FR2562310A1

FR2562310A1 - Method and device for shutting off the primary circuit of nuclear reactors

Info

Publication number: FR2562310A1
Application number: FR8404808A
Authority: FR
Inventors: Adrien Cannizzaro; Paul Thome
Original assignee: FIELD AUTOMATION SARL
Current assignee: FIELD AUTOMATION SARL
Priority date: 1984-03-28
Filing date: 1984-03-28
Publication date: 1985-10-04
Also published as: FR2562310B3

Abstract

An entirely remotely controlled method and device for shutting off the primary circuit of nuclear reactors. The shutter comprises a deployable basket 910 for preventing falls into the primary piping, whose external L-shaped profile 911 receives the inflatable ring seal of a sealing diaphragm 912, supplemented by the assembly of at least three pressure-resistant plug members 918 which are fastened by jacks 919 to a flange 907 welded onto the SG bowl at the piping connection. Its installation is ensured by a remotely controlled manipulator 921 attached to a support member 908 welded onto the SG partition plate. These devices are intended to reduce the personnel irradiation hazards during servicing operations in the water box of the steam generators.

Description

METHODE ET DISPOSITIF D'OBTURATION DU CIRCUIT PRIMAIRE DE REACTEURS NUCLEAIRES
La présente invention a pour objet une méthode et un dispositif d'obturation de haute sécurité destiné à obturer temporairement les canalisations primaires des générateurs de vapeur (GV) des centrales nucléaires, pour isoler la bote à eau dans laquelle il convient d'intervenir pour controle, surveillance ou encore pour réparation.METHOD AND DEVICE FOR BLOCKING THE PRIMARY CIRCUIT OF NUCLEAR REACTORS
The subject of the present invention is a method and a high-security shutter device intended for temporarily shutting off the primary pipes of steam generators (steam generators), for isolating the water tank in which it is necessary to intervene to control , monitoring or even for repair.

Elle a aussi pour objet de minimiser l'exposition du personnel à des radiations ou à des contaminations ionisantes dans les conditions normales d'intervention.It also aims to minimize the exposure of personnel to radiation or ionizing contamination under normal operating conditions.

Le dispositif comprend un obturateur qui est introduit dans la bote à eau du GV, par éléments séparés, pour y être assemblé et positionné de façon étanche sur l'orifice de la canalisation primaire, à l'aide d'un télémanipulateur pré-installé dans la bote à eau. L'ensemble de ces opérations s'exécute sans qu'un opérateur n'ait à pénétrer à l'intérieur de la boîte à eau.The device comprises a shutter which is introduced into the water box of the SG, by separate elements, to be assembled there and positioned in leaktight manner on the orifice of the primary pipe, using a remote manipulator pre-installed in the water box. All of these operations are carried out without an operator having to enter the interior of the water box.

Dans les pratiques actuelles, l'obturation des canalisations primaires réclame l'intervention manuelle directe d'un opérateur qui pénetre dans la botte à eau de l'échangeur - zone particulièrement contaminée - à partir du trou d'homme.In current practices, closing the primary pipes requires the direct manual intervention of an operator who enters the water bundle of the exchanger - particularly contaminated area - from the manhole.

L'une des techniques utilisée consiste à venir visser une "tape" sur une bride rapportée par soudage sur la botte à eau (bol) du GV, tape qui vient écraser un joint d'étanchéité circulaire plat. Cette tape, constituée de plusieurs éléments séparés, est introduite repliée car le diamètre du trou d'homme représente la moitié sinon le tiers du diamêtre de l'assise du joint d'étanchéité , puis elle est déployée et positionnée en regard des taraudages de fixation. Ces opérations sont manuelles. La tape est ensuite vissée soit manuellement, sinon par un dispositif automatique. Au fil des manoeuvres, ces filetages se détériorent, leur réfection est coûteuse en doses de rayonnement reçues par le personnel d'intervention.One of the techniques used consists in screwing a "tape" on a flange added by welding on the water boot (bowl) of the GV, tape which comes to crush a flat circular seal. This tape, made up of several separate elements, is introduced folded because the diameter of the manhole represents half if not a third of the diameter of the seat of the seal, then it is deployed and positioned opposite the fixing threads . These operations are manual. The tape is then screwed either manually, if not by an automatic device. Over the maneuvers, these threads deteriorate, their repair is costly in radiation doses received by the intervention personnel.

D'autre techniques sont ou ont été utilisées. En particulier celle d'insérer un ballon gonflable à l'intérieur de la canalisation dont on prévient le glissement par un blocage mécanique prenant appui sur des éléments fixés à l'intérieur de la canalisation
Compte tenu de l'activité ionisante de l'intérieur du GV, et des risques de contamination, il y a tout intérêt à utiliser des moyens et procédés où l'homme n'a pas besoin d'intervenir directement.Other techniques are or have been used. In particular that of inserting an inflatable balloon inside the pipe whose sliding is prevented by a mechanical blocking supported on elements fixed inside the pipe
Taking into account the ionizing activity inside the SG, and the risks of contamination, there is every interest in using means and processes where man does not need to intervene directly.

La présente invention dispense de la présence d'un opérateur à l'intérieur de la boîte à eau, elle propose une méthode d'intervention et apporte un dispositif de haute fiabilité puisque n'étant pas susceptible d'une brêche ou d'une rupture soudaine.The present invention dispenses with the presence of an operator inside the water box, it provides a method of intervention and provides a device of high reliability since it is not susceptible to a breach or break. sudden.

Dans ce qui suit l'invention est exposée plus en détail à l'aide de dessins représentant certains modes de réalisation et de mise en oeuvre. Les figures la,b situent la botte à eau des échangeurs de vapeur des réacteurs à eau pressurisée. La figure 2 est relative à la conception mécanique des éléments de la tape et leur fixation sur la bride de la tubulure primaire. La figure 3 résume la conception du télémanipulateur et sa mise en place dans le bol GV. In what follows the invention is explained in more detail with the help of drawings representing certain embodiments and implementation. Figures la, b show the water boot of the steam exchangers of pressurized water reactors. Figure 2 relates to the mechanical design of the elements of the tape and their attachment to the flange of the primary tubing. Figure 3 summarizes the design of the manipulator and its installation in the GV bowl.

Les figures 4, 5 et 6 sont relatives au montage de l'obturateur sur le télémanipulateur à partir du trou d'homme d'acces et à la méthode de mise en place et de fixation de l'obturateur sur la bride de tubulure du circuit primaire.Figures 4, 5 and 6 relate to the mounting of the shutter on the remote manipulator from the manhole and the method of positioning and fixing the shutter on the pipe flange of the circuit primary.

La boîte à eau du CV (fig.la,b) est une demi-sphere formée de deux chambres 901, 902 séparées par une plaque de partition verticale 903 , elle est surplombée par la plaque à tubes 904 de ltéchangeur(GV). Chaque chambre possede deux ouvertures: le trou d'homme 905, d'acces, de diamètre 400mm et la tubulure 906 de diamêtre 800mm environ. Une bride 907 est soudée sur le bol au débouché de la tubulure 906 comme piece d'attente au positionnement et à la fixation de la tape d'obturation. De même, un plot support 908 est soudé sur la plaque de partition 903 en attente de recevoir le télémanipulateur.The CV water box (fig.la, b) is a half-sphere formed by two chambers 901, 902 separated by a vertical partition plate 903, it is overhung by the tube plate 904 of the exchanger (GV). Each chamber has two openings: the manhole 905, of access, of diameter 400mm and the tubing 906 of diameter 800mm approximately. A flange 907 is welded to the bowl at the outlet of the pipe 906 as a waiting piece for positioning and fixing the sealing tape. Likewise, a support pad 908 is welded to the partition plate 903 while waiting to receive the manipulator.

Les sollicitations mécaniques auquelles est soumis l'obturateur correspondent à une différence de pression de tordre de deux bars en statique soit un effort de 10 tonnes environ sur la tape d'obturation, et éventuellement de cinq bars en dynamique, pendant un laps de temps réduit.The mechanical stresses to which the shutter is subjected correspond to a difference in twisting pressure of two bars in static, ie an effort of approximately 10 tonnes on the shutter tape, and possibly five bars in dynamic, for a reduced period of time. .

L'obturateur (tape) est constitué de trois éléments indépendants qui sont empilés successivement sur la tubulure pour constituer un ensemble homogene fixé sur la bride. Dans l'ordre chronologique de leur mise en place, ces éléments sont les suivants: - un panier de sécurité servant à prévenir la chute dlobjets dans la tubulure primaire, et à soutenir l'élément suivant, - une membrane d'étanchéité équipée d'un joint gonflable annulaire; - une tape proprement dite constituée d'au moins trois éléments résistants qui se complètent et se verrouillent sur la bride.The shutter (tape) consists of three independent elements which are successively stacked on the tubing to form a homogeneous assembly fixed on the flange. In chronological order of their installation, these elements are as follows: - a safety basket used to prevent objects from falling into the primary tubing, and to support the next element, - a waterproofing membrane fitted with an inflatable annular seal; - a tape proper consisting of at least three resistant elements which complement and lock on the flange.

Cette décomposition répond à plusieurs exigences: dimensionnement des éléments pour leur introduction par le trou d'homme; poids des éléments, aucun ne devant dépasser 25 kilogrammes pour les manutentions hors bol; assemblage, pose et dépose par télémanipulateur.This decomposition meets several requirements: dimensioning of the elements for their introduction through the manhole; weight of components, none to exceed 25 kilograms for handling outside the bowl; assembly, installation and removal by remote manipulator.

La description ci-dessous indique simplement un mode de réalisation.The description below simply indicates an embodiment.

Description (figure 2): le panier 910 est composé d'une cornière 911, en L, circulaire, sur laquelle est tendu un grillage métallique. Ce panier peut se replier sur lui même pour son introduction par le trou d'homme. I1 vient se positionner sur des pions de supportage solidaires de la bride 907.Description (Figure 2): the basket 910 is made up of an angle 911, L-shaped, circular, on which a metal mesh is stretched. This basket can be folded back on itself for its introduction through the manhole. I1 is positioned on support pins integral with the flange 907.

Sur le panier 910 est placée une membrane de caoutchouc à joint gonflable annulaire 912. Alors que la membrane repose sur le grillage du panier, le joint vient se loger dans la cornière 911 de manière à ce que la force d'application porte sur la face interne de la bride (étanchéité par portée cylindrique).On the basket 910 is placed a rubber membrane with an inflatable annular seal 912. While the membrane rests on the mesh of the basket, the seal is housed in the angle iron 911 so that the application force bears on the face internal flange (sealing by cylindrical seat).

La tape rigide est composée de deux éléments latéraux 913 qui, au moyen d'un vérin 914 tirant une équerre 915, emboîtent leur talon 916 dans la gorge usinée sur la face interne de la bride. t'orientation de ces éléments, par rapport à la bride, est déterminée par le centrage de la tête de l'équerre 915 sur un pion 917 en saillie de la bride. L'élément céntral 918 est ensuite place entre les éléments 913, et verrouille l'ensemble obturateur par quatre vérins 919 qu actionnent des couteaux venant en fond de gorge de la bride. Les éléments résistants ont une structure voûtée sur une semelle rigide entretoisée; éventuellement les éléments reçoivent une injection de mousse de polyuréthane (ou autre) rigide.The rigid tape is composed of two lateral elements 913 which, by means of a jack 914 pulling a bracket 915, fit their heel 916 into the groove machined on the internal face of the flange. the orientation of these elements, relative to the flange, is determined by the centering of the head of the bracket 915 on a pin 917 projecting from the flange. The central element 918 is then placed between the elements 913, and locks the shutter assembly by four jacks 919 which actuate knives coming at the bottom of the groove of the flange. The resistant elements have a vaulted structure on a rigid braced sole; possibly the elements receive an injection of rigid polyurethane (or other) foam.

La pose de l'obturateur requiert la présence préalable dans le bol GV d'un télémanipulateur, monté de l'extérieur du trou d'homme.The installation of the shutter requires the prior presence in the GV bowl of a manipulator, mounted from the outside of the manhole.

Description (figure 3): I1 se compose d'une embase tournante 921, venant se raccorder sur la piece d'attente 908 soudée sur la ligne médiane de la plaque verticale de partition, qui porte une articulation 922 en site sur laquelle est montée un vérin 923. Ce vérin porte lui même en bout une deuxieme articulation en site 924 qui commande l'orientation de la main de préhension 925. Le télémanipulateur est introduit et positionné dans la boite à eau à l'aide d'un gerbeur 926, mis en place de l'extérieur du bol GV. La translation du manipulateur sur ce gerbeur suffit pour loger l'embase tournante 921 dans l'épaulement usiné sur le plot support 908, où l'arrimage par pions est automatique. Description (Figure 3): I1 consists of a rotating base 921, which is connected to the waiting piece 908 welded to the center line of the vertical partition plate, which carries a joint 922 in site on which is mounted a cylinder 923. This cylinder itself carries at the end a second articulation in site 924 which controls the orientation of the gripping hand 925. The manipulator is introduced and positioned in the water box using a stacker 926, set in place from the outside of the GV bowl. The translation of the manipulator on this stacker is sufficient to accommodate the rotating base 921 in the machined shoulder on the support stud 908, where the pegging is automatic.

Mise en place (figures 4, 5, 6):
Le panier 910 est préalablement équipé d'une outillage de pose 927 qui lui est lié par des doigts escamotables. Il est introduit replié dans le bol sur un gerbeur 928, où le pion interface 929 de 11 outillage de pose est saisi par la main de préhension 925 (fig.4a) du manipulateur. Le panier est déployé manuellement à partir du trou d'homme, et basculé perpendiculairement à son axe de pose. Par rotation 921 du manipulateur et allongement du vérin 923, le panier est positionné à l'intérieur de la bride 907 (f ig.4b). L'outillage de pose est dégagé du panier par rétraction de doigts commandée par vérin, puis il est évacuée sur le gerbeur par une manipulation inverse.Installation (Figures 4, 5, 6):
The basket 910 is previously equipped with a fitting tool 927 which is linked to it by retractable fingers. It is introduced folded into the bowl on a stacker 928, where the interface pin 929 of 11 installation tools is gripped by the gripping hand 925 (fig.4a) of the manipulator. The basket is deployed manually from the manhole, and tilted perpendicular to its laying axis. By rotation 921 of the manipulator and extension of the cylinder 923, the basket is positioned inside the flange 907 (f ig.4b). The installation tools are released from the basket by retraction of fingers controlled by an actuator, then it is discharged onto the stacker by reverse manipulation.

La membrane d'étanchéité 912 est introduite repliée dans un outil 930 type "parapluie", qui est déployé à l'intérieur du bol. Cet outil est saisi directement la main de préhension 925 au débouché du trou d'homme (fiv.5). Sa cinématique de mise en place sur le panier est identique à la précédente; l'outil est ensuite évacué. La liaison temporaire entre l'outil et la membrane est réalisée par des électro-aimants portés par l'outil, couplés sur des pie ces magnétiques insérées dans la membrane.The sealing membrane 912 is introduced folded back into a tool 930 of the "umbrella" type, which is deployed inside the bowl. This tool is grasped directly with the gripping hand 925 at the outlet of the manhole (fiv. 5). Its kinematics of positioning on the basket is identical to the previous one; the tool is then removed. The temporary connection between the tool and the membrane is carried out by electromagnets carried by the tool, coupled on magnetic parts inserted in the membrane.

Les éléments de la tape sont également introduits par gerbeur, la main de préhension 925 venant saisir un pion interface 931 solidaire sur chacun d'eux (fig.6a). Les deux éléments périphériques 913 sont d'abord positionnés l'un apres l'autre sur la bride 907, où ils se centrent et se fixent par leur vérin 914. La partie centrale 918 vient ensuite compléter et solidariser l'obturateur par verrouillage sur la bride (fig.6b).The elements of the tape are also introduced by stacker, the gripping hand 925 coming to grip an interface pin 931 secured to each of them (fig.6a). The two peripheral elements 913 are first positioned one after the other on the flange 907, where they center and are fixed by their jack 914. The central part 918 then completes and secures the shutter by locking on the flange (fig. 6b).

Le gonflage du joint assure l'étanchéité du systeme; la connection de l'alimentation en air sur la valve de la chambre se faisant par l'intermédiaire du manipulateur ou directement à partir d'un des éléments de la tape. The inflation of the seal ensures the tightness of the system; the connection of the air supply to the valve of the chamber is made via the manipulator or directly from one of the elements of the tape.

Le télémanipulateur est ensuite évacué pour laisser le libre acces du bol pour interventions. Le controle de l'étanchéité de l'obturateur peut être assuré de l'extérieur par la mesure de pression dans la chambre et tout autre systeme détecteur de fuite. The remote manipulator is then evacuated to allow free access to the bowl for interventions. The sealing of the shutter can be checked from the outside by measuring the pressure in the chamber and any other leak detector system.

Claims

CLAIMS:

1. Method for shutting off the primary circuit of pressurized water nuclear reactors intended to isolate the steam generator (SG), according to which the operation is carried out without an operator having to enter the water box (or bowl ) of the CV, involving for the various operations of the installation and removal cycle a remote manipulator pre-installed in the water box, characterized in that: - first of all, a basket is put in place safety devices whose function is to prevent objects from falling into the tubing, and to provide a housing for the waterproofing membrane, - a waterproofing membrane is then placed therein, an inflatable collar being housed in the circular groove delimited by the basket and the spans to be sealed on the GV, - we position and finally fix contiguous resistant beams which complement and lock to form a homogeneous whole.

2. obturator pernettant the implementation of the method according to claim 1 characterized in that a) the resistant beams have a vaulted structure on a rigid braced sole; possibly they receive an injection of rigid polyurethane (or other) foam, b) they have a gripping pad 931 which is gripped by the hand 925 of the manipulator, c) the basket is encircled by an "L" profile which delimits , with the internal face of the flange, the housing of the inflatable collar of the waterproofing membrane.

3. A shutter according to claim 2, intended to come on a flange previously welded on the bowl, at the outlet of the tube, characterized in that: a) the lateral beams have a jack 914 which is used to move them laterally to engage their heel 916 in a groove machined in the internal face of the flange 907 welded to the bowl.

b) the central beam has cylinders 919 which actuate knives coming from the bottom of this same groove.

4. Flange welded to the GV, allowing the installation of the shutter according to claim 3, characterized in that it has: an annular groove for resumption of forces, internal pins intended to maintain the safety basket, external pins for positioning the lateral beams.

5. Tool for remote handling of the basket defined in claims 1 and 2, characterized in that it comprises a gripping hand consisting of a jack actuating two gripping fingers on the profile. "t" of the basket, and a handling stacker from outside the bowl presenting this assembly by hand for gripping the manipulator.

6 Remote handling tool for the waterproofing membrane defined in claim 1, characterized by a central part, interface with the gripping hand of the manipulator, which controls the deployment of four arms terminated by electromagnets holding the membrane by means of magnetic parts inserted in it.

7. Remote manipulator allowing the implementation of the method according to claim 1, characterized by an articulated arm consisting of a rotating base 921 carrying a joint 922 in elevation on which is mounted a jack 923 itself carrying at the end a second articulation in site 924 which controls the orientation of the gripping hand 925, and which it hooks onto a waiting piece secured to the GV, by a simple translational movement on a handling stacker 926

8. Waiting piece, integral with the GV-allowing the use of the manipulator according to claim 6, characterized in that it is welded to the median of the vertical partition plate of the bowl, and that it has a face d machined docking to receive the base of the manipulator by simple translation from the access manhole.