FR2537767A2

FR2537767A2 - Remotely controlled manipulator for steam generators of nuclear power stations

Info

Publication number: FR2537767A2
Application number: FR8220869A
Authority: FR
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1982-12-07
Filing date: 1982-12-13
Publication date: 1984-06-15
Also published as: FR2537767B2

Abstract

This remotely controlled manipulator has access to all the walls of the water box of the steam generators SG: tube plate, spherical surface, vertical partition plate; it is installed without any operator having to enter the SG. It comprises a baseplate 938 which can rotate on a leg 920 fastened to the manhole, a fastening member 930 on the tube plate TP articulated at 932 on the arm 937 and a guide rail in the form of a circular arc made up of two assembled components. This "strut" rail carries a device 945 for flanging onto TP which provides the successive positions of the manipulator during the operations. The arm moves in azimuth by means of a driving roller 951 and in elevation by means of a pinion 936 engaged in the rail 933-934. This remotely controlled manipulator makes possible many maintenance, checking and repair operations which involve an automatic process.

Description

TELEMANIPULATEUR POUR GENERATEURS DE VAPEUR DE CENTRALES NUCLEAIRES
L'invention concerne un appareillage télécommandé, polyvalent, destiné à des opérations de controle, maintenance, réparations, etc..dans les boltes à eau des GV (générateurs de vapeur) de centrales nucléaires.TELEMANIPULATOR FOR STEAM GENERATORS OF NUCLEAR POWER PLANTS
The invention relates to a remote-controlled, multipurpose apparatus intended for control operations, maintenance, repairs, etc. in the water tanks of steam generators of nuclear power plants.

Cet appareillage est caractérisé en ce que l'assemblage de ses éléments constitutifs s'effectue dans la boite à eau contaminée sans qu'aucun exécutant n'ait à y pénétrer; de même que son positionnement.This apparatus is characterized in that the assembly of its constituent elements is carried out in the contaminated water box without any performer having to enter it; as well as its positioning.

Ce manipulateur d'intervention (MI) balaye l'entiere surface de la plaque à tubes, celle de la plaque de partition du GV, ainsi que la surface sphérique du bol. Ce brevet vient en addition de la demande PV 82 20484.This intervention manipulator (MI) scans the entire surface of the tube plate, that of the GV partition plate, as well as the spherical surface of the bowl. This patent comes in addition to the application PV 82 20484.

Il est caractérisé en ce qu'il comporte - deux ensembles, constitués d'éléments articulés entre eux, introduits successivement d'une pièce dans la boite à eau pour y être assemblés et déployés, - des outillages annexes facilitant l'introduction du MI par le trou d'homme d'accès, ainsi que le montage, la fixation et le positionnement du
MI dans le bol.It is characterized in that it comprises - two assemblies, consisting of elements hinged together, successively introduced one piece into the water box to be assembled and deployed there, - additional tools facilitating the introduction of the MI by the access manhole, as well as the mounting, fixing and positioning of the
MI in the bowl.

- diverses combinaisons d'outils, interchangeables, se montant à partir du trou d'homme d'accès, sur le manipulateur.- various combinations of tools, interchangeable, mounted from the manhole on the manipulator.

Les deux ensembles mécaniques comprennent a) un élément courbe de rail de guidage monté articulé sur une embase rotative venant se placer au fond de la boite à eau, b) une poutre ou bras, articulée sur un élément qui se fixe à la plaque à tubes (PT), sur laquelle circule un chariot porte outil, c) un élément complementaire du rail de guidage, articulé sur l'extrémité du bras, équipé en tête d'un système de bridage sur PT.The two mechanical assemblies comprise a) a curved guide rail element mounted articulated on a rotary base coming to be placed at the bottom of the water box, b) a beam or arm, articulated on an element which is fixed to the tube plate (PT), on which a tool carriage travels, c) a complementary element of the guide rail, articulated on the end of the arm, equipped at the head with a clamping system on PT.

Les pièces annexes comprennent a? un outillage bridé sur la plaque à tubes de l'échangeur (GV)s recevant l'élément de clampage articulé du bras, situé contre la plaque de partition du bol et dans l'alignement ou presque d'une génératrice du trou d'homme, b) une patte de fixation, solidarisée au trou d'homme, posée au fond du bol et recevant l'embase dans un logement à l'aplomb de l'outillage précédent.The annexed documents include a? a tool clamped on the tube plate of the exchanger (GV) s receiving the articulated clamping element of the arm, located against the partition plate of the bowl and in alignment or almost with a generator of the manhole , b) a fixing lug, secured to the manhole, placed at the bottom of the bowl and receiving the base in a housing directly above the previous tool.

Dans ce qui suit, l'invention est exposée plus en détail à l'aide de dessins représentant seulement un mode- d'exécution. In the following, the invention is explained in more detail with the aid of drawings representing only one embodiment.

Les figures la,b situent les boltes à eau des-échangeurs (GV) des réacteurs à eau pressurisee. Figures la, b locate the water exchangers (GV) of the pressurized water reactors.

La boîte à eau du GV (fig. la,-b) est une demi-sphere formée de deux chambres 901 et 902 séparées par une plaque de partition verticale 903; ces chambres sont surplombées par la plaque à tubes (PT) 904 de l'échangeur (GV). Chacune possede deux ouvertures: le trou d'homme 905 d'acces, de diametre 400mm, et la tubulure 906 du circuit primaire de diametre 800mm environ.The GV water box (fig. La, -b) is a half-sphere formed by two chambers 901 and 902 separated by a vertical partition plate 903; these chambers are overhung by the tube plate (PT) 904 of the exchanger (GV). Each has two openings: the manhole 905 of access, diameter 400mm, and the tubing 906 of the primary circuit of diameter 800mm approximately.

Description
Ce manipulateur est décrit dans les figures 2 a,b. Il comprend dans l'ordre chronologique d'installation du manipulateur: a) des parties fixes, de positionnement du télémanipulateur, mises en place avant son introduction, à savoir - une patte ou gouttiere 920, placez au fond du GV et fixée au trou d'homme, qui donne une position fixe 921 repérée au centre du bol pour la mise en place de l'embase de MI; - une plaque de raccordement 922 fixé sur PT, à l'aplomb de la position de l'embase dans la gouttière 920, par des doigts engagés dans les tubes du GV. Description
This manipulator is described in Figures 2 a, b. It includes in chronological order of installation of the manipulator: a) fixed parts, positioning of the manipulator, put in place before its introduction, namely - a leg or gutter 920, place at the bottom of the GV and fixed to the hole d 'man, which gives a fixed position 921 located in the center of the bowl for the establishment of the MI base; - a connection plate 922 fixed on PT, plumb with the position of the base in the gutter 920, by fingers engaged in the tubes of the GV.

I1 comporte en outre un renvoi de cable 923 utilisé pour manutention de MI et l'engagement de son élément de fixation. I1 further includes a cable return 923 used for handling MI and the engagement of its fixing element.

b) les éléments du manipulateur proprement dit - un élément de fixation 930, pivotant sur lui même autour d'un axe vertical, porteur d'un doigt de fixation sur la plaque 922 et d'une chape 931 sur laquelle la poutre s'articule, - la poutre au bras 937 qui pivote autour d'un axe horizontal 932 solidaire de la chape 931 et porte en extrémité une commande d'orientatiôn en slte composée d'un motoréducteur 935 et d'un pignon 936 attaquant sur une crémaillere intégrée dans le rail courbe de guidage, - un chariot 940, muni d'un porte à faux passant de part et d'autre du rail, mobile sur cette poutre et porteur d'une ou plusieurs tables élévatrices dotées dvune course z d'une dizaine de centimàtres. b) the elements of the manipulator proper - a fixing element 930, pivoting on itself around a vertical axis, carrying a fixing finger on the plate 922 and a yoke 931 on which the beam is articulated , - the beam on the arm 937 which pivots about a horizontal axis 932 secured to the yoke 931 and carries at the end a slte orientation control composed of a geared motor 935 and a pinion 936 attacking on a rack integrated in the curved guide rail, - a carriage 940, provided with a cantilever passing on either side of the rail, movable on this beam and carrying one or more lifting tables provided with a stroke z of about ten centimeters.

- suivant les applications, différentes mains montées directement sur les tables élévatrices.- depending on the application, different hands mounted directly on the lifting tables.

; une embase rotative 938, placée dans son logement 921 sur la patte 920, rotative sur un axe vertical et porteuse de la chape de l'axe 939 sur lequel s'articule le premier tronçon du rail. A noter que dans une variante l'embase 921 possédera également une unité motrice commandant l'azimuth du manipulateur. ; a rotary base 938, placed in its housing 921 on the lug 920, rotary on a vertical axis and carrying the clevis of the axis 939 on which the first section of the rail is articulated. Note that in a variant the base 921 will also have a motor unit controlling the azimuth of the manipulator.

- un rail de guidage double composé des deux éléments en arc de cercle 933 et 934 assemblés manuellement par le trou d'homme, qui intègre la crémaillère, solidaire de la poutre 937 par son pignon d'entraînement 936 et de l'embase 938 par l'axe horizontal 939, - en tête du rail 934, un dispositif de bridage 945 dans les tubes de PT composé d'un plateau tournant 946 sur lequel est monté excentré un doigt de clampage 947, et doté d'une course verticale d'engagement par le vérin 948, - un dispositif motorisé 950 d'entraînement du bras en rotation (azimuth) monté à l'intérieur du bras c) Les parties annexes sont les suivantes des organes de repèrage de la position et de l'-orientation du chariot par rapport à la plaque à tubes (moyens optiques ou télémétriques);; des supports de cables (électriques, optiques, air comprimé etc..); des codeurs au niveau de chaque degré de liberté du manipulateur : site et azimuth mesurés sur l'embase, position du chariot sur la poutre, orientation de l'outil etc..; des connecteurs, moteurs etc..- a double guide rail composed of the two elements in an arc 933 and 934 assembled manually by the manhole, which integrates the rack, secured to the beam 937 by its drive pinion 936 and the base 938 by the horizontal axis 939, - at the head of the rail 934, a clamping device 945 in the PT tubes composed of a turntable 946 on which is offset offset a clamping finger 947, and provided with a vertical stroke of engagement by the jack 948, - a motorized device 950 for driving the rotating arm (azimuth) mounted inside the arm c) The annexed parts are as follows of the members for locating the position and the orientation of the carriage in relation to the tube plate (optical or range finding means) ;; cable supports (electrical, optical, compressed air, etc.); coders at each degree of freedom of the manipulator: site and azimuth measured on the base, position of the carriage on the beam, orientation of the tool etc .; connectors, motors etc.

Mise en place (figures 3a,b,c,d): A l'aide d'une perche, de l'extérieur du GV, un opérateur fixe la plaque de raccordement 922 sur les tubes de PT repérés à l'avance. La patte 920 est placée au fond du bol, sa position à l'aplomb du centrage 922 étant repérée par sa fixation sur les attentes du trou d'homme.Cette plaque 922 possède un cable 923 qui sera utilisé pour la mise en place du bras.Installation (Figures 3a, b, c, d): Using a pole, from outside the GV, an operator fixes the connection plate 922 on the PT tubes identified in advance. The tab 920 is placed at the bottom of the bowl, its position plumb with the centering 922 being identified by its fixing on the expectations of the manhole. This plate 922 has a cable 923 which will be used for the positioning of the arm .

L'embase 938 et son tronçon 933 de rail est introduit. L'embase est glissée dans son logement 921 ménagé dans 920 et bridée (fig.3a). Le tronçon 933,
r d'une iongueur telle qu'il présente son interface de raccordement en face du trou d'homme, est alors écarté par rotation de embase pour dégager l'accès.The base 938 and its section 933 of rail is introduced. The base is slid into its housing 921 formed in 920 and clamped (fig.3a). Section 933,
r of an ionizer such that it has its connection interface opposite the manhole, is then moved aside by rotation of the base to clear the access.

L'extrémité du cable 923 est alors relié à l'élément de fixation 930 du bras 937 pour son introduction. L'ensemble est introduit avec le tronçon de rail 934 en position replié sur le bras jusqu a engagement complet dans le bol et bridage du doigt de l'élément de fixation 930 dans la plaque 922 (fig.3b).The end of the cable 923 is then connected to the fixing element 930 of the arm 937 for its introduction. The assembly is introduced with the rail section 934 in the folded position on the arm until complete engagement in the bowl and clamping of the finger of the fixing element 930 in the plate 922 (fig.3b).

L'ensemble étant maintenu dans l'inclinaison de son introduction, un opérateur aide le rail 934 à se déployer avec l'aide de la commande du pignon 936 par le motoréducteur 935 (fig.4b). Lorsque le dispositif 945 échappe à la poutre, celle-ci est poussée au delà du trou d'homme et vient se brider par son dispositif 950 sur la surface sphérique (fig.3c).The assembly being maintained in the inclination of its introduction, an operator helps the rail 934 to deploy with the help of the control of the pinion 936 by the geared motor 935 (fig.4b). When the device 945 escapes from the beam, it is pushed beyond the manhole and is clamped by its device 950 on the spherical surface (fig.3c).

L'operateur ramène le tronçon de rail 933 sur le trou d?homme, et par commande du pignon 936, présente les deux éléments 933 et 934 bout à bout pour leur assemblage (fig.3d). The operator brings back the section of rail 933 to the manhole, and by controlling the pinion 936, presents the two elements 933 and 934 end to end for their assembly (fig.3d).

,Le bras 937 est alors débrayée et vient se mettre en position horizontale. , The arm 937 is then disengaged and comes into horizontal position.

tes changements d'outils sur le chariot 940 sont fait manuellement par un opérateur lorsque le bras est axé sur le trou d'homme.your tool changes on the 940 trolley are done manually by an operator when the arm is focused on the manhole.

Fonctionnement
Ce télémanipulateur est destiné à de multiples applications telles que: décontamination de toutes les surfaces de la boîte à eau, ainsi que des tubes du GV; pose et dépose de protections biologiques sous forme d'écrans sous la plaque à tubes (PT) et devant la plaque de partition; meulage, ponçage et controle de la surface sphérique du bol; controle et usinage des extrémités des tubes du GV etc.Operation
This remote manipulator is intended for multiple applications such as: decontamination of all surfaces of the water box, as well as of the GV tubes; installation and removal of biological protection in the form of screens under the tube plate (PT) and in front of the partition plate; grinding, sanding and checking the spherical surface of the bowl; control and machining of the ends of the tubes of the GV etc.

Pour toute intervention, le manipulateur est d'abord bridé en position par le dispositif 945 en tête du rail courbe, qui s'engage dans un tube de PT.For any intervention, the manipulator is first clamped in position by the device 945 at the head of the curved rail, which engages in a PT tube.

L'ensemble étant rigide, le bras 937 peut débattre en toutes positions pour présenter l'outil en face de la surface à traiter.The assembly being rigid, the arm 937 can debate in any position to present the tool in front of the surface to be treated.

A noter que pendant toutes les opérations mécaniques entrainant des efforts ou des vibrations d'outils, le bras du manipulateur est bridé en extension contre la paroi sphérique (fig.4). Note that during all mechanical operations causing efforts or vibrations of tools, the manipulator arm is clamped in extension against the spherical wall (fig. 4).

Claims

Patent claims

1. The invention relates to an intervention remote manipulator for steam generators (steam generators) of nuclear reactors, according to claim 1 of the main patent, comprising several assemblies assembled progressively in the water boot: a tilting arm articulated on a fastening element on the tube plate5 a carriage fitted with a lifting plate circulating on this arm, a guide rail in an arc, serving as a strut.

a rotary base according to claim 2 of the main patent.

2. Remote manipulator according to 1, characterized in that - the first mechanical assembly comprises the clamping element on which the arm fitted with its carriage is articulated and a section of the curved guide rail in inclination of the arm, - the second assembly comprises 'rotary base with the complementary section of the guide rail, - these two assemblies are connected manually by assembly opposite the access manhole of the two sections of the curved guide rail, which thus constitutes a strut stiffening the structure of the manipulator.

3. Remote manipulator- according to 2 where the arm is equipped at its end with a motorized device for azimuthal rotation and clamping, retractable, taking support and rolling on the spherical surface of the bowl.

4. Remote manipulator according to 2 where the rail in an arc carries a clamping system on the tube plate at the head, and where the arm carries a motorized device controlling its inclination in elevation by taking support in the rail guide rack.

5. Remote manipulator according to 3 and 4 where, during the sequence of an intervention, the rail in an arc of a circle comes to clamp. on the tube plate and the arm is bent against the spherical surface by the action of a jack, and where the arm has an oscillating tool placed on a tilting plate which allows it to work in a diametral vertical plane of the bowl spherical.

6. Arm according to 2 characterized in that its tilting capacity allows it to focus on the manhole for manual interventions intended for tool changes on the carriage.

7. Applications of this remote manipulator for grinding, machining, control operations on the flat and spherical walls of the water box, as well as for washing operations using a pressure jet