FR1465775A - Dispositif de manutention, notamment pour un réacteur nucléaire - Google Patents

Description

Dispositif de manutention, notamment pour un réacteur nucléaire. L'invention concerne un appareillage pour la ma nutention de matières à introduire dans un réacteur nucléaire ou de matières extraites d'un réacteur nucléaire comportant une enceinte sous pression de réacteur et un conduit d'accès fixe établi à travers une paroi de l'enceinte sous pression du réacteur d'un point de chargement extérieur à un moyen de chargement situé à l'intérieur de l'en ceinte sous pression. Un tel réacteur nucléaire est décrit dans le brevet français de la même société déposé le 6 mai<B>1965</B> pour : Réacteur nucléaire avec magasin pour les nouveaux éléments de combustible à charger et pour les éléments de combustible usés .

Selon l'invention, un tel appareillage de manuten tion de matières comprend un coffre transportable disposé pour contenir les dites matières et un dispo sitif de chargement et de déchargement destiné à être accouplé entre le dit conduit d'accès et le dit coffre au dit point de chargement de façon à permet tre d'enlever du coffre les dites matières ou de les charger dans le coffre à travers le dit conduit d'accès pour les introduire directement dans l'enceinte sous pression du réacteur ou pour les extraire directe ment de cette enceinte.

Selon une caractéristique préférée de l'invention, le coffre comprend un récipient ouvert à son extrémité supérieure, un moyen d'emmagasinage pour les matières à l'intérieur du dit récipient, un couver cle fermant la dite extrémité supérieure et traversé su moins par un trou d'accès pour donner accès au dit moyen d'emmagasinage et un moyen d'ac- tionnement pour amener le dit trou d'accès ou les dits trous d'accès en communication avec une partie quelconque du moyen d'emmagasinage.

Selon une autre caractéristique préférée de l'in vention, le dit moyen d'emmagasinage comprend un magasin tournant ayant une série de tubes d'emmagasinage parallèles disposés au moins sur une couronne, le dit trou d'accès ou chacun des- dits trous d'accès étant disposé sur la dite couronne ou sur chacune des dites couronnes et le moyen d'actionnement comprenant un dispositif pour faire tourner le dit magasin de façon que chaque tube d'emmagasinage puisse être amené en communica tion avec le dit trou d'accès correspondant.

Selon un aspect de l'invention, le dit trou d'accès ou chacun des dits trous d'accès est équipé d'un bouchon amovible pouvant être verrouillé dans son trou d'accès au moyen d'un dispositif de verrouillage qui peut être dégagé, le coffre étant disposé de telle façon que, quand ii est fermé par le dit bouchon ou par les dits bouchons, ii n'y a pas de fuite de radioactivité à partir de l'intérieur.

Selon une caractéristique préférée complémen taire de l'invention, le dit dispositif de chargement et de déchargement comprend un moyen d'accou plement amovible avec protection contre les rayon nements disposés pour amener le dit trou d'accès ou chacun des dits trous d'accès successivement en communication directe avec le conduit d'accès.

Selon un autre aspect de l'invention, tous les tubes d'emmagasinage sont sur une même couronne, chaque tube d'emmagasinage comprenant un moyen de centrage pour supporter intérieurement une bouteille amovible ouverte à une extrémité, tandis qu'un moyen de capsulage est prévu sur le dit couvercle, sur la dite couronne à distance du dit trou d'accès pour appliquer une capsule à chacune des dites bouteilles successivement quand le dit tube d'emmagasinage correspondant est amené en communication avec le moyen de capsulage par le dit moyen d'actionnement.

On décrira maintenant, à titre d'exemple, une forme d'exécution préférée d'un système de manu tention de matières selon l'invention pour manu- tentionner des matières destinées à être utilisées dans un réacteur nucléaire, en référence au dessin annexé dans lequel La figure 1 est une coupe verticale simplifiée d'un coffre de transport pour les dites matières, établie selon la ligne I-I de la figure 3; La figure 2 est une vue agrandie, partiellement en coupe d'une partie de la figure l; La figure 3 est une coupe horizontale selon la ligne III-III de la figure 1; La figure 4 est une coupe verticale à plus grande échelle selon la ligne I-I de la figure 3 et équivalente à la figure 2, mais montrant, en plus d'une partie du coffre, un dispositif de chargement et de déchar gement du réacteur nucléaire en place sur le coffre pour le chargement et le déchargement du coffre; La figure 5 est une vue, partie en plan et partie en coupe, selon la ligne V-V de la figure 4; La figure 6 est une coupe verticale selon la ligne VI-VI de la figure 7 et équivalente à la figure 4, mais montrant un coffre suivant une variante d'exé cution de l'invention; La figure 7 est une vue en plan du coffee repré senté à la figure 6; La figure 8 est une vue en élévation d'une partie du coffre représenté aux figures 6 et 7, la vue étant prise dans la direction de la flèche VIII de la figure 7; et La figure 9 est une vue agrandie d'un détail de la figure 6.

En référence d'abord aux figures 1 à 3, on voit qu'un coffre pour transporter des matières radio actives, par exemple de nouveaux éléments de combustible pour le réacteur ou des éléments de combustbiie usés ou bien des débris irradiés pro venant du réacteur, comprend un récipient -sous pression 10 de forme générale cylindrique avec lequel, font corps des ailettes extérieures radiales de refroidissement 11 et deux tourillons de levage 12 diamétralement opposés. Le récipient sous pression 10 est ouvert en haut et un couvercle circulaire 13 est fixé au récipient sous pression par un certain nombre de vis 14.

A l'intérieur du récipient sous pression 10 se trouve un magasin 15 comprenant un certain nombre de tubes d'emmagasinage 16 orientés parallèlement à l'axe (deux de ces tubes seulement ayant été repré sentés à la figure 1 pour 3a clarté du dessin) et dis posé en trois couronnes concentriques de même axe que le récipient sous pression 10 comme on le voit plus particulièrement à la figure 3, avec un tube récepteur de bouchon 17 s'étendant en direc tion axiale sur chacune des couronnes concentriques et deux plateaux circulaires parallèles 18 auxquels sont fixés les tubes 16, 17. Les deux plateaux 18 sont munis respectivement de deux tourillons de même axe 19, 20 qui peuvent tourner respective ment dans un palier supérieur 21 du couvercle 13 et dans un palier inférieur conique 22 du fond du récipient sous pression 10.

On voit plus particulièrement le couvercle<B>13</B> aux figures 2, 4 et 5. Il comprend une plaque circulaire 30 présentant trois trous de bouchons 31 à des dis tances radiales différentes, correspondant chacun à l'une des trois couronnes concentx-iques des tubes de magasin 16, 17. Trois bouchons cy clindriques 32, chacun disposé dans un trou de bouchon 31, pré sentent chacun une partie inférieure cylindrique 32A de plus grand diamètre que le reste du bou chon. Un dispositif de verrouillage par billes 33 sur la surface cylindrique de la partie inférieure 32A coopère avec une gorge annulaire 31A de l'extré mité inférieure de chacun des trous de bouchons 31.

Pour transporter dans le coffre des matières radioactives, par exemple un élément de combus tible comme représenté schématiquement en 34 à la figure 1, une barrette 35 (fig. 1 et 2) est fixée à travers le dessus des trois trous de bouchons 31 par des vis 36. La barrette 35 présente trois ergots 37 qui s'engagent respectivement dans des cavités 38, chacune ménagée dans l'extrémité supérieure de chaque bouchon 32; un ergot supplémentaire 38, de section transversale carrée, s'engage dans un logement 39 à section carrée de l'extrémité du tourillon 19. Ainsi la barrette 35, quand elle est en place, maintient les bouchons 32 en position et empêche le magasin 15 de tourner. On remarquera que les ergots 37 sont aussi disposés de façon à verrouiller les bouchons 32 dans les trous 31 de telle façon que les bouchons ne puissent tomber des trous 31, ce qui complète l'action des dispo sitifs de verrouillage par billes 33.

En référence maintenant aux figures 4 et 5, quand on désire charger des éléments de combustible dans le réacteur; on enlève la barrette 35 d'un coffre tel que celui décrit ci-dessus et on charge de nou veaux éléments de combustible dans le magasin en quelque lieu convenable à distance du réacteur. On place alors<B>le</B> coffre au-dessous d'un dispositif de chargement et de déchargement indiqué de façon générale en 50 à la figure 4. Le dispositif 50 est situé de préférence à l'extérieur de l'enceinte sous pression du réacteur (non représentée) et à l'extré- mité d'un tube de chargement et de déchargement 60 qui traverse l'enceinte sous pression du réacteur pour aller jusqu'à un épuisement de chargement à l'intérieur de cette enceinte. La disposition de l'équi pement de chargement et du tube de chargement et de déchargement peut par exemple être analogue à celle décrite dans le brevet français de la même société du 6 mai 1965 rappelé précédemment.

Le dispositif de chargement et de déchargement 50 comprend un écran plat 51 s'adaptant sur le dessus du couvercle 13 et présentant trois trous 52 cor respondant aux trous de bouchons 31 du couvercle. Chaque trou 52 contient un manchon d'étanchéité coaxial 53 qui dépasse au-dessous de l'écran 51 dans une cavité annulaire 54 ménagée en haut de chaque trou de bouchon 31 dans le couvercle 13. Les manchons d'étanchéité 53 sont centrés dans les trous 52 par une plaque 55 s'engageant dans un logement 56 qui est ménagé dans la base de l'écran 51, les manchons 53 étant fixés à la plaque 55 par soudure ou par tout autre moyen conve nable.

Le diamètre de chaque trou 52 est plus grand que le diamètre extérieur du manchon d'étanchéité correspondant 53 de façon à être capable de recevoir un raccord d'étanchéité 57 dont l'extrémité infé rieure peut s'adapter sur l'un quelconque des man chons d'étanchéité 53. L'extrémité supérieure du raccord d'étanchéité 57 s'adapte coaxialement sur l'extrémité inférieure du tube de chargement et de déchargement 60 du réacteur.

Le tube de chargement et de déchargement 60 e3t entouré par un écran de fonte 58 et comprend un obturateur sphérique 59 pour fermer le tube 60.

Un écran interrupteur annulaire 70 s'adapte de façon lâche autour du raccord 57 et est centré par un embout 70A faisant corps avec lui et s'engageant dans un logement annulaire 51A ménagé en haut de chaque trou 52 dans l'écran supplémentaire 51. L'écran interrupteur 70 présente une partie annu laire 70B s'étendant vers le haut et entourant l'extré mité inférieure de l'écran 58 de façon à empêcher un échappement radiai de rayonnement nucléaire à partir des zones en coopération du raccord d'étan chéité 57 et du tube de chargement et de déchar gement 60. Des joints toriques 71 sont associés au raccord 57 pour coopérer avec le tube 60 et avec les manchons 53.

La plaque 55 porte deux paliers 72, 73 perpen diculaires l'un à l'autre, qui portent respectivement deux arbres 74, 75. Sur les arbres 74, 75, sont mon tées deux roues d'engrenage coniques en engrène ment 76, 77 respectivement. L'arbre 74 est muni d'un accouplement séparable 78 le reliant à un arbre 79 entraîné par un ensemble d'entraînement de magasin 80 qui comprend un moteur électrique 81 entraînant l'arbre 79 par l'intermédiaire d'une boîte d'engrenages 82 et d'un dispositif d'indexage 83. L'ensemble d'entraînement 80 est monté de façon amovible à l'extérieur de l'écran supplémentaire 51. La roue d'engrenage 77 porte un ergot coaxial 84 à section carrée qui s'engage dans le trou 39 à section carrée de l'extrémité du tourillon supérieur 19 du magasin 15, de telle sorte que, lors du fonc tionnement du moteur 81, quand l'accouplement 78 est en prise, les roues d'engrenage 76, 77 font tourner le magasin.

Pour raccorder le tube de chargement et de dé chargement 60 à l'intérieur du coffre, on fixe d'abord la plaque 55 sur le dessus du couvercle 13 par des vis dont certaines sont visibles en 90 à la figure 5, les manchons d'étanchéité 53 s'engageant alors dans les logements annulaires 54. En même temps, l'ergot 84 s'engage dans le tourillon 19. On place ensuite l'écran supplémentaire 51 sur la plaque 55 et on fixe l'ensemble d'entraînement 80 du magasin sur l'écran 51 de façon que l'arbre 79 coopère avec l'arbre 74 par l'accouplement 78. Le raccord d'étanchéité 57 est ensuite engagé sur le manchon d'étanchéité 53 correspondant à la cou ronne extérieure de tubes d'emmagasinage 16 du magasin 15, puis l'écran interrupteur 70 est placé sur le raccord d'étanchéité 57 et tout l'ensemble est amené au tube de chargement et de déchar gement 60 de façon que le raccord d'étanchéité 57 s'adapte sur celui-ci.

La pression de gaz dans le coffre est ensuite éga lisée à celle de l'intérieur du réacteur (par des moyens convenables, non représentés), on ouvre l'obturateur sphérique 59 ouvert et on fait descendre une tête de grappin (non représentée) de structure convenable dans le tube de chargement et de déchar gement 60 pour saisir le bouchon d'étanchéité 32 dans le trou de bouchon 31 au-dessous du tube de chargement et de déchargement 60 (cet obturateur n'étant pas représenté aux figures 4 et 5). Les bouchons d'étanchéité 32 sont disposés de façon qu'une tête de grappin sur un câble puisse ainsi les saisir : une disposition convenable est représentée à la figure 2, dans laquelle <B>le</B> logement 38 débouche dans une cave sphérique 91 qui peut être saisie par l'intérieur au moyen de mâchoires à extension ra diale de la tête de grappin.

Le câble de la tête de grappin (non représenté) est ensuite mis en tension de façon à avoir tendance à soulever le bouchon 32. Le dispositif de verrouil lage à billes 33 sur chaque bouchon 32 est du type dans lequel le fonctionnement provoquera le recul des billes radiaiement vers l'intérieur à partir de la gorge annuaiaire 31A et leur maintien en posi tion de recul.

L'ensemble d'entraînement 80 du magasin est alors actionné de façon à faire tourner le magasin 15 jusqu'à ce que le tube récepteur de bouchon 17 de la couronne la plus extérieure du magasin se trouve au-dessous du bouchon correspondant 32. La tête de grappin fait descendre le bouchon 32 dans le tube récepteur 17, est ensuite dégagé de ce bouchon 32, puis est retirée à nouveau dans le tube de char gement et de déchargement 60.

On fait alors tourner encore le magasin de façon que chaque tube d'emmagasinage 16 de la couronne la plus extérieure du magasin vienne successivement au-dessous du trou de bouchon correspondant 31, chaque tube 16 étant à son tour vidé par la tête de grappin de son élément de combustible qui est emporté par la tête de grappin à travers le tube de chargement et de déchargement 60 jusque dans le réacteur pour le chargement de cet élément dans le coeur du réacteur.

Quandies tubes d'emmagasinage 16 de la couronne la plus extérieure sont vidés, on peut faire tourner le magasin 15 de façon que la tête de grappin puisse maintenant reprendre le bouchon 32 du tube récep teur 17 et le réintroduire dans son trou de bouchon. 31.

Les dispositifs de verrouillage par billes 33- seront disposés .de façon qu'ils puissent s'engager à nou veau dans les gorges annulaires 31A lors de la remise en place des bouchons 32 dans les trous 31.

On fait alors reculer la tête de grappin au-dessus de l'obturateur sphérique 59 qu'on ferme; la -pres sion est abaissée dans (espace clans le tube de chargement et de déchargement 60-au-dessous de l'obturateur sphérique 59 (par des moyens conve nables, non représentés) et le raccord d'étanchéité 57 est séparé du tube de chargement et de décharge ment 60.

Le raccord d'étanchéité 57 et l'écran interrup- teur 70 peuvent alors être placés sur chacun des deux autres organes- d'étanchéité 53 successivement les éléments de combustible des tubes d'emmaga sinage des deux autres couronnes du- magasin 15 étant déchargés d'une manière analogue à celle qui vient d'être décrite.

Le chargement du coffre par des éléments de combustible usés (ou- par des débris irradiés prove nant du réacteur) est l'opération inverse de celle exposée ci-dessus.

En référence maintenant aux figures 6 à 9, il est parfois nécessaire d'effectuer dans le coffre des opérations sur diverses matières radioactives pro venant du réacteur.

A cet effet, le coffre est muni d'un couvercle spécial<B>100</B> dans lequel il ne peut pas y avoir de bouchons tels que les bouchons 32 des figures 1 à 5 bien qu'on puisse prévoir un tel bouchon ou de tels bouchons si c'est nécessaire. Dans l'exemple représenté, le couvercle 100 ne présente qu'un seul trou d'accès<B>101</B> sans bouchon d'étanchéité et le magasin. présente une seule couronne de tubes d'emmagasinage 102 qui communiquent successi vement avec le trou d'accès 101 quand on fait tour ner<B>le</B> magasin, chaque -tube 102 étant muni d'un collier de centrage 103 (fig. 9) près du- haut du tube pour porter des bouteilles convenables selon les besoins.

De telles bouteilles peuvent être constituées comme indiqué schématiquement à la figure 9; en comprenant une partie de récipient 104 et une cap sule 105 qui est scellée sur la partie de récipient 104 par une tête de capsulage indiquée schématique ment en -106 et actionnée par un appareil 107 en- traîné manuellement ou électriquement, monté sur le couvercle<B>100.</B>

Les bouteilles et la tête de capsulage peuvent par exemple être du type décrit dans la demande de brevet de la même société déposée en Grande Bretagne sous le ne 2.877/1965 le 22 janvier <B>1965</B> au nom de la même société pour : cc Filiing and sea- ling apparatus (Appareil de remplissage et de scellement).

Les tubes d'emmagasinage 102 peuvent aussi être du type décrit dans cette demande. L'entraînement 108 du magasin est dans cet exemple monté centralement sur le dessus du cou vercle 100 bien qu'il puisse être dans toute posi tion convenable.

Le couvercle 100 peut être muni d'un trou 109 pour l'introduction d'un périscope -110 pour rexa- men visuel des bouteilles ou des éléments de com bustible dans les tubes d'emmagasinage 102. Il peut aussi être muni d'entraînements tels (par exemple) qu'un entraînement 111 (fig. 7 et 8) pour un méca nisme de coupe de câble (non représenté) pour couper des câbles de thermocouples sur les éléments de combustibles usés qui peuvent être munis de tels câbles, et un entraînement 112 pour une libé- ration de secours de la tête de grappin - (non repré senté). De tels entraînements et la disposition d'un périscope peuvent aussi être prévus dans les cou vercles tels que ceux décrits en référence aux figures 1à5.

L'écran supplémentaire et le manchon d'étan chéité destiné à être utilisé avec le couvercle repré senté aux figures 6 à 8 sont indiqués à la figure 6 en 113 et 114 respectivement : le raccord-57, l'écran interrupteur 70 et le tube de chargement et de déchargement 60 sont représentés à la figure 6 mais ont été supprimés aux figures 7 et 8 pour la clarté du dessin: On comprendra qu'on pourrait envisager de nom breuses modifications dans la disposition du coffre dans un système selon l'invention. Il peut y avoir tout nombre convenable quelconque de tubes d'emmagasinage 16 ou 102- qui peuvent être d'alé sages différents, de différentes longueurs et dis posés sur tout nombre convenable de couronnes concentriques, le nombre de trous de bouchons ou de trous d'accès dans le couvercle étant choisi de façon correspondante.

L'entraînement du magasin peut être commandé à distance ou actionné locale ment; le mécanisme d'indexage 83 est de préfé rence incorporé pour assurer l'alignement des tubes de magasin avec les trous de bouchons 31 ou avec le ou les trous d'accès 101.

Claims (9)

RÉSUMÉ

1. Appareillage de manutention de matières pour manutentionner des matières à introduire dans un réacteur nucléaire ou des matières extraites d'un réacteur nucléaire qui possède une enceinte sous pression de réacteur et un conduit d'accès fixe traversant une paroi de l'enceinte sous pression du réacteur d'un point de chargement extérieur à un moyen de chargement à l'intérieur de l'enceinte sous pression du réacteur, comprenant un coffre transportable disposé pour contenir les dites ma tières et un dispositif de chargement et de déchar gement destiné à être accouplé entre le dit conduit d'accès et le dit coffre au dit point de chargement, de façon à permettre d'enlever les dites matières du coffre ou de les charger dans le coffre à travers le dit conduit d'accès pour les introduire directement dans l'enceinte sous pression du réacteur ou pour les retirer directement de cette enceinte.

2. Appareillage de manutention de matières selon 1, dans lequel le coffre comprend un récipient ouvert à son extrémité supérieure, un moyen d'emmagasinage des matières à l'intérieur du dit récipient, un couvercle fermant la dite extrémité supérieure traversé au moins par un trou d'accès pour donner accès au dit moyen d'emmagasinage et un moyen d'actionnement pour amener le dit trou d'accès ou les dits trous d'accès en communi cation avec une partie quelconque du moyen d'emmagasinage.

3. Appareillage de manutention de matières selon 2, dans lequel le dit moyen d'emmagasinage comprend un magasin tournant ayant une pluralité de tubes d'emmagasinages parallèles disposés au moins en une couronne, le dit trou d'accès ou chacun des dits trous d'accès étant disposé sur la dite cou ronne ou sur chacune des dites couronnes et le dit moyen d'actionnement comprenant un dispositif pour faire tourner le magasin de façon que chaque tube d'emmagasinage puisse être amené en commu- nication avec le dit trou d'accès ou avec le trou d'accès correspondant.

4. Appareillage de manutention de matières selon 2 ou 3, dans lequel le dit trou d'accès ou chacun des dits trous d'accès est équipé d'un bou chon d'étanchéité amovible pouvant être verrouillé dans son trou d'accès au moyen d'un dispositif de verrouillage qui peut être dégagé, le coffre étant disposé de façon que, quand ii est fermé par le dit bouchon ou par les dits bouchons, ii empêche toute fuite de radioactivité à partir de l'intérieur.

5. Appareillage de manutention de matières selon 3 et 4 en combinaison, dans lequel le magasin comprend un tube récepteur de bouchon sur la même couronne que<B>le</B> dit trou d'accès ou que chacun des dits trous d'accès de façon que le dit bouchon d'étanchéité ou chacun des dits bouchons d'étanchéité puisse être logé dans le tube récep teur correspondant pendant que les matières sont introduites dans les tubes d'emmagasinage de la même couronne ou sont extraites de ces tubes.

6. Appareillage de manutention de matières selon l'un quelconque des paragraphes 2 à 5, dans lequel le dit dispositif de chargement et de déchar gement comprend un moyen d'accouplement amo- vible avec protection contre les rayonnements, dis posé pour amener le dit trou d'accès ou chacun des- dits trous d'accès successivement en communica tion directe avec le conduit d'accès.

7. Appareillage de manutention de matières selon 6, dans lequel le dit moyen d'accouplement com prend un ou des tubes de jonction pouvant être fixés de façon amovible dans le dit trou d'accès et un seul raccord creux destiné à s'adapter de façon étanche et coaxiaiement à la fois sur le conduit d'accès et sur le tube de jonction.

8. Appareillage de manutention de matières selon 7), dans lequel ii y a une pluralité de trous d'accès et dans lequel un dit tube de jonction est disposé dans chaque trou d'accès, le raccord étant disposé pour s'adapter successivement sur chacun des dits tubes de jonction.

9. Appareillage de manutention de matières selon 3, dans lequel tous les dits tubes d'emmaga sinage sont sur une même couronne, chaque tube d'emmagasinage comprenant un moyen de centrage pour supporter dans le tube une bouteille amovible ouverte à une extrémité, tandis qu'un moyen de capsulage est prévu sur le dit couvercle et sur la même couronne à distance du trou d'accès pour appliquer une capsule à chacune des dites bouteilles successivement quand le tube d'emmagasinage correspondant est amené en communication avec le moyen de capsulage par le dit moyen d'action- nement.