the end piece 30.
  • FIG. 2a relates to a single winding whose midpoint is located in room 30.
  • the part 30 has a general ogive shape allowing the heating element to be guided in the tube to be treated.
  • This part 30 has at its front end an opening 36 allowing its connection to the extension 14 ⁇ .
  • the part 30 also comprises, at the rear of the opening 36, a channel 37 for the passage of the coaxial cable 32 passing through the part 30 right through, in a radial direction.
  • the coaxial cables 32 and 32 ⁇ are engaged in two channels 37 and 37 ⁇ of perpendicular direction crossing the part 30 in positions offset longitudinally.
  • the channels 37 and 37 ⁇ make it possible to constitute the midpoints on the windings with nested turns of the coaxial cables 32 and 32 ⁇ .
  • the cable 32 or the cables 32 and 32 ⁇ are wound with contiguous or practically contiguous turns, as can be seen in FIGS. 2a, 2b and 3.
  • the coaxial cable 32 comprises a central conductor 33 constituted by an electrical resistance heating wire, for example made of nickel-chromium alloy.
  • the coaxial cable also includes an external metallic envelope 34, for example made of stainless steel, a nickel alloy or another metallic material, coaxial with the resistance wire 33. Between the wire 33 and the envelope 34 is insulated an electrical insulator 35.
  • a coaxial cable such as cable 32 has a certain rigidity due to the presence of the tubular external envelope 34.
  • this winding has fairly good properties. analogous to that of a coil spring.
  • This winding constitutes in particular a stable structure but capable of elastic deformation, in particular in bending.
  • the heating element according to the invention Compared to the heating elements according to the prior art constituted by winding a simple electrical resistance wire on a flexible mandrel, the heating element according to the invention has a defined shape and sufficient cohesion, without it it is necessary to wind its turns in contact with an internal mandrel.
  • the heating element however has in its part 14a, a central part constituted by a pulling small diameter 40 and by a winding 41 made from a flat metallic tape.
  • the tie rod 40 may advantageously consist of a flexible rod or tube but having good tensile rigidity and capable of withstanding the temperature prevailing inside the heating element 14.
  • the tie rod 40 is integral with the end piece 30 at one of its ends and extends axially inside the heating element 14 over its entire part 14a, before passing through an axial bore a piece or end core 43 constituting the junction element between the parts 14a and 14b of the heating element 14.
  • the end of the tie rod 40 opposite the end piece 30 is integral with an annular piece 44 capable of coming into abutment on a fixed annular piece 45 fixed in the part d end of part 14b of the heating element.
  • the end of the part 45 is separated from the corresponding end of the part 43 to allow some adjustment.
  • the part 14a of the heating element can thus deform in bending and possibly in compression if the turns are not perfectly contiguous but is not likely to undergo an elongation under the effect of a traction, thanks to the presence of the tie rod 40 ensuring the connection in traction of the end piece 30 and of the part 14b of the heating element.
  • the winding 41 constituted by a flat metallic ribbon has turns inclined in the opposite direction to the turns of the winding 31.
  • This perfectly flexible winding 41 thus makes it possible to prevent excessive deformation of the winding 31 by displacement of its turns radial directions.
  • a radial space is formed between the internal surface of the winding 31 and the external surface of the winding 41 constituting with the tie rod 40 the central part of the heating element 14.
  • This central part does not constitute in any case a mandrel on which the coaxial cable 32 is wound, a radial space always being provided between the winding 31 and the central part.
  • the winding 31 thus constitutes a tubular self-supporting element having the properties of a spring with contiguous turns.
  • the part 14b of the heating element 14 is constituted by a stainless steel tube 50 having successive waves giving it good flexibility.
  • the coaxial cables 32 and 32 ⁇ in the case of a double winding with two conductors, are arranged in the axial direction inside the tubular sheath 50 and connectors 51 allow these cables 32 and 32 ⁇ to be connected to flexible cables power supply.
  • connection will be ensured by flexible cables of conventional type which are connected to the coaxial cables 32 and 32 ⁇ by the connectors 51 stepped inside the part 14b of the heating element.
  • At least one thermocouple 54 is placed in the part 14a of the heating element and makes it possible to measure the temperature during heating; this thermocouple comprises a measurement cable 53 also passing in the axial direction, inside the tubular sheath 50.
  • the ends of the flexible cables connected to the coaxial cables 32 and 32 ⁇ and of the measurement cable 53 of the thermocouple constitute the part 14c of connection of the heating element to the fixed installations located outside the steam generator.
  • the tubular sheath 50 is supplied with a purging gas which may for example be an inert gas such as argon or helium, via a pipe 55 connected to a reservoir of inert gas outside the steam generator.
  • a purging gas which may for example be an inert gas such as argon or helium
  • the scavenging gas can circulate inside the sheath 50 to the part of this sheath adjacent to the part 43 where the sheath has small openings 50 les réelle through which the sweeping gas can pass and then circulate through the inside the tube 3 into which the heating element 14 has been introduced.
  • Part of the gas can also pass through the part 43 in the assembly clearance remaining around the conductors 32 and the tie rod 40.
  • This gas then flows at the inside of the winding 31 constituting the active part 14a of the heating element 40.
  • This winding 31 constitutes a tubular conduit which is not gas-tight, the turns not being perfectly contiguous. The gas therefore ends up flowing in the tube 3 and it is thus possible
  • FIGS. 7a, 7b, 7c and 7d describe an operation of placing and using the heating element for the thermal treatment of the hanger of a tube 3 disposed at the central part of the generator. steam.
  • FIGS. 7a to 7d a single coil 12 and a single heating element have been shown which will be used for the heat treatment of the hanger of the tube 3.
  • the carriers 8 and 9 were placed at the ends of the tube 3, thus ensuring the installation of the conduit 24, the pusher-shooter 10 and its guide conduit 11.
  • the traction cable 20 comprising at its end a hooking device 21 is sent into the conduit 24 by means of the puller-pusher 18, which allows its introduction through one of the ends of the tube 3 (FIG. 7a).
  • the hooking device 21 is brought close to the end piece 61 of the extension 14 ⁇ wound on the coil 12.
  • the hooking of the extension 14 ⁇ to the cable 20 is then carried out manually or automatically. , by engaging the device 21 in an opening of the part 61.
  • the push-puller 18 is then put into operation to exert traction on the cable 20, on the extension 14 ⁇ and on the heating element 14.
  • the push-puller 10 is put into operation in the direction of the push, to facilitate the introduction of the heating element 14 into the tube 3.
  • the eddy current coil 22 of the traction cable 20 reaches the level of the upper spacer 56 of the bundle and this position is identified by the eddy current measuring device 25 located at the control station.
  • the position of the puller-pusher 18 is identified then the movement of the extension 14 ⁇ and the heating element 14 continues until the eddy current coil 22 of the cable 20 reaches the level of the upper spacer plate 56, during its downward movement in the tube 3, at the outlet of the small hanger 3a.
  • the position of the pusher-shooter 18 is then identified.
  • the two position measurements on the push-pull device 18 make it possible to determine the length of flexible cable 20 introduced into the tube when the end of the cable is in two symmetrical positions on either side of the small hanger 14a.
  • the average of these two lengths makes it possible to determine perfect the position of the center point of the hanger which is also its highest point.
  • the heating element 14 When the position of the flexible cable shown in FIG. 7d has been identified by means of the eddy current coil 22, the heating element 14 is then brought into its service position inside the hanger as shown in FIGS. 7d and 8.
  • the active part 14a of this heating element constituted by the helical winding 31 has a length at least equal to the length of the largest hangers to be treated, so that the entire hanger 3a is occupied by the winding heating 31.
  • the heating element 14 is capable of adapting perfectly to the shape of a small hanger on the walls of which it comes into contact to ensure good heat transmission.
  • the presence of the tie rod 40 inside the heating element 14 makes it possible to avoid any abnormal elongation of the winding 31 by extension under the pull effect.
  • the traction exerted by the cable 20 is in fact transmitted from the end piece 30 to the tubular sheath 50 of the part 14b of the heating element, by the tie rod 40.
  • the turns of the winding 31 which are not rigidly held by a central mandrel can move or slightly deform to facilitate the passage of the heating element in the hanger .
  • the displacement or deformation of the turns of the winding 31 is limited to a low level but sufficient to allow the passage of the element. heating in the hanger, by the internal winding 41 of this heating element.
  • the heat treatment of the curved part of the tube 3 is ensured by carrying out the connection of the electrical supply to the coil 12 to which the ends of the power cables constituting the end part 14c of the heating element are connected.
  • the heating current is controlled and monitored by the devices 16 and 17 located in the installation control station.
  • the treatment can be carried out simultaneously on a very large number of tubes so that the operation of placing a heating element which has just been described is carried out successively for all of the tubes to be treated.
  • the heating elements are supplied and the heating current is controlled simultaneously and in parallel for all the tubes to be treated.
  • the hooking device 21 of the cable 20 is detached from the part 61 of the extension 14 ⁇ of the heating element 14 which has just been set up, by a remote operation at the level of the carrier 8.
  • the traction cable 20 is then removed, the element 14 and the extension 14 ⁇ remaining in place in the tube 3.
  • sweeping gas is sent into the heating zone inside the tube 3, through the tube 50.
  • thermocouple 54 The temperature is constantly monitored by the thermocouple 54, the measurements of which are transmitted to the control station.
  • the device according to the invention therefore has the advantage of having a simple structure, of being of a moderate cost price and of being able to be set up easily inside the small hangers of the bundle.
  • the device according to the invention also makes it possible to perfectly control the heat treatment operation and the position of the heating elements in the hangers before they are put into service.
  • heating coils consisting of any number of coaxial cables whose coils are nested.
  • the various successive sections of the core of the variable resistivity cable can be constituted by sections of different resistant wires welded end to end.
  • the coaxial cable can comprise sections with low electrical resistance, for example made of copper, intended to join sections with high electrical resistance and constituting zones non-conductive conductors of the heating element.
  • the means for moving, positioning and controlling the heating element may also have a shape different from that which has been described.
  • the device according to the invention can be used for the heat treatment of any tube of small diameter, of curved shape over part of its length or, of course, for the treatment of straight tubes.

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Abstract

L'élément de chauffage (14) comporte un enroulement hélicoïdal (31) constitué à partir d'un fil de résistance de chauffage. Le fil de chauffage constitue l'âme centrale d'un câble coaxial (32) comportant une enveloppe externe tubulaire métallique et un isolant intercalé entre l'âme centrale et l'enveloppe externe. Le câble coaxial (32) constitue un enroulement hélicoïdal (31). Le dispositif peut être utilisé en particulier pour le traitement thermique des petits cintres d'un faisceau d'un générateur de vapeur d'un réacteur nucléaire à eau sous pression.

Description

  • L'invention concerne un dispositif de chauf­fage pour le traitement thermique d'un tube de petit diamètre et de forme courbe sur une partie au moins de sa longueur et l'utilisation de ce dispositif de chauffage, en particulier pour le traitement thermique de tubes de générateur de vapeur.
  • Les générateurs de vapeur des réacteurs nu­cléaires à eau sous pression comportent un faisceau constitué par plusieurs milliers de tubes d'un diamè­tre voisin de deux centrimètres, en forme de U. Chacun des tubes comporte deux branches rectilignes ayant une longueur voisine de dix mètres dont les extrémités sont fixées dans la plaque tubulaire du générateur de vapeur et une partie courbe sensiblement semi-circu­laire joignant les deux branches rectilignes à leur partie supérieure.
  • Les parties courbes ou cintres des tubes d'un faisceau ne sont pas identiques entre elles, la dimension et le rayon de courbure des cintres dépen­dent de la position des tubes dans le faisceau. Les cintres des tubes disposés à la partie centrale du faisceau ou petits cintres ont un rayon de courbure beaucoup plus faible que les cintres des tubes situés vers l'extérieur du faisceau.
  • Les tubes du faisceau d'un générateur de vapeur d'un réacteur nucléaire à eau sous pression sont en contact, pendant le fonctionnement du réc­teur, sur leur surface intérieure, avec l'eau sous pression circulant dans le circuit primaire et la cuve du réacteur et, par leur surface extérieure, avec l'eau d'alimentation qui est introduite dans l'enve­loppe du générateur de vapeur pour être chauffée et vaporisée par la chaleur apportée par l'eau primaire.
  • Les tubes d'un générateur de vapeur d'un ré­acteur nucléaire à eau sous pression sont soumis à une corrosion en service qui peut se traduire, après une longue durée de fonctionnement, par une fissuration de ces tubes dans certaines zones sensibles telles que la zone de transition entre la partie du tube déformée à l'intérieur de la plaque tubulaire, lors de sa fixa­tion par sertissage et la partie non déformée du tube ou encore la zone des cintres et de raccordement avec les branches rectilignes. Cette corrosion et cette fissuration accrues dans certaines zones du tube sont liées à la présence, dans la paroi de ce tube, de contraintes internes résultant des opérations mécani­ques mises en oeuvre lors du formage et de la mise en place du faisceau et des sollicitations externes d'o­rigine thermique ou mécanique subies par le faisceau, pendant le fonctionnement du réacteur.
  • On a proposé diverses méthodes de détension­nement mécanique des tubes qui ont été mises en oeuvre surtout pour le détensionnement des zones des tubes situées à l'intérieur ou au voisinage de la plaque tu­bulaire.
  • On a également proposé d'effectuer un déten­sionnement thermique des cintres en introduisant un élément de chauffage à résistance électrique dans cha­cun des tubes à traiter, depuis la boîte à eau du gé­nérateur de vapeur, en disposant l'élément de chauffa­ge dans la zone du cintre et en assurant un chauffage du cintre pendant une durée déterminée, en alimentant la résistance de chauffage en courant électrique.
  • Il est bien évident que l'opération de mise en place de l'élément de chauffage dans la zone du cintre est d'autant plus difficile à réaliser que le rayon de courbure du cintre est faible. Le traitement thermique des petits cintres du faisceau est donc une opération délicate qui demande l'utilisation d'élé­ments de chauffage d'une structure particulière et pouvant s'accomoder d'une mise en place dans une par­tie du tube à faible rayon de courbure.
  • De tels éléments de chauffage peuvent comporter un mandrin flexible sur lequel un fil de résistance électique est enroulé en hélice pour cons­tituer un enroulement dont le diamètre extérieur est inférieur au diamètre intérieur du tube à traiter.
  • La réalisation d'un mandrin flexible pouvant prendre la courbure des petits cintres et pouvant as­surer un déplacement et une mise en place satisfaisan­te de l'élément de chauffage est extrêmement délicate et coûteuse. D'autre part, il est nécessaire de pré­voir une isolation électrique et/ou thermique efficace entre l'enroulement et le mandrin.
  • En outre, les tubes du générateur de vapeur sont très souvent légèrement ovalisés dans la zone des cintres, si bien qu'il est nécessaire de prévoir des éléments de chauffage dont le diamètre est très nette­ment inférieur au diamètre intérieur du tube et l'ef­ficacité et le rendement du chauffage électrique sont alors médiocres.
  • Les éléments de chauffage connus ne permet­tent pas non plus d'injecter un gaz de balayage dans la zone de chauffage pour homogénéiser la température de traitement le long du cintre.
  • Enfin, dans le cas où il est nécessaire d'effectuer un traitement de longue durée des tubes du générateur de vapeur, ce traitement doit être effectué en parallèle sur un nombre de tubes qui peut être im­portant, pour éviter un temps total de traitement qui ne serait pas compatible avec le programme d'entretien du réacteur nucléaire lors d'un arrêt. Il faut alors disposer d'un grand nombre d'éléments de chauffage et si le coût de ces éléments de chauffage est élevé, l'investissement nécessaire pour effectuer le traite­ment de détensionnement est important.
  • Le but de l'invention est donc de proposer un dispositif de chauffage pour le traitement thermi­que d'un tube de petit diamètre et de forme courbe sur une partie au moins de sa longueur, comportant un élé­ment de chauffage flexible constitué par un fil de ré­sistance électrique enroulé en hélice pour constituer un enroulement dont le diamètre extérieur est infé­rieur au diamètre intérieur du tube, ainsi qu'un en­semble de moyens pour le guidage, le déplacement et le repérage de l'élément de chauffage dans le tube, ce dispositif étant d'une structure simple et peu coûteu­se pouvant s'adapter facilement à la forme du tube à traiter et permettant un balayage de la zone de chauf­fage par du gaz.
  • Dans ce but, le fil de chauffage à résistan­ce électrique constitue l'âme centrale d'un câble co­axial comportant une enveloppe externe métallique et un isolant intercalé entre l'âme centrale et l'enve­loppe externe et le câble coaxial est enroulé pour constituer un enroulement hélicoïdal.
  • L'invention est également relative à l'uti­lisation du dispositif suivant l'invention, en parti­culier pour effectuer le traitement thermique de dé­tensionnement des petits cintres d'un faisceau de gé­nérateur de vapeur d'un réacteur nucléaire à eau sous pression.
  • Afin de bien faire comprendre l'invention, on va maintenant décrire, à titre d'exemple non limi­tatif, un mode de réalisation d'un dispositif de chauffage suivant l'invention et son utilisation pour le détensionnement de petits cintres d'un faisceau d'un générateur de vapeur d'un réacteur nucléaire à eau sous pression.
    • La figure 1 est une vue schématique de l'en­semble du dispositif de chauffage utilisé pour le traitement thermique des petits cintres du générateur de vapeur.
    • La figure 1a est une vue en coupe d'une bo­bine de stockage d'un élément de chauffage.
    • La figure 2 est une vue en élévation et en coupe partielle d'un élément de chauffage du disposi­tif suivant l'invention.
    • Les figures 2a et 2b sont des vues en coupe longitudinale de la partie terminale d'un élément de chauffage suivant l'invention et suivant deux modes de réalisation différents.
    • La figure 3 est une vue en coupe longitudi­nale de la partie arrière d'un élément de chauffage.
    • La figure 4 est une vue en coupe transversa­le d'un câble coaxial constituant l'enroulement d'un élément de chauffage suivant l'invention.
    • La figure 5 est une vue en coupe suivant 5-5 de la figure 3.
    • La figure 6 est une coupe suivant 6-6 de la figure 2b.
    • Les figures 7a, 7b, 7c et 7d sont des vues d'ensemble du dispositif de chauffage au cours de qua­tre phases successives d'une opération permettant de mettre en oeuvre un élément de chauffage pour effec­tuer le traitement thermique d'un petit cintre du faisceau d'un générateur de vapeur.
    • La figure 8 est une vue à plus grande échel­le d'une partie de la figure 7d montrant l'élément de chauffage en position de service dans un petit cintre.
  • Sur la figure 1, on voit la partie inférieu­re d'un générateur de vapeur 1 comportant une plaque tubulaire 2 de forte épaisseur dans laquelle sont ser­ties les extrémités de tubes en U 3 constituant le faisceau du générateur de vapeur. Sur la figure 1, le diamètre des tubes 3 a été considérablement exagéré par rapport aux dimensions de la plaque tubulaire et du faisceau, pour faciliter la représentation du dis­positif de chauffage. On a représenté deux tubes 3 disposés vers la partie centrale du faisceau, dont la partie supérieure 3a recourbée suivant une forme semi­circulaire constitue un petit cintre du faisceau.
  • Le dispositif selon l'invention représenté sur la figure 1 est utilisé pour le traitement thermi­que des parties 3a des tubes 3.
  • La partie du générateur de vapeur située en-­dessous de la plaque tubulaire 2 constitue une boîte à eau 4 en deux parties 4a et 4b séparées par une cloi­son 5.
  • L'une des parties de la boîte à eau est re­liée à une tuyauterie du circuit primaire du réacteur amenant, pendant le fonctionnement du réacteur nuclé­aire, l'eau primaire sous pression échauffée au contact du coeur, depuis la cuve du réacteur jusqu'au générateur de vapeur. L'autre partie de la boîte à eau 4 est reliée à une tuyauterie du circuit primaire du réacteur assurant, pendant le fonctionnement du réac­teur, le retour de l'eau primaire refroidie dans le générateur de vapeur vers la cuve. L'eau primaire cir­cule à l'intérieur des tubes 3 entre l'une de leurs extrémités constituant une extrémité d'entrée débou­chant dans l'une des parties 4a ou 4b de la boîte à eau 4 et leur autre extrémité, ou extrémité de sortie, débouchant dans l'autre partie 4a ou 4b de la boîte à eau 4.
  • Sur la figure 1, on n'a pas représenté les tuyauteries primaires reliées au générateur de vapeur.
  • Chacune des parties 4a, 4b de la boîte à eau comporte un trou d'homme respectif 6a, 6b qui est fer­mé par une tape étanche et résistant à la pression, pendant le fonctionnement normal du réacteur nucléai­re.
  • Le traitement des tubes du générateur de va­peur est effectué, lorsque le réacteur nucléaire est à l'arrêt, pendant une phase d'entretien et de répara­tion de ce réacteur.
  • Le dispositif de chauffage suivant l'inven­tion est mis en oeuvre à l'intérieur du générateur de vapeur en utilisant les parties 4a et 4b de la boîte à eau comme compartiments d'accès aux tubes du réacteur. Les trous d'homme 6a et 6b sont alors ouverts pour permettre le passage de l'outillage nécessaire pour le traitement des tubes.
  • Pour la mise en oeuvre du dispositif de chauffage suivant l'invention, dans un tube 3 du géné­rateur de vapeur, on utilise, dans chacune des parties 4a, 4b de la boîte à eau, une machine de manutention d'un type connu venant se fixer sous la face d'entrée de la plaque tubulaire, dans les extrémités débouchan­tes de tubes du faisceau et permettant la mise en pla­ce d'outillages successivement au niveau de chacune des extrémités des tubes à traiter affleurant la face d'entrée de la plaque tubulaire. Une telle machine de manutention est bien connue et est utilisée de façon courante, pour le contrôle, le bouchage, le traitement mécanique ou la réparation par chemisage des tubes du faisceau.
  • Toutes les opérations de manutention peuvent être commandées à distance depuis un poste de contrôle extérieur à la boîte à eau du générateur de vapeur dans laquelle règne une certaine radio-activité.
  • La machine de manutention permet de mettre en place, dans la partie 4a de la boîte à eau, sous la face d'entrée de la plaque tubulaire 2, un dispositif porteur 8, dans le prolongement d'une extrémité d'un tube 3 affleurant cette face d'entrée. Le dispositif de manutention permet également de mettre en place dans la partie 4b de la boîte à eau, un dispositif porteur 9 sur lequel sont fixés un tireur-pousseur 10 et un conduit de guidage 11 de forme courbe. Le conduit 11 et le tireur-pousseur 10 se trouvent dans le prolongement de l'extrémité du tube 3 à traiter dé­bouchant dans la partie 4b de la boîte à eau.
  • Le dispositif de chauffage suivant l'inven­tion comporte, en plus des moyens de support, de gui­dage et de déplacement 8, 9, 10, 11 situés dans la boîte à eau 4, un ensemble de moyens disposés à l'ex­térieur de la boîte à eau et en particulier une batte­rie de bobines 12 montées rotatives sur un axe hori­zontal du côté de la partie 4b de la boîte à eau.
  • Sur chacune des bobines 12, est enroulé un élément de chauffage 14 suivant l'invention destiné à être introduit dans le tube 3, pour en effectuer le traitement thermique. Chacune des bobines 12 peut être reliée, pour l'alimentation de l'élément de chauffage 14 en courant électrique de chauffage, à un banc d'a­limentation 15, lui-même relié à des armoires d'ali­mentation et de contrôle 16 et 17 placées dans un pos­te de commande depuis lequel les opérations sont contrôlées.
  • Chaque élément de chauffage 14 est relié à sa partie antérieure à un prolongateur 14ʹ qui est en­roulé sur la bobine 12, au-dessus de l'élément de chauffage 14.
  • Le dispositif de chauffage comporte égale­ment un tireur-pousseur 18 permettant de déplacer dans un sens ou dans l'autre un câble de traction 20 comportant à l'une de ses extrémités un dispositif de raccord mécanique 21 et une sonde de contrôle de posi­tion 22 à courant de Foucault. Une bobine 19 permet de stocker le câble 20 en amont du tireur-pousseur 18. Un conduit de guidage 24 souple, constitué par exemple par un tube d'acier inoxydable de faible épaisseur présentant des ondes dans sa paroi, permet de joindre la sortie du tireur-pousseur 24 au porteur 8.
  • Une unité de mesure de position à courant de Foucault 25 et des unités de contrôle ou commande 26, 27 des tireurs-pousseurs 10 et 18 sont disposées dans le poste de commande.
  • Un ensemble de connexions électriques 28 permet de relier les tireurs-pousseurs 10 et 18 et des moyens de contrôle de position, aux unités de commande 26 et 27.
  • On va maintenant se reporter aux figures 2, 2a, 2b, 3, 4, 5 et 6 pour décrire l'élément de chauf­fage 14 du dispositif suivant l'invention.
  • Cet élément 14 comporte une partie antérieu­re 14a dont l'extrémité est constituée par une pièce terminale 30 de forme en ogive, une partie intermé­diaire 14b assurant le passage des connexions électri­ques et de gaz de balayage et une partie terminale 14c assurant la liaison de l'élément de chauffage avec les sources électriques et la source de gaz de balayage.
  • L'ensemble de l'élément de chauffage est ré­alisé sous forme souple permettant son enroulement sur une bobine 12. Le diamètre de cet élément de chauffa­ge, au moins dans ses parties 14a et 14b est inférieur au diamètre intérieur d'un tube 3.
  • La partie antérieure 14a constitue l'élément de chauffage proprement dit réalisé sous la forme d'un enroulement hélicoïdal à spires jointives d'un câble coaxial 32 dont la section est représentée sur la fi­gure 4.
  • L'enroulement du câble coaxial 32 est un en­roulement multiple à spires imbriquées dont le point milieu est disposé au niveau de la pièce terminale 30.
  • Sur les figures 2, 2b et 6, l'enroulement représenté est un enroulement double constitué à par­tir de deux câble coaxiaux indentiques 32 et 32ʹ dont les points milieux sont situés au niveau de la pièce d'extrémité 30. En revanche, la figure 2a est relative à un seul enroulement dont le point milieu est situé dans la pièce 30.
  • La pièce 30 présente une forme générale en ogive permettant le guidage de l'élément de chauffage dans le tube à traiter. Cette pièce 30 comporte à son extrémité antérieure une ouverture 36 permettant son raccordement au prolongateur 14ʹ.
  • La pièce 30 comporte également, à l'arrière de l'ouverture 36, un canal 37 de passage du câble coaxial 32 traversant la pièce 30 de part en part, dans une direction radiale.
  • Dans le cas du mode de réalisation de la figure 2b, les câbles coaxiaux 32 et 32ʹ sont engagés dans deux canaux 37 et 37ʹ de direction perpendicu­laire traversant la pièce 30 dans des positions déca­lées longitudinalement.
  • Les canaux 37 et 37ʹ permettent de consti­tuer les points milieux sur les enroulements à spires imbriquées des câbles coaxiaux 32 et 32ʹ. Le câble 32 ou les câbles 32 et 32ʹ sont enroulés à spires join­tives ou pratiquement jointives, comme il est visible sur les figures 2a, 2b et 3.
  • Comme il est visible sur la figure 4, le câble coaxial 32 comporte un conducteur central 33 constitué par un fil de résistance électrique de chauffage, par exemple en alliage nickel-chrome. Le câble coaxial comporte également une enveloppe externe 34 métallique, par exemple en acier inoxydable en al­liage de nickel ou en un autre matériau métallique, coaxiale au fil de résistance 33. Entre le fil 33 et l'enveloppe 34 est intercalé un isolant électrique 35.
  • Il est bien évident qu'un câble coaxial tel que le câble 32 possède une certaine rigidité due à la présente de l'enveloppe externe tubulaire 34. Lorsque ce câble coaxial est mis en forme pour constituer un enroulement 31, cet enroulement présente de proprié­tés assez analogues à celles d'un ressort hélicoïdal. Cet enroulement constitue en particulier une structure stable mais susceptible de déformation élastique, en particulier en flexion.
  • Par rapport aux éléments de chauffage selon l'art antérieur constitués par un enroulement d'un simple fil de résistance électrique sur un mandrin flexible, l'élément de chauffage suivant l'invention présente une forme définie et une cohésion suffisante, sans qu'il soit nécessaire d'enrouler ses spires en contact avec un mandrin intérieur.
  • Comme il est visible sur les figures 2a, 2b et 3, l'élément de chauffage comporte cependant dans sa partie 14a, une partie centrale constituée par un tirant de faible diamètre 40 et par un enroulement 41 réalisé à partir d'un ruban plat métallique.
  • Le tirant 40 peut être constitué avantageu­sement par une tige ou un tube flexible mais possédant une bonne rigidité en traction et susceptible de sup­porter la température régnant à l'intérieur de l'élé­ment de chauffage 14. Le tirant 40 est solidaire de la pièce terminale 30 à l'une de ses extrémités et s'é­tend axialement à l'intérieur de l'élément de chauffa­ge 14 sur toute sa partie 14a, avant de traverser par un alésage axial une pièce ou noyau d'extrémité 43 constituant l'élément de jonction entre les parties 14a et 14b de l'élément de chauffage 14. L'extrémité du tirant 40 opposée à la pièce terminale 30 est soli­daire d'une pièce annulaire 44 susceptible de venir en butée sur une pièce annulaire fixe 45 fixée dans la partie d'extrémité de la partie 14b de l'élément de chauffage. L'extrémité de la pièce 45 est séparée de l'extrémité correspondante de la pièce 43 pour permet­tre un certain réglage.
  • La partie 14a de l'élément de chauffage peut ainsi se déformer en flexion et éventuellement en compression si les spires ne sont pas parfaitement jointives mais n'est pas susceptible de subir un al­longement sous l'effet d'une traction, grâce à la pré­sence du tirant 40 assurant la liaison en traction de la pièce terminale 30 et de la partie 14b de l'élément de chauffage.
  • L'enroulement 41 constitué par un ruban plat métallique présente des spires inclinées dans le sens inverse des spires de l'enroulement 31. Cet enroule­ment 41 parfaitement flexible permet ainsi d'empêcher une déformation excessive de l'enroulement 31 par dé­placement de ses spires dans des directions radiales.
  • Il est à noter qu'un espace radial est ména­gé entre la surface intérieure de l'enroulement 31 et la surface extérieure de l'enroulement 41 constituant avec le tirant 40 la partie centrale de l'élément de chauffage 14. Cette partie centrale ne constitue en aucun cas un mandrin sur lequel est enroulé le câble coaxial 32, un espace radial étant toujours ménagé entre l'enroulement 31 et la partie centrale.
  • L'enroulement 31 constitue ainsi un élément autoporteur tubulaire présentant les propriétés d'un ressort à spires jointives.
  • Dans la plupart des cas, il ne sera même pas nécessaire de prévoir un élément de maintien central tel que l'enroulement 41. Cependant, lorsque l'élément de chauffage est réalisé sous la forme d'un enroule­ment multispire, un tel élément peut être nécessaire.
  • On voit sur les figures 2 et 3, que la par­tie 14b de l'élément de chauffage 14 est constituée par un tube en acier inoxydable 50 présentant des ondes successives lui donnant une bonne flexibilité. Les câbles coaxiaux 32 et 32ʹ, dans le cas d'un enrou­lement double à deux conducteurs, sont disposés dans la direction axiale à l'intérieur de la gaine tubulai­re 50 et des connecteurs 51 permettent de relier ces câbles 32 et 32ʹ à des câbles souples d'alimentation électrique.
  • Il est à remarquer, que lors de l'utilisa­tion de deux câbles coaxiaux 32, 32ʹ constituant un double enroulement de chauffage, ces câbles coaxiaux sont branchés en parallèle sur l'alimentation, ce qui permet d'utiliser une tension de chauffage deux fois moindre, à puissance de chauffage égale.
  • Généralement, le branchement sera assuré par des câbles souples de type classique qui sont reliés aux câbles coaxiaux 32 et 32ʹ par les connecteurs 51 étagés à l'intérieur de la partie 14b de l'élément de chauffage.
  • Au moins un thermocouple 54 est placé dans la partie 14a de l'élément de chauffage et permet de mesurer la température pendant le chauffage ; ce ther­mocouple comporte un câble de mesure 53 passant égale­ment dans la direction axiale, à l'intérieur de la gaine tubulaire 50. Les extrémités des câbles souples reliés aux câbles coaxiaux 32 et 32ʹ et du câble de mesure 53 du thermocouple constituent la partie 14c de liaison de l'élément de chauffage aux installations fixes situées à l'extérieur du générateur de vapeur.
  • La gaine tubulaire 50 est alimentée en un gaz de balayage qui peut être par exemple un gaz iner­te tel que l'argon ou l'hélium, par une canalisation 55 reliée à un réservoir de gaz inerte à l'extérieur du générateur de vapeur. Le gaz de balayage peut cir­culer à l'intérieur de la gaine 50 jusqu'à la partie de cette gaine voisine de la pièce 43 où la gaine pré­sente de petites ouvertures 50ʹ à travers lesquelles le gaz de balayage peut passer pour circuler ensuite à l'intérieur du tube 3 dans lequel on a introduit l'é­lément de chauffage 14. Une partie du gaz peut égale­ment passer à travers la pièce 43 dans le jeu de mon­tage subsistant autour des conducteurs 32 et du tirant 40. Ce gaz s'écoule alors à l'intérieur de l'enroule­ment 31 constituant la partie active 14a de l'élément de chauffage 40. Cet enroulement 31 constitue un conduit tubulaire non-étanche au gaz, les spires n'étant pas parfaitement jointives. Le gaz finit donc par s'écouler dans le tube 3 et il est ainsi possible de réaliser un balayage efficace de la zone de chauf­fage du tube.
  • Sur la figure 5, on voit la disposition des câbles coaxiaux 32 et du tirant 40, à l'intérieur de la gaine tubulaire ondulée 50. On a également repré­senté la position des câbles coaxiaux 32ʹ, dans le cas d'un double enroulement, comme représenté sur les fi­gures 2 et 2b.
  • On va maintenant se reporter aux figures 7a, 7b, 7c et 7d pour décrire une opération de mise en place et d'utilisation de l'élément de chauffage pour le traitement thermique du cintre d'un tube 3 disposé à la partie centrale du générateur de vapeur.
  • On dispose, à l'extérieur du générateur de vapeur, à proximité du trou d'homme 6b, un ensemble d'éléments de chauffage 14 enroulés chacun sur une bo­bine 12 et reliés à un prolongateur 14ʹ comme il est visible sur la figure 1a. Sur les figures 7a à 7d, on a représenté une seule bobine 12 et un seul élément de chauffage qui sera utilisé pour le traitement thermi­que du cintre du tube 3.
  • Les porteurs 8 et 9 ont été placés aux ex­trémités du tube 3 assurant ainsi la mise en place du conduit 24, du tireur-pousseur 10 et de son conduit de guidage 11.
  • Le câble de traction 20 comportant à son ex­trémité un dispositif d'accrochage 21 est envoyé dans le conduit 24 grâce au tireur-pousseur 18, ce qui per­met son introduction par une des extrémités du tube 3 (figure 7a).
  • L'action du tireur-pousseur 18 permet de dé­placer ensuite le câble de traction 20 à l'intérieur du tube 3, ce câble possédant une rigidité suffisante pour être déplacé par poussée.
  • L'extrémité du câble 20 parvient ainsi à la sortie du tube 3 puis du conduit de guidage 11. Une goulotte 60 assure alors son extraction par le trou d'homme 6b.
  • Comme il est visible sur la figure 7b, le dispositif d'accrochage 21 est amené à proximité de la pièce terminale 61 du prolongateur 14ʹ enroulé sur la bobine 12. On réalise alors de façon manuelle ou auto­matique l'accrochage du prolongateur 14ʹ au câble 20, en réalisant l'engagement du dispositif 21 dans une ouverture de la pièce 61.
  • Le tireur-pousseur 18 est alors mis en fonc­tionnement pour exercer une traction sur le câble 20, sur le prolongateur 14ʹ et sur l'élément de chauffage 14. Eventuellement, le tireur-pousseur 10 est mis en fonctionnement dans le sens de la poussée, pour faci­liter l'introduction de l'élément de chauffage 14 dans le tube 3. Comme représenté sur la figure 7c, la bobi­ne à courant de Foucault 22 du câble de traction 20 parvient au niveau de l'entretoise supérieure 56 du faisceau et cette position est repérée grâce au dispo­sitif de mesure à courant de Foucault 25 disposé au poste de commande. La position du tireur-pousseur 18 est repérée puis le déplacement du prolongateur 14ʹ et de l'élément de chauffage 14 se poursuit jusqu'au mo­ment où la bobine à courant de Foucault 22 du câble 20 parvient au niveau de la plaque entretoise supérieure 56, lors de son mouvement de descente dans le tube 3, à la sortie du petit cintre 3a. La position du tireur-­pousseur 18 est alors repérée.
  • Les deux mesures de position sur le tireur-­pousseur 18 permettent de déterminer la longueur de câble souple 20 introduite dans le tube lorsque l'ex­trémité du câble se trouve en deux positions symétri­ques de part et d'autre du petit cintre 14a. La moyen­ne de ces deux longueurs permet de déterminer parfai­ tement la position du point milieu du cintre qui est également son point le plus haut.
  • Lorsque la position du câble souple repré­sentée sur la figure 7d a été repérée grâce à la bo­bine à courant de Foucault 22, l'élément de chauffage 14 est ensuite amené dans sa position de service à l'intérieur du cintre comme représenté sur les figures 7d et 8. La partie active 14a de cet élément de chauf­fage constituée par l'enroulement hélicoïdal 31 a une longueur au moins égale à la longueur des plus grands cintres à traiter, si bien que l'ensemble du cintre 3a est occupé par l'enroulement de chauffage 31.
  • On voit sur la figure 8 que l'élément de chauffage 14 est susceptible de s'adapter parfaitement à la forme d'un petit cintre sur les parois duquel il vient en contact pour assurer une bonne transmission de chaleur.
  • Pendant les déplacements de l'élément de chauffage à l'intérieur du tube 3, la présence du ti­rant 40 à l'intérieur de l'élément de chauffage 14 permet d'éviter tout allongement anormal de l'enroule­ment 31 par extension sous l'effet de la traction. La traction exercée par le câble 20 est en effet transmi­se de la pièce terminale 30 à la gaine tubulaire 50 de la partie 14b de l'élément de chauffage, par le tirant 40.
  • Si le tube 3 est légèrement ovalisé dans une partie du cintre, les spires de l'enroulement 31 qui ne sont pas maintenues rigidement par un mandrin cen­tral peuvent se déplacer ou se déformer légèrement pour faciliter le passage de l'élément de chauffage dans le cintre. Le déplacement ou la déformation des spires de l'enroulement 31 est limité à un niveau fai­ble mais suffisant pour permettre le passage de l'élé­ ment de chauffage dans le cintre, par l'enroulement interne 41 de cet élément de chauffage.
  • Le traitement thermique de la partie cintrée du tube 3 est assuré en effectuant le branchement de l'alimentation électrique de la bobine 12 à laquelle sont reliées les extrémités des câbles d'alimentation constituant la partie terminale 14c de l'élément de chauffage. La commande et le contrôle du courant de chauffage sont assurés par les dispositifs 16 et 17 situés dans le poste de commande de l'installation.
  • Le traitement peut être effectué simultané­ment sur un très grand nombre de tubes si bien que l'opération de mise en place d'un élément de chauffage qui vient d'être décrite est effectuée successivement pour l'ensemble des tubes à traiter. L'alimentation des éléments de chauffage et le contrôle du courant de chauffage sont effectués simultanément et en parallèle pour l'ensemble des tubes à traiter.
  • Après chaque opération de mise en place, le dispositif d'accrochage 21 du câble 20 est désolida­risé de la pièce 61 du prolongateur 14ʹ de l'élément de chauffage 14 qui vient d'être mis en place, par une manoeuvre à distance au niveau du porteur 8. On effec­tue alors le retrait du câble de traction 20, l'élé­ment 14 et le prolongateur 14ʹ restant en place dans le tube 3.
  • Pendant le traitement thermique, du gaz de balayage est envoyé dans la zone de chauffage à l'in­térieur du tube 3, par le tube 50.
  • La température est contrôlée en permanence par le thermocouple 54 dont les mesures sont transmi­ses au poste de commande.
  • Le dispositif suivant l'invention a donc l'avantage de posséder une structure simple, d'être d'un prix de revient modéré et de pouvoir être mis en place facilement à l'intérieur des petits cintres du faisceau.
  • Le dispositif suivant l'invention permet également de contrôler parfaitement l'opération de traitement thermique et la position des éléments de chauffage dans les cintres avant leur mise en service.
  • L'invention ne se limite pas au mode de réa­lisation qui a été décrit.
  • On peut imaginer l'utilisation d'enroule­ments de chauffage constitués par un nombre quelconque de câbles coaxiaux dont les spires sont imbriquées.
  • On peut également imaginer de réaliser la partie centrale de l'élément de chauffage sous une forme différente de celle qui a été décrite.
  • On peut imaginer l'utilisation d'enroule­ments dont la puissance de chauffage est plus forte aux extrémités qui sont destinées à venir en coïnci­dence avec les parties du tube traversant l'entretoise supérieure, qu'à la partie centrale. Une telle varia­tion de la puisance de chauffage peut être obtenue soit en utilisant, pour constituer l'enroulement, un câble coaxial dont l'âme centrale présente des tron­çons successifs dont la résistivité est variable, soit en réalisant l'enroulement avec un diamètre de spire variable suivant sa longueur.
  • Les divers tronçons successifs de l'âme du câble à résistivité variable peuvent être constitués par des tronçons de fils résistants différents soudés bout à bout.
  • De manière générale, le câble coaxial peut comporter des tronçons à faible résistance électrique, par exemple en cuivre, destinés à joindre des tronçons à forte résistance électrique et constituant des zones conductrices non chauffantes de l'élément de chauffa­ge.
  • Les moyens de déplacement, de mise en place et de contrôle de l'élément de chauffage peuvent éga­lement avoir une forme différente de celle qui a été décrite.
  • Enfin, le dispositif suivant l'invention peut être utilisé pour le traitement thermique de tout tube de petit diamètre, de forme courbe sur une partie de sa longueur ou bien sûr, pour le traitement de tu­bes droits.

Claims (16)

1.- Dispositif de chauffage pour le traite­ment thermique d'un tube (3) de petit diamètre et en particulier d'un tube de forme courbe sur une partie au moins de sa longueur, comportant un élément de chauffage (14) flexible constitué par un fil de résis­tance électrique (33) enroulé en hélice pour consti­tuer un enroulement dont le diamètre extérieur est inférieur au diamètre intérieur du tube (3), ainsi qu'un ensemble de moyens (8, 9, 10, 11, 12, 18, 25, 26, 27) pour le guidage, le déplacement et le repérage de l'élément de chauffage (14) dans le tube (3), ca­ractérisé par le fait que le fil de chauffage à résis­tance électrique (33) constitue l'âme centrale d'un câble coaxial (32) comportant une enveloppe (34) ex­terne tubulaire métallique et un isolant (35) interca­lé entre l'âme central (33) et l'enveloppe externe (34) et que le câble coaxial (32) est enroulé pour constituer un enroulement hélicoïdal (31).
2.- Dispositif de chauffage suivant la re­vendication 1, caractérisé par le fait que l'élément de chauffage (14) comporte, à sa partie centrale, suivant l'axe de l'enroulement (31), un tirant (40) déformable en flexion mais rigide en traction fixé à ses extrémités sur deux parties (30, 43) de l'élément de chauffage (14) situées de part de d'autre de l'en­roulement (31) dans la direction axiale de cet enrou­lement.
3.- Dispositif de chauffage suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que l'élément de chauffage (14) comporte une pièce d'extrémité (30) de forme profilée permettant le guidage de l'élément de chauffage (14) dans le tube et comportant des moyens d'accrochage (36) pour sa liai­ son à un élément (14ʹ) par l'intermédiaire duquel on exerce une traction sur l'élément (14) pour son dépla­cement dans le tube (3).
4.- Dispositif de chauffage suivant la re­vendication 2, caractérisé par le fait que le tirant (40) est fixé à l'une de ses extrémités sur la pièce terminale (30).
5.- Dispositif de chauffage suivant l'une quelconque des revendications 3 et 4, caractérisé par le fait que la pièce terminale (30) comporte au moins un canal (37) pour le passage du câble coaxial (32) constituant l'enroulement (31) de l'élément de chauf­fage (14), la partie du câble coaxial (32) logée dans le canal (37) constituant le point milieu de l'enrou­lement (31).
6.- Dispositif de chauffage suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que l'enroulement (31) est un enroulement mul­tiple à spires imbriquées.
7.- Dispositif de chauffage suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que l'âme centrale (33) du câble coaxial (32) comporte des tronçons successifs de résistivités dif­férentes.
8.- Dispositif de chauffage suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que l'enroulement hélicoïdal (31) du câble coaxial (32) présente un diamètre de spire variable suivant la position de la spire dans la direction axiale de l'enroulement.
9.- Dispositif de chauffage suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que l'élément de chauffage (14) comporte, à sa partie centrale à l'intérieur de l'enroulement (31), un enroulement (41) constitué par un ruban plat métal­lique dont le pas est en sens inverse du pas de l'en­roulement (31) et dont le diamètre est inférieur au diamètre intérieur de l'enroulement (31).
10.- Dispositif de chauffage suivant l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé par le fait qu'il comporte, dans le prolongement axial d'une zone active (14a) constituée par l'enroulement (31), une partie (14b) constituée par un tube métalli­que flexible (50) comportant des ouvertures (50ʹ) dans sa paroi au voisinage de son extrémité reliée à la partie (14a) et communiquant, à son autre extrémité, avec une canalisation d'alimentation en gaz de balaya­ge (55).
11.- Dispositif de chauffage suivant la re­vendication 10, caractérisé par le fait que des pro­longements du câble coaxial (32) constituant l'enrou­lement (31) sont disposés axialement dans le tube mé­tallique (50) et ressortent de ce tube par son extré­mité opposée à l'enroulement (31) pour être reliés à des moyens d'alimentation électrique.
12.- Dispositif de chauffage suivant l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé par le fait que les moyens pour le déplacement de l'élé­ment de chauffage (14) dans le tube (3) comportent un prolongateur (14ʹ) relié à l'élément de chauffage (14) et un câble de traction (20) comportant une pièce d'extrémité (21) pour son accrochage à l'extrémité du prolongateur (14ʹ) opposée à son extrémité reliée à l'élément de chauffage (14).
13.- Dispositif de chauffage suivant la re­vendication 12, caractérisé par le fait que le câble (20) porte, au voisinage de la pièce d'accrochage (21), une bobine à courant de Foucault (22) pour le repérage de position du câble (20) et de l'élément de chauffage (14) dans le tube (3).
14.- Dispositif de chauffage suivant l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé par le fait que les moyens de guidage et de déplacement de l'élément de chauffage (14) comportent des tubes de guidage (11, 24) situés dans le prolongement des ex­trémités du tube (3) et des tireurs-pousseurs à galets tournants (10, 18).
15.- Utilisation d'un dispositif de chauf­fage suivant l'une quelconque des revendications 1 à 14, pour le traitement thermique des petits cintres des tubes (3) du faisceau d'un générateur de vapeur (1) d'un réacteur nucléaire à eau sous pression.
16.- Utilisation suivant la revendication 15, caractérisée par le fait que le repérage de posi­tion de l'élément de chauffage (14) dans le cintre (3a) du tube (3) est effectué par détection, à l'aide de courants de Foucault, de la mise en coïncidence d'un élément solidaire de l'élément de chauffage (14) pendant son déplacement dant le tube 3 avec une entre­toise (56) assurant le maintien des tubes (3) du fais­ceau du générateur de vapeur au voisinage des cintres (3a).
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