EP4588072A1 - Méthode de maintenance d'un réacteur nucléaire - Google Patents

Méthode de maintenance d'un réacteur nucléaire

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Publication number
EP4588072A1
EP4588072A1 EP23767928.7A EP23767928A EP4588072A1 EP 4588072 A1 EP4588072 A1 EP 4588072A1 EP 23767928 A EP23767928 A EP 23767928A EP 4588072 A1 EP4588072 A1 EP 4588072A1
Authority
EP
European Patent Office
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new
lip
initial
sheath
weld
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP23767928.7A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Mickael LALLIER
Alexandre Dupuis
François Régis HUGUET
Eddy SZCZUREK
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Areva NP SAS
Original Assignee
Framatome SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Framatome SA filed Critical Framatome SA
Publication of EP4588072A1 publication Critical patent/EP4588072A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C7/00—Control of nuclear reaction
    • G21C7/06—Control of nuclear reaction by application of neutron-absorbing material, i.e. material with absorption cross-section very much in excess of reflection cross-section
    • G21C7/08—Control of nuclear reaction by application of neutron-absorbing material, i.e. material with absorption cross-section very much in excess of reflection cross-section by displacement of solid control elements, e.g. control rods
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C13/00—Pressure vessels; Containment vessels; Containment in general
    • G21C13/02—Details
    • G21C13/028—Seals, e.g. for pressure vessels or containment vessels
    • G21C13/0285—Seals, e.g. for pressure vessels or containment vessels for container apertures
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C19/00—Arrangements for treating, for handling, or for facilitating the handling of, fuel or other materials which are used within the reactor, e.g. within its pressure vessel
    • G21C19/20—Arrangements for introducing objects into the pressure vessel; Arrangements for handling objects within the pressure vessel; Arrangements for removing objects from the pressure vessel
    • G21C19/207—Assembling, maintenance or repair of reactor components
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30—Nuclear fission reactors

Definitions

  • the present invention relates to the maintenance of the control mechanisms of the control clusters of a nuclear reactor.
  • a nuclear reactor typically comprises a pressure vessel, in which nuclear fuel assemblies constituting the core of the nuclear reactor are arranged.
  • the reactivity of the core is controlled, among other things, by inserting control clusters into the core, each cluster comprising several rods made of a neutron-absorbing material.
  • Each control cluster is attached to the end of a control rod, itself moved by a Cluster Control Mechanism (CGM).
  • CGM Cluster Control Mechanism
  • the Cluster Control Mechanisms each ensure the extraction, maintenance or insertion of a control cluster in the reactor core. They must also allow the free fall of the cluster control rods when the reactor automatic shutdown circuit breakers open.
  • the nuclear reactor thus comprises a plurality of control assemblies, each dedicated to a control cluster.
  • Each control assembly includes an adapter integral with the cover of the pressure vessel, a housing for receiving a mechanism for lifting the control rod of the control cluster and a sheath for receiving the control rod.
  • the housing, lifting mechanism and sheath constitute the MCG.
  • the adapter passes through the tank cover and is rigidly attached to it. It defines a passage through which the control rod moves.
  • the casing and the sheath together form a pressure vessel, in fluid communication with the interior of the pressure vessel through the adapter.
  • the housing has a lower housing end typically screwed onto an upper end of the adapter.
  • the seal between the lower end of the casing and the upper end of the adapter is achieved by a welded joint, frequently called a “Canopy” joint.
  • first lip at an upper end of the casing and a second lip at a lower end of the sheath.
  • the first lip and the second lip are welded together tightly and form a seal known as the “Omega” seal.
  • CGMs cluster control mechanisms
  • a solution for replacing a cluster control mechanism (RMCG) on site is to replace the entire MCG by intervening at the “Canopy” joint. This operation involves the replacement of the EML (lifting mechanism assembly) and the pressure vessel (sheath + casing).
  • the RMCG “Canopy” solution may include the following operations:
  • Another solution could be to intervene at the “Omega” joint by cutting along the axis of the original weld.
  • the “Omega” RMCG solution could include the following operations:
  • the maintenance method may also have one or more of the characteristics below, considered individually or in any technically possible combination:
  • the rod moves along an axis of movement, the reference direction being parallel to the axis of movement;
  • said initial weld is cut in the reference direction or in a direction forming an angle of less than 15° with the reference direction;
  • the new sealed weld is angularly offset from the initial weld towards the first lip.
  • Figure 1 is a simplified schematic representation of a nuclear reactor
  • Figure 3 is an enlarged view of the “Canopy” joint of the welded connection between the casing and the adapter on which the cluster control mechanism of Figure 2 is mounted;
  • Figure 4 is an enlarged view of the “Omega” joint of the welded connection between the casing and the sheath of the cluster control mechanism of Figure 2, before implementation of the maintenance method of the invention;
  • Figure 5 is a view similar to that of Figure 4, after implementation of the method of the invention.
  • the pressure vessel 3 has a lower part 9 and a cover 11 removably fixed to the lower part 9.
  • the nuclear reactor 1 also includes control clusters 13 capable of being inserted or extracted from the core 7 in order to control the reactivity of the core.
  • the Cluster Control Mechanisms each ensure the extraction, maintenance or insertion of a control cluster in the reactor core. They must also allow the free fall of the cluster control rods when the reactor automatic shutdown circuit breakers open.
  • the nuclear reactor 1 thus comprises a plurality of control assemblies 17, each dedicated to a control cluster 13.
  • Each control assembly 17 comprises an adapter 19 secured to the cover 11 of the pressure vessel, a casing 21 for receiving a mechanism 23 for lifting the control rod 15 of the control cluster 13 and a sheath 25 for receiving the control rod 15 ( Figures 1 and 2). In Figure 1, the sheaths are not shown to reveal the upper ends of the control rods 15.
  • the adapter 19 is engaged in a through hole in the tank cover 11 and is rigidly fixed thereto. It passes through the tank cover 11 and delimits a passage through which the control rod 15 moves.
  • the lifting mechanism 23 is generally called lifting mechanism assembly (EML). This mechanism is an actuator whose function is to control, insert or extract the control rod 15.
  • the lifting mechanism 23, the casing 21 and the sheath 25 form the subassembly generally designated by the term Cluster Control Mechanism (CGM).
  • CGM Cluster Control Mechanism
  • the casing 21 is a tubular part, having a central axis corresponding substantially to the axis of movement X of the control rod 15. It internally delimits an internal volume in which the control rod 15 is engaged.
  • the lifting mechanism 23 is housed between the rod and the wall of the housing.
  • Sheath 25 constitutes the upper part of the pressure vessel.
  • the upper end of the casing 35 has a substantially annular upper surface of the casing 37 perpendicular to said axis of movement X and facing away from the adapter 19.
  • the sheath 25 has a lower sheath end 43 engaged in the upper end of the casing 35 and fixed thereto.
  • the lower end of the sheath 43 has for this purpose an external thread 45, cooperating with a tapping 47 carried by the radially internal surface of the casing 39.
  • the sheath 25 also has a main part 49 located outside the casing 21.
  • An annular rib 51 is provided on the lower end of the sheath 43, at the junction with the main part 49. It is located above the external thread 45.
  • the lower sheath end 43 has an upper sheath surface 53, substantially annular, perpendicular to the axis of movement X, and facing away from the adapter 19.
  • the upper sheath surface 53 extends substantially in the same plane as the upper casing surface 37.
  • the annular rib 51 further defines a lower sheath surface 57, substantially annular and perpendicular to the axis of movement upper casing 35.
  • the casing 21 has a first lip 61 at the upper end of the casing 35.
  • the sheath 25 has a second lip 63 at the lower end of the sheath 43.
  • the upper surface of the casing 37 carries the first lip 61.
  • the upper sheath surface 53 carries the second lip 63.
  • the omega seal 65 has an initial shape obtained by rotation of an initial arcuate line 65a around an axis of rotation.
  • the axis of rotation corresponds substantially to the axis X of movement of the control rod.
  • the initial arcuate line 65a is shown in Figure 4. It corresponds substantially to the section of the omega seal 65 in a radial plane containing the axis of rotation X.
  • This initial geometric center C when the initial arcuate line 65a is an arc of a circle, corresponds to the center of the arc of a circle.
  • the initial geometric center C is for example the isobarycenter of all the points of the initial arcuate line.
  • the geometric center C is the isobarycenter of all the points of the internal surface of initial arcuate line 65a, or else the isobarycenter of all the points of the external surface of initial arcuate line 65a.
  • the initial arcuate line 65a has a first initial arc 61a belonging to the first lip 61, and a second initial arc 63a belonging to the second lip 63 and connected to the first initial arc 61a by an initial welding point P.
  • the initial weld point P belongs to the initial weld 67.
  • the initial welding point P defines with the initial geometric center C a line L extending along a reference direction.
  • the reference direction is parallel to the axis X of movement of the rod.
  • the first and second lips 61, 63 each extend all around the axis X and have closed contours. They are curved towards each other.
  • the first and second initial arcs 61a, 63a each typically have a quarter-circle shape.
  • the initial arcuate line 65a is a semicircle, centered on point C.
  • the first and second lips 61, 63 delimit with the upper surface of the casing 37 and with the upper surface of the sheath 53 a cavity extending all around the axis X.
  • This joint 65 is called omega because of its shape.
  • Deletion is typically carried out remotely, by any suitable means (grinding wheel, saw, machining machine, etc.).
  • the at least one maintenance operation typically comprises one or more of the operations below:

Landscapes

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Abstract

La méthode de maintenance porte sur un ensemble de commande d'une grappe de contrôle. Elle comprend les étapes suivantes: - suppression de la soudure initiale (67) du joint oméga (65) et évacuation de la gaine (25); - réalisation d'au moins une opération de maintenance sur l'ensemble de commande (17); - découpe d'un bord (69) de la première lèvre (61) du joint oméga (65); - obtention d'une gaine de remplacement (25R) comportant une seconde lèvre neuve (71); - création d'une nouvelle soudure étanche (73) entre la première lèvre (61) et la seconde lèvre neuve (71), la nouvelle soudure (73) étant décalée angulairement d'un angle (α) compris entre 15° et 80° par rapport à la soudure initiale.

Description

TITRE : Méthode de maintenance d’un réacteur nucléaire
La présente invention concerne la maintenance des mécanismes de commande des grappes de contrôle d’un réacteur nucléaire.
Un réacteur nucléaire comporte typiquement une cuve sous pression, dans laquelle sont disposés des assemblages de combustible nucléaire constituant le cœur du réacteur nucléaire. La réactivité du cœur est contrôlée, entre autres, en enfonçant dans le cœur des grappes de contrôle, chaque grappe comprenant plusieurs crayons en un matériau absorbant les neutrons.
Chaque grappe de commande est fixée au bout d’une tige de commande, elle- même déplacée par un Mécanisme de Commande de Grappe (MCG).
Les Mécanismes de Commande de Grappes (MCG) assurent chacun l’extraction, le maintien ou l’insertion d’une grappe de contrôle dans le cœur du réacteur. Ils doivent également autoriser la chute libre des tiges de commande de grappe à l’ouverture des disjoncteurs d’arrêt automatique du réacteur.
Le réacteur nucléaire comprend ainsi une pluralité d’ensembles de commande, chacun dédié à une grappe de contrôle. Chaque ensemble de commande comprend un adaptateur solidaire du couvercle de la cuve sous pression, un carter de réception d’un mécanisme de levée de la tige de commande de la grappe de commande et une gaine de réception de la tige de commande. Le carter, le mécanisme de levée et la gaine constituent le MCG.
L’adaptateur traverse le couvercle de cuve et est rigidement fixé à celui-ci. Il délimite un passage à travers lequel se déplace la tige de commande.
Le mécanisme de levée est généralement appelé ensemble mécanisme de levée (EML). Ce mécanisme est un actionneur ayant pour fonction le contrôle, l’insertion ou l’extraction de la tige de commande des grappes de contrôle dans le cœur du réacteur.
Le carter et la gaine forment ensemble une enceinte sous pression, en communication fluidique avec l’intérieur de la cuve sous pression à travers l’adaptateur.
Le carter présente une extrémité inférieure de carter typiquement vissée sur une extrémité supérieure de l’adaptateur. L’étanchéité entre l’extrémité inférieure du carter et l’extrémité supérieure de l’adaptateur est réalisée par un joint soudé, appelé fréquemment joint « Canopy ».
La gaine constitue l’extrémité supérieure de l’enceinte sous pression. Elle délimite un volume interne dans lequel la tige de commande vient se loger en position haute de la grappe de commande. Ce volume interne est fermé vers le haut et communique avec le volume interne du carter vers le bas.
De manière à créer une liaison étanche entre la gaine et le carter, il est possible de prévoir une première lèvre à une extrémité supérieure du carter et une seconde lèvre à une extrémité inférieure de la gaine. La première lèvre et la seconde lèvre sont soudées l’une à l’autre de manière étanche et forment un joint connu sous le nom de joint « Oméga ».
L’EML étant composé de pièces mobiles effectuant la préhension et le déplacement de la tige de commande, il est soumis à des phénomènes d’usure qui rendent nécessaire son remplacement après plusieurs millions de cycles.
Dans la plupart des cas, les remplacements concernent des mécanismes de commande de grappes (MCG) qui arrivent en limite de leur durée de vie. Ponctuellement, les MCG peuvent être remplacés pour des raisons de dysfonctionnement.
Une solution pour le remplacement d’un mécanisme de commande de grappe (RMCG) sur site est le remplacement de la totalité du MCG en intervenant au niveau du joint « Canopy ». Cette opération prévoit le remplacement de l’EML (Ensemble mécanisme de levée) et de l’enceinte sous pression (gaine + carter).
La solution RMCG « Canopy » peut comporter les opérations suivantes :
- Découpe du joint « Canopy » (localisé entre le carter et l’adaptateur du couvercle),
- Dépose du MCG dans sa totalité,
- Usinage de l’adaptateur afin de restaurer un profil soudable,
- Repose d’un MCG neuf (avec éventuel ajustement pour appairage avec l’adaptateur),
- Reconstitution du joint soudé « Canopy »,
- Requalifications associées.
Une autre solution pourrait être d’intervenir au niveau du joint « Omega » par découpe dans l’axe de la soudure d’origine.
La solution RMCG « Omega » pourrait comporter les opérations suivantes :
- Découpe du joint « Omega » (localisé entre la gaine et le carter du MCG) dans l’axe de la soudure afin de préserver la conception initiale du joint soudé (découpe verticale),
- Dépose de la gaine et de l’EML,
- Usinage de la lèvre du carter en vue de restaurer un profil soudable, identique au profil initial,
- Repose d’un EML neuf et d’une gaine neuve ou de la gaine d’origine réusinée sur place,
- Soudage du joint « Omega » à l’identique de la conception initiale, - Requalifications associées.
Ces solutions ne sont pas pleinement satisfaisantes.
La solution RMCG « Canopy » impose :
- Le remplacement du MCG complet incluant l’enceinte sous pression (gaine + carter),
- La dépose / repose du calorifuge du couvercle, ce qui a un impact sur le planning de l’opération.
La RMCG « Omega », avec découpe verticale du joint soudé, n’est pas non plus satisfaisante sur les points suivants.
Des essais de remplacements d’EML ont été effectués en intervenant au niveau du joint « Omega ».
Après découpe dans l’axe de la soudure du joint « Omega » (découpe verticale), un ressuage a été réalisé pour s’assurer d’un état de surface exempt de défaut. Sur un ensemble de plus de 50 MCG découpés, 38% des ressuages montrent des défauts de surface non conformes dans les lèvres minces.
La présence aléatoire et imprévisible de ces défauts ne permet pas de préparer un chantier avec une maîtrise suffisante. Ces défauts appellent des réparations et des justifications systématiques. Dans la majorité des cas, ils pourraient même ne pas s’avérer réparables ou alors au prix du développement de procédés complexes.
En secours, une intervention au niveau du joint « Canopy » serait alors nécessaire.
Dans ce contexte, l’invention vise à proposer une méthode de maintenance d’un réacteur nucléaire permettant d’assurer la maintenance d’un ensemble de commande de grappe de manière fiable et économique.
A cette fin, l’invention porte sur une méthode de maintenance d’un réacteur nucléaire, le réacteur nucléaire comprenant au moins un ensemble de commande d’une grappe de contrôle, le ou chaque ensemble de commande comprenant un adaptateur solidaire d’un couvercle d’une cuve sous pression du réacteur nucléaire, un carter de réception d’un mécanisme de levée d’une tige de commande de la grappe de contrôle et une gaine de réception de la tige de commande, le carter ayant une extrémité inférieure de carter liée de manière étanche à l’adaptateur, le carter ayant une première lèvre à une extrémité supérieure de carter, la gaine ayant une seconde lèvre à une extrémité inférieure de gaine, la première lèvre et la seconde lèvre étant soudées l’une à l’autre par une soudure initiale et formant ensemble un joint oméga, le joint oméga ayant une forme initiale obtenue par rotation d'une ligne arquée initiale autour d'un axe de rotation, ladite ligne arquée initiale ayant un centre géométrique initial, un premier arc initial appartenant à la première lèvre, et un deuxième arc initial appartenant à la deuxième lèvre et relié au premier arc initial par un point de soudure initial, le point de soudure initial définissant avec le centre géométrique initial une ligne s'étendant le long d'une direction de référence, la méthode de maintenance comprenant les étapes suivantes:
- suppression de la soudure initiale et évacuation de la gaine;
- réalisation d’au moins une opération de maintenance sur l'ensemble de commande;
- découpe d'un bord de la première lèvre;
- obtention d'une gaine de remplacement comportant une seconde lèvre neuve;
- création d'une nouvelle soudure étanche entre la première lèvre et la seconde lèvre neuve, la première lèvre et la seconde lèvre neuve définissant ensemble un nouveau joint oméga, le nouveau joint oméga ayant une forme obtenue par rotation d'une nouvelle ligne arquée autour dudit axe de rotation, ladite nouvelle ligne arquée ayant un nouveau centre géométrique, un nouveau premier arc appartenant à la première lèvre, et un nouveau deuxième arc appartenant à la deuxième lèvre neuve et relié au nouveau premier arc par un nouveau point de soudure, le nouveau point de soudure définissant avec le nouveau centre géométrique une ligne s'étendant selon une nouvelle direction décalée angulairement d’un angle compris entre 15° et 80° par rapport à la direction de référence.
Ainsi, l’intervention est réalisée au niveau du joint « Omega ». En conséquence, le carter reste en place et n’est pas remplacé inutilement. Seuls l’EML et éventuellement la gaine sont remplacés.
Il n’est pas nécessaire de déposer le calorifuge du couvercle. Ceci génère un gain dosimétrique.
Il en découle aussi un gain en planning par rapport à la solution RMCG « Canopy ». Par ailleurs, le risque de défaut inhérent à la RMCG « Omega » décrit plus haut est beaucoup plus limité.
La liaison soudée étanche entre le carter et la gaine est recréée entre une seconde lèvre neuve et une surface de la première lèvre obtenue par suppression du bord de la première lèvre. Cette surface est exempte de défaut, les défauts ayant été éliminés par la découpe du bord de la première lèvre d’origine.
Cette surface en particulier n’est pas une zone affectée thermiquement par la création de la liaison soudée d’origine, puisque le bord de la première lèvre d’origine a été éliminée.
La méthode de maintenance peut en outre présenter une ou plusieurs des caractéristiques ci-dessous, considérées individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles :
- la gaine de remplacement est la gaine initiale, la seconde lèvre neuve ayant été créée sur ladite gaine initiale ;
- la gaine de remplacement est une gaine neuve ; - la méthode comprend entre l’étape de suppression de la soudure initiale et l’étape de découpe une étape de contrôle de l’état de surface de la première lèvre en vue de détecter un éventuel défaut, une largeur du bord de la première lèvre découpée à l’étape de découpe étant choisie de manière à éliminer l’éventuel défaut ;
- la tige se déplace suivant un axe de déplacement, la direction de référence étant parallèle à l’axe de déplacement ;
- l’étape de suppression de la soudure initiale, ladite soudure initiale est découpée suivant la direction de référence ou suivant une direction formant un angle de moins de 15° avec la direction de référence ;
- le nouveau deuxième arc est plus long que le deuxième arc initial ;
- le nouveau joint oméga présente la même forme que le joint oméga initial ;
- la nouvelle soudure étanche est décalée angulairement par rapport à la soudure initiale vers la première lèvre.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront de la description détaillée qui en est donnée ci-dessous, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux figures annexées, parmi lesquelles :
La figure 1 est une représentation schématique simplifiée d’un réacteur nucléaire ;
La figure 2 est une vue en coupe d’un mécanisme de commande de grappe du réacteur nucléaire de la figure 1 ;
La figure 3 est une vue agrandie du joint « Canopy » de la liaison soudée entre le carter et l’adaptateur sur lequel est monté le mécanisme de commande de grappe de la figure 2 ;
La figure 4 est une vue agrandie du joint « Omega » de la liaison soudée entre le carter et la gaine du mécanisme de commande de grappe de la figure 2, avant mise en oeuvre de la méthode de maintenance de l’invention ; et
La figure 5 est une vue similaire à celle de la figure 4, après mise en oeuvre de la méthode de l’invention.
Le réacteur nucléaire 1 représenté sur la figure 1 comporte une cuve sous pression 3, dans laquelle sont disposés des assemblages de combustible nucléaire 5 constituant le cœur 7 du réacteur nucléaire.
La cuve sous pression 3 comporte une partie inférieure 9 et un couvercle 11 fixée de manière amovible à la partie inférieure 9.
Le réacteur nucléaire 1 comporte encore des grappes de contrôle 13 susceptible d’être insérées ou extraites du cœur 7 en vue de contrôler la réactivité du cœur.
Chaque grappe 13 comprend plusieurs crayons en un matériau absorbant les neutrons. Chaque grappe de contrôle 13 est fixée au bout d’une tige de commande 15, elle- même déplacée par un Mécanisme de Commande de Grappe (MCG).
Les Mécanismes de Commande de Grappes (MCG) assurent chacun l’extraction, le maintien ou l’insertion d’une grappe de contrôle dans le cœur du réacteur. Ils doivent également autoriser la chute libre des tiges de commande de grappe à l’ouverture des disjoncteurs d’arrêt automatique du réacteur.
Le réacteur nucléaire 1 comprend ainsi une pluralité d’ensembles de commande 17, chacun dédié à une grappe de contrôle 13.
Chaque ensemble de commande 17 comprend un adaptateur 19 solidaire du couvercle 11 de la cuve sous pression, un carter 21 de réception d’un mécanisme 23 de levée de la tige de commande 15 de la grappe de contrôle 13 et une gaine 25 de réception de la tige de commande 15 (figures 1 et 2). Sur la figure 1 , les gaines ne sont pas représentées pour laisser apparaître les extrémités supérieures des tiges de commandes 15.
L’adaptateur 19 est engagé dans un orifice traversant du couvercle de cuve 11 et est rigidement fixé à celui-ci. Il traverse le couvercle de cuve 11 et délimite un passage à travers lequel se déplace la tige de commande 15.
Le mécanisme de levée 23 est généralement appelé ensemble mécanisme de levée (EML). Ce mécanisme est un actionneur ayant pour fonction le contrôle, l’insertion ou l’extraction de la tige de commande 15.
Le carter 21 et la gaine 25 forment ensemble une enceinte sous pression, en communication fluidique avec l’intérieur de la cuve sous pression à travers l’adaptateur 19.
Le mécanisme de levée 23, le carter 21 et la gaine 25 forment le sous-ensemble désigné généralement par le terme Mécanisme de Commande de Grappe (MCG).
Le carter 21 est une pièce tubulaire, ayant un axe central correspondant sensiblement à l’axe de déplacement X de la tige de commande 15. Il délimite intérieurement un volume interne dans lequel est engagé la tige de commande 15. Le mécanisme de levée 23 est logé entre la tige et la paroi du carter.
Dans la présente description, les termes inférieur et supérieur, le bas et le haut, sont entendus selon l’axe de déplacement X de la tige de commande 15.
Celle-ci est normalement verticale.
Le carter 21 a une extrémité inférieure de carter 27 liée de manière étanche à l’adaptateur 19.
Plus précisément, l’extrémité inférieure de carter 27 est typiquement vissée sur une extrémité supérieure 29 de l’adaptateur 19. L’étanchéité entre l’extrémité inférieure de carter 27 et l’extrémité supérieure 29 de l’adaptateur est réalisée par un joint soudé 31 , appelé fréquemment joint « Canopy » (figure 3).
La gaine 25 constitue la partie supérieure de l’enceinte sous pression.
Elle délimite un volume interne 33 dans lequel la tige de commande 15 vient se loger en position haute de la grappe de contrôle 13. Ce volume interne 33 est fermé vers le haut et communique avec le volume interne du carter 21 vers le bas.
Le carter 21 présente une extrémité supérieure de carter 35 de forme tubulaire autour de l’axe de déplacement X.
Comme visible sur les figures 2 et 4, l’extrémité supérieure de carter 35 présente une surface supérieure de carter 37 sensiblement annulaire perpendiculaire audit axe de déplacement X et tournée à l’opposé de l’adaptateur 19.
L’extrémité supérieure de carter 35 présente en outre une surface radialement interne de carter 39 et une surface radialement externe de carter 41 ;
La gaine 25 présente une extrémité inférieure de gaine 43 engagée dans l’extrémité supérieure de carter 35 et fixée à celle-ci.
L’extrémité inférieure de gaine 43 présente à cet effet un filetage externe 45, coopérant avec un taraudage 47 porté par la surface radialement interne de carter 39.
La gaine 25 présente également une partie principale 49 située hors du carter 21 .
Une nervure annulaire 51 est ménagée sur l’extrémité inférieure de gaine 43, à la jonction avec la partie principale 49. Elle est située au-dessus du filetage externe 45.
L’extrémité inférieure de gaine 43 présente une surface supérieure de gaine 53, sensiblement annulaire, perpendiculaire à l’axe de déplacement X, et tournée à l’opposé de l’adaptateur 19.
Cette surface supérieure de gaine 53 est définie par la nervure annulaire 51 .
La surface supérieure de gaine 53 s’étend sensiblement dans le même plan que la surface supérieure de carter 37.
L’extrémité inférieure de gaine 43 présente en outre une surface radialement externe 55.
Cette surface radialement externe 55 est définie par la nervure annulaire 51 .
Elle est en appui contre la surface radialement interne de carter 39.
La nervure annulaire 51 définit en outre une surface inférieure de gaine 57, sensiblement annulaire et perpendiculaire à l’axe de déplacement X. La surface inférieure de gaine 57 est en appui sur un épaulement 59 formé dans la surface radialement interne 39 de l’extrémité supérieure de carter 35. Comme illustré sur la figure 4, avant mise en œuvre de la méthode de l’invention, le carter 21 comporte une première lèvre 61 à l’extrémité supérieure de carter 35.
La gaine 25 comporte une seconde lèvre 63 à l’extrémité inférieure de gaine 43.
La première lèvre 61 et la seconde lèvre 63 sont soudées l’une à l’autre de manière étanche par une soudure initiale 67.
Elles forment ensemble un joint oméga 65.
La surface supérieure de carter 37 porte la première lèvre 61 .
La surface supérieure de gaine 53 porte la seconde lèvre 63.
Le joint oméga 65 présente une forme initiale obtenue par rotation d'une ligne arquée initiale 65a autour d'un axe de rotation.
L’axe de rotation correspond sensiblement à l’axe X de déplacement de la tige de commande.
La ligne arquée initiale 65a est représentée sur la figure 4. Elle correspond sensiblement à la section du joint oméga 65 dans un plan radial contenant l’axe de rotation X.
La ligne arquée initiale 65a a une certaine épaisseur, correspondant à l’épaisseur du joint oméga 65.
La ligne arquée initiale 65a présente un centre géométrique initial C.
Ce centre géométrique initial C, quand la ligne arquée initiale 65a est un arc de cercle, correspond au centre de l’arc de cercle.
Quand la ligne arquée initiale 65a n’est pas un arc de cercle, le centre géométrique initial C est par exemple l’isobarycentre de tous les points de la ligne arquée initiale. En variante, le centre géométrique C est l’isobarycentre de tous les points de la surface interne de ligne arquée initiale 65a, ou encore l’isobarycentre de tous les points de la surface externe de ligne arquée initiale 65a.
La ligne arquée initiale 65a présente un premier arc initial 61 a appartenant à la première lèvre 61 , et un deuxième arc initial 63a appartenant à la deuxième lèvre 63 et relié au premier arc initial 61 a par un point de soudure initial P.
Le point de soudure initial P appartient à la soudure initiale 67.
La soudure initiale 67 présente une forme obtenue par rotation du point de soudure initial P autour de l’axe de rotation X.
Le point de soudure initial P définit avec le centre géométrique initial C une ligne L s'étendant le long d'une direction de référence.
Comme visible sur la figure 4, le point de soudure initial P a une certaine surface.
Pour définir la ligne L, on considère par exemple l’isobarycentre de tous les points faisant partie de ladite surface. Typiquement, la direction de référence est parallèle à l’axe X de déplacement de la tige.
Les première et seconde lèvres 61 , 63 s’étendent chacune tout autour de l’axe X et sont à contours fermés. Elles sont courbées l’une vers l’autre.
Les premier et second arc initiaux 61 a, 63a présentent typiquement chacun une forme de quart de cercle. La ligne arquée initiale 65a est un demi-cercle, centré sur le point C.
Ainsi, la forme initiale du joint oméga 65 correspond à un demi tore, coaxial à l’axe X.
Les première et seconde lèvres 61 , 63 délimitent avec la surface supérieure de carter 37 et avec la surface supérieure de gaine 53 une cavité s’étendant tout autour de l’axe X.
Ce joint 65 est dit en oméga du fait de sa forme.
La méthode de maintenance vise à intervenir sur l’ensemble de commande 17 pour effectuer une opération de maintenance de celui-ci.
La méthode de maintenance comprend les étapes suivantes:
- suppression de la soudure initiale 67 et évacuation de la gaine 25 ;
- réalisation d’au moins une opération de maintenance sur l'ensemble de commande 17;
- découpe d'un bord 69 de la première lèvre 61 ;
- obtention d'une gaine de remplacement 25R comportant une seconde lèvre neuve 71 ;
- création d'une nouvelle soudure étanche 73 entre la première lèvre 61 et la seconde lèvre neuve 71 , la première lèvre 61 et la seconde lèvre neuve 71 définissant ensemble un nouveau joint oméga 73.
A l’étape de suppression de la soudure initiale 67, ladite soudure initiale 67 est découpée suivant la direction de référence L ou suivant une direction formant un angle de moins de 15° avec la direction de référence L.
La suppression est effectuée typiquement en téléopération, par tous moyens adaptés (meule, scie, machine d’usinage...).
Après évacuation de la gaine 25, il est possible d’accéder à l’EML 23.
L’au moins une opération de maintenance comprend typiquement une ou plusieurs des opérations ci-dessous :
- remplacement ou réparation de la gaine 25,
- remplacement ou réparation de l’EML 23,
- réparation de l’extrémité supérieure du carter 35 . La méthode comprend de préférence, entre l’étape de suppression de la soudure initiale 67 et l’étape de découpe, une étape de contrôle de l’état de surface de la première lèvre 61 en vue de détecter un éventuel défaut.
Ce défaut est typiquement la présence de fissures ou cavités, pouvant conduire à une non-conformité de la nouvelle soudure étanche 73.
Ce contrôle est effectué par ressuage, radiographie ou par toute autre méthode adaptée.
Le bord 69 est le bord de la première lèvre initialement soudé à la seconde lèvre par la soudure 67. Il est découpé sur toute la périphérie de la première lèvre 61. Ceci permet d’éliminer la partie de la soudure initiale restant attachée à la première lèvre 61 à l’issue de l’étape de suppression. Ceci permet également de créer une nouvelle surface, présentant un bon état de surface, en vue du soudage de la première lèvre 61 à la seconde lèvre neuve 71.
Le bord 69 de la première lèvre est découpé sur une largeur choisie de manière à éliminer un éventuel défaut détecté à l’étape de contrôle.
La largeur de découpe correspond ici à la dimension prise dans un plan radial, autour de l’axe de rotation.
En variante, l’étape de contrôle n’est pas effectuée, et le bord de la première lèvre est découpé sur une largeur prédéterminée.
La découpe est effectuée typiquement en téléopération, par tous moyens adaptés (laser, scie, machine d’usinage...).
La gaine de remplacement 25R est par exemple la gaine initiale 25, la seconde lèvre neuve 71 ayant été créée sur ladite gaine initiale 25.
La seconde lèvre neuve 71 est créée par tous moyens adaptés : soudage d’un prolongement sur la seconde lèvre 63 initiale, élimination de la seconde lèvre initiale 63 et fixation d’une seconde lèvre neuve 71 à la place de la seconde lèvre initiale, etc...
En variante, la gaine de remplacement 25R est une gaine neuve, n’ayant jamais été utilisée dans un réacteur nucléaire. Elle est fabriquée directement avec la seconde lèvre neuve 71 , ayant les dimensions requises.
Selon une autre variante, la gaine de remplacement 25R est une gaine réutilisée, mais provenant d’un autre ensemble de commande 17, du même réacteur nucléaire ou d’un autre réacteur nucléaire. Cette gaine est alors modifiée de manière à comporter une seconde lèvre neuve ayant les dimensions requises.
La nouvelle soudure est effectuée typiquement en téléopération ou manuellement. Le procédé de soudage est le même que pour la soudure initiale. Typiquement le procédé de soudage est de type TIG/GTAW. Le nouveau joint oméga 75 présente une forme obtenue par rotation d'une nouvelle ligne arquée 75b autour de l’axe de rotation X.
La nouvelle ligne arquée 75b est représentée sur la figure 5. Elle correspond sensiblement à la section du nouveau joint oméga 75 dans un plan radial contenant l’axe de rotation X.
La nouvelle ligne arquée 75b a une certaine épaisseur, correspondant à l’épaisseur du nouveau joint oméga 75.
La nouvelle ligne arquée 75b présente un nouveau centre géométrique C’.
Le nouveau centre géométrique C’ est défini comme le centre géométrique initial C.
La nouvelle ligne arquée 75b présente un nouveau premier arc 61 b appartenant à la première lèvre 61 , et un nouveau deuxième arc 71 b appartenant à la deuxième lèvre neuve 71 et relié au nouveau premier arc 61b par un nouveau point de soudure P’.
Le nouveau point de soudure P’ appartient à la nouvelle soudure 73.
La nouvelle soudure 73 présente une forme obtenue par rotation du nouveau point de soudure P’ autour de l’axe de rotation X.
Le nouveau point de soudure P’ est définit comme le point de soudure initial P.
Le nouveau point de soudure P’ définit avec le nouveau centre géométrique C’ une ligne s'étendant selon une nouvelle direction L’ décalée angulairement d’un angle a compris entre 15° et 80° par rapport à la direction de référence L.
Ce décalage provient du fait que le bord 69 de la première lèvre 61 a été découpé.
De préférence l’angle a est compris entre 25° et 70°, encore de préférence entre 30° et 60°.
Le nouveau deuxième arc 71 b est plus long que le deuxième arc initial 63a.
Le nouveau premier arc 61 b est plus court que le premier arc initial 61 a.
De ce fait, la nouvelle soudure 73 est décalée angulairement par rapport à la soudure initiale 67 vers la première lèvre 61 , c’est-à-dire est déportée angulairement du côté de la première lèvre.
En revanche, le nouveau joint oméga 75 présente de préférence sensiblement la même forme que le joint oméga initial 65.
Notamment, le nouveau centre géométrique C’ est sensiblement à la même position que le centre géométrique initial C.

Claims

REVENDICATIONS
1. Méthode de maintenance d’un réacteur nucléaire (1 ), le réacteur nucléaire comprenant au moins un ensemble de commande (17) d’une grappe de contrôle (13), le ou chaque ensemble de commande (17) comprenant un adaptateur (19) solidaire d’un couvercle (11) d’une cuve sous pression (3) du réacteur nucléaire (1), un carter (21) de réception d’un mécanisme (23) de levée d’une tige de commande (15) de la grappe de contrôle (13) et une gaine (25) de réception de la tige de commande (15), le carter (21) ayant une extrémité inférieure de carter (27) liée de manière étanche à l’adaptateur (19), le carter (21) ayant une première lèvre (61 ) à une extrémité supérieure de carter (35), la gaine (25) ayant une seconde lèvre (63) à une extrémité inférieure de gaine (43), la première lèvre (61) et la seconde lèvre (63) étant soudées l’une à l’autre par une soudure initiale (67) et formant ensemble un joint oméga (65), le joint oméga (65) ayant une forme initiale obtenue par rotation d'une ligne arquée initiale (65a) autour d'un axe de rotation (X), ladite ligne arquée initiale (65a) ayant un centre géométrique initial (C), un premier arc initial (61a) appartenant à la première lèvre (61), et un deuxième arc initial (63a) appartenant à la deuxième lèvre (63) et relié au premier arc initial (61a) par un point de soudure initial (P), le point de soudure initial (P) définissant avec le centre géométrique initial (C) une ligne s'étendant le long d'une direction de référence (L), la méthode de maintenance comprenant les étapes suivantes:
- suppression de la soudure initiale (67) et évacuation de la gaine (25);
- réalisation d’au moins une opération de maintenance sur l'ensemble de commande (17);
- découpe d'un bord (69) de la première lèvre (61);
- obtention d'une gaine de remplacement (25R) comportant une seconde lèvre neuve (71);
- création d'une nouvelle soudure étanche (73) entre la première lèvre (61 ) et la seconde lèvre neuve (71 ), la première lèvre (61) et la seconde lèvre neuve (71) définissant ensemble un nouveau joint oméga (75), le nouveau joint oméga (75) ayant une forme obtenue par rotation d'une nouvelle ligne arquée (75b) autour dudit axe de rotation (X), ladite nouvelle ligne arquée (75b) ayant un nouveau centre géométrique (C’), un nouveau premier arc (61 b) appartenant à la première lèvre (61), et un nouveau deuxième arc (71b) appartenant à la deuxième lèvre neuve (71) et relié au nouveau premier arc (61b) par un nouveau point de soudure (P’), le nouveau point de soudure (P’) définissant avec le nouveau centre géométrique (C’) une ligne s'étendant selon une nouvelle direction (L’) décalée angulairement d’un angle (a) compris entre 15° et 80° par rapport à la direction de référence (L).
2. Méthode de maintenance selon la revendication 1 , dans laquelle la gaine de remplacement (25R) est la gaine initiale (25), la seconde lèvre neuve (71) ayant été créée sur ladite gaine initiale.
3. Méthode de maintenance selon la revendication 1 , dans laquelle la gaine de remplacement (25R) est une gaine neuve.
4. Méthode de maintenance selon l’une quelconque des revendications 1 à
3, dans laquelle la méthode comprend entre l’étape de suppression de la soudure initiale (67) et l’étape de découpe une étape de contrôle de l’état de surface de la première lèvre (61) en vue de détecter un éventuel défaut, une largeur du bord (69) de la première lèvre (61) découpé à l’étape de découpe étant choisie de manière à éliminer l’éventuel défaut.
5. Méthode de maintenance selon l’une quelconque des revendications 1 à
4, dans laquelle la tige (25) se déplace suivant un axe de déplacement (X), la direction de référence (L) étant parallèle à l’axe de déplacement (X).
6. Méthode de maintenance selon l’une quelconque des revendications 1 à
5, dans laquelle à l’étape de suppression de la soudure initiale (67), ladite soudure initiale (67) est découpée suivant la direction de référence (L) ou suivant une direction formant un angle de moins de 15° avec la direction de référence (L).
7. Méthode de maintenance selon l’une quelconque des revendications 1 à
6, dans laquelle le nouveau deuxième arc (71b) est plus long que le deuxième arc initial (63a).
8. Méthode de maintenance selon l’une quelconque des revendications 1 à
7, dans laquelle le nouveau joint oméga (75) présente la même forme que le joint oméga initial (65).
9. Méthode de maintenance selon l’une quelconque des revendications 1 à
8, dans laquelle la nouvelle soudure étanche (73) est décalée angulairement par rapport à la soudure initiale (67) vers la première lèvre (61).
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