FR2632762A1 - Dispositif et procede de prehension et de manutention d'un assemblage combustible en position inclinee - Google Patents

Abstract

Les moyens de préhension 22, 32, 33 sont reliés à l'extrémité inférieure de la perche 21 par l'intermédiaire d'un joint universel 23 permettant de faire varier l'inclinaison de ces moyens de préhension par rapport à la verticale. Les éléments d'articulation 25, 27 du joint universel 23 sont munis de moyens de serrage 30, 31 pour le maintien du joint 23 dans une position permettant la préhension de l'assemblage 1 en position inclinée.

Description

L'invention concern-e un dispositif de préhension et de manutention d'un assemblage combustible d'un réacteur nucléaire, cet assemblage étant dans une position inclinée par rapport à la verticale. à l'ìn- térieur dune piscine de stockage d'assemblages. combustibles et/ou avec son embout supérieur dans une position inclinée par rapport à son axe longitudinal.

Les assemblages combustibles des réacteurs nucléaires refroidis par de 1 eau leère, en particulier des réacteurs nucléaires à eau sous pression, sont constitués sous la forme de faisceaux de crayons combustibles de grande longueur disposés parallélement les uns par rapport aux autres. suivant la direction longitudinale de 1 assemblage. Ces crayons sont maintenus par des entretoises transversales définissant un reseau régulier de logements pour les crayons combu-stibles ou pour les tubes-guides se substituant à certains crayons combustibles -dans le faisceau. Les tubes-guides sont reliés à leurs extrémités à des embouts assurant le maintien des crayons.

Les assemblages combustibles utilisés dans le coeur d un réacteur nucléaire subissent. pendant le fonctionnement du réacteur, une certaine usure et cer taines dégradations si bien qu-il est nécessaire d'effectuer périodiquement un re-chargement- partiel du coeur
Les assemblages prélevés dans le coeur dont on assure le remplacement par des assemblages neufs présentent une forte activité, si bien qu'il est nécessaire de les placer pendant une durée plus ou moins longue,-dans une piscine de stockage ou piscine de désactivation, sous une hauteur d eau importante, de l'ordre de dix mètres. Lessassemblages combustibles sont généralement placés, à l'intérieur de la piscine de désactivation, dans des alvéoles dont la forme correspond à la forme des assemblages.

Les assemblages combustibles des réacteurs nucléaires à eau sous pression et les alvéoles correspondants présentent généralement la forme de parallé Iépipédes ayant une base carrée dont le côté est voisin de 20 cm et une longueur importante de 4 m à 4,60 m. Les assemblages combustibles doivent etre stockés en position verticale, si bien que les alvéoles sont eux-memes en position verticale dans la piscine de désactivation et que les assemblages doivent être introduits dans ces alvéoles par le dessus et dans une direction parfaitement verticale
La manutention des assemblages dans la piscine de désactivation est assurée par un dispositif de préhension et de manutention comportant une perche verticale reliée à son extrémité supérieure à un moyen de déplacement dans au moins deux directions horizontales tel qu'un pont roulant ou un dispositif à chariot mobile suivant des directions croisées, disposé au-dessus de la piscine du combustible.L'extrémité inférieure de la perche dont la longueur est supérieure à 10 mètres porte des moyens de préhension des assemblages combustibles généralement constitués par deux grappins expansibles qui peuvent être introduits dans deux trous de préhension ménagés dans l'embout supérieur d'un assemblage combustible. La perche du dispositif de manutention peut etre déplacée dans la direction verticale grace à un moyen de levage disposé au-dessus de la piscine de désactivation.

La préhension d'un assemblage est effectuée en plaçant les grappins légèrement au-dessus de l'em- bout de l'assemblage et à la verticale des trous de préhension, gràce au moyen de déplacement horizontal de la perche de manutention. Les grappins en position rétractée sont introduits dans les trous de préhension par un déplacement vertical d'amplitude limitée de la perche. Les crochets du grappins sont ensuite ouverts pour r-éaliser l'accrochage de 1 assemblage.

L assemblage peut alors être soulevé grace à la- p-erche de manutention dans une direction parfaitement verticale. par exemple pour être sorti de son alvéole. L'assemblage peut étre également pris en charge par le dispositif de manutention pour etre soulevé, placé à la verticale don alvéole et enfin introduit dans cet alvéole par déplacement vertical et vers le bas.

Dans le cas ou, de manière accidentelle, lors des opérations de manutention dans la piscine du
s combustible, un assemblage combustible a été déposé ou laché accidentellement de -façon qu'il ne se trouve pas dans une position verticale. le dispositif de manutention de la piscine ne permet pas d'assurer la préhension de I'assemblage pour réaliser ultérieurement son introduction en position verticale dans un alvéole. Il en est de même évidemment dans le cas où l'assemblage est placé en position inclinée dans la piscine du réacteur ou dans la cuve et dans le cas ou l'embout supérieur de l'assemblage est dans une position inclinée.

Une telle situation accidentelle peut se produire dans le cas ou un assemblage a été séparé par erreur de manière prématurée de son moyen de manutention. L'assemblage peut alors tomber dans une position inclinée. en appui sur une paroi de la piscine, sur une paroi un alvéole ou sur un autre assemblage com
bustible.

Dans ce cas, il n'est plus possible de continuer les opérations de manutention de l assembla- ge en utilisant les moyens associés à la piscine de désactivation.

Il en résulte la nécessité d'intervention de moyens spéciaux et des pertes de temps qui se traduisent par des couts d'exploitation accrus.

Le but de l'invention est donc de proposer un dispositif de préhension et de manutention d'un assemblage combustible d'un réacteur nucléaire constitué par un faisceau de crayons combustibles parallèles disposés suivant la direction longitudinale de l'assemblage et maintenu par des entretoises transversales et par deux embouts situés chacun à une extrémité du faisceau, le dispositif comportant, de manière connue, une perche de manutention verticale reliée à sa partie supérieure à un moyen de déplacement dans au moins deux directions horizontales, situé au-dessus d'une piscine de stockage sous eau d'assemblages combustibles et à sa partie inférieure, à des moyens de préhension de l'assemblage placé sous eau dans la piscine, ce dispositif permettant d'effectuer la prise en charge d'assemblage placés, de manière accidentelle, en position inclinée par rapport à la verticale, dans la piscine de stockage.

Dans ce but, les moyens de préhension sont reliés à l'extrémité inférieure de la perche, par l'intermédiaire d'un joint universel permettant de faire varier l'inclinaison de ces moyens de préhension par rapport à la verticale et comportant des éléments d articulation munis de moyens de serrage pour le maintien du joint dans une position d'or,entation déterminée assurant la préhension de l'assemblage dans une position inclinée par rapport à la verticale.

Afin de bien faire comprendre l'invention, on va maintenant décrire, à titre d'exemples non limi tatifs, en se reférant aux figures jointes en annexe, plusieurs modes de réalisation d'un dispositif de préhension et de manutention suivant l'invention conçu pour prendre en charge des assemblages combustibles d'un réacteur nucléaire à eau sous pression en position inclinée par rapport à la verticale, dans la piscine de stockage du'réacteur.

La figure 1 est une vue en élévation d'un assemblage combustible d'un réacteur nucléaire à eau sous pression.

La figure 2 est une vue en coupe suivant 2-2 de la figure.3, de l'embout supérieur de 1 assemblage représenté sur la figure 1.

La figure 3 est une vue de dessus suivant 3 de la figure 2 de l'assemblage combustible représente sur la figure 1.

La figure 4 est une vue en coupe d'un,dispo- sitif de préhension et de manutention suivant l'in-ven- tion et suivant un premier mode de réalisation en position de prise d'un assemblage.

La figure 5 est une vue en coupe et à plus grande échelle du détail 5 de la figure 4.

La figure 6 est une vue en coupe d'un dispositif selon l'invention et selon un second mode de réalisation.

La figure 7 est une vue en coupe d'un dispositif suivant l'invention et suivant un troisième mode de réalisation.

ta figure 8 est une vue en cpupe d'un dispositif de relevé d'orientation substitué à un ensemble de préhension d un dispositif suivant l'invention.

La figure 9 est une vue en coupe schématique du batiment d'un réacteur nucléaire dans lequel on réalise la reprise d'un assemblage en position inclinée dans la cuve du réacteur.

Sur la figure 1, on voit un assemblage combustible d'un réacteur nucléaire à eau sous pression désigne de manière générale par le repère 1.

Cet assemblage combustible est constitué par un faisceau de crayons combustibles paralléles 2 maintenus suivant une disposition régulière par des entretoises transversales 3 réparties suivant la longueur de l'assemblage.

A l'intérieur du réseau des crayons combustibles 2 défini par les entretoises 3, certaines positions sont occupées par des tubes-guides 4 dont la longueur est supérieure à la longueur des crayons et qui sont saillants à leurs extrémités par rapport aux extrémités du faisceau de crayons 2.

Deux embouts 5 et 6 sont fixés à l'extrémité des tubes-guides 4 de manière rigide. Les tubes-guides 4. les entretoises 3 et les embouts 5 et 6 constituent la structure d'un assemblage dans laquelle sont placés les crayons du faisceau et qui assure la rigidité de cet assemblage. L'un des embouts 5 constitue l'embout supérieur de l'assemblage qui porte des ressorts 8 sur lesquels vient en appui la plaque supérieure de coeur, lorsque 1 assemblage est en position dans le coeur du réacteur. L'assemblage combustible 1 repose alors sur la plaque inférieure de coeur par l'intermédiaire de son embout inférieur 6.

Le tube d'instrumentation 4a disposé à la partie centrale de l'assemblage sert au guidage d'une sonde de mesure qui peut être déplacée suivant la hauteur de l'assemblage placé en position verticale dans le coeur,
Les tubes-guides reçoivent les crayons absorbants d'une grappe de commande de la réactivité du réacteur.

L'ensemble des tubes-guides 4 et le tube d'instrumentation 4a constitue de plus des éléments de structure de l'assemblage assurant sa rigidification.

A- cet effet, les tubes- guides 4 sont fixés par des moyens appropriés sur les entretoises 3 et assemblés de manière rigide aux embouts 5 et 6, à leurs extrémités.

Comme il est visible sur les figures 2 et 3 l'embout supérieur 5 de l'assemblage 1 comporte un cadre supérieur 10 et une plaque inférieure 11 reliés entre eux par une ceinture 12 constituée par quatre plaquettes soudées sur le cadre10 et ia plaque 11.

Le cadre 10 porte quatre ressorts 8 placés suivant ses cotés et fixés sur la surface supérieure du cadre par l'intermédiaire de brides 14. Les brides 14 et les ressorts 8 correspondants sont fixés sur le cadre 10 par l intermédiaire de vis 15. Les brides 14 sont de plus maintenues en position sur le cadre 10 par des vis 16.

Deux brides 14 sont disposées aux deux angles du cadre 10 disposés suivant une diagonale.

Dans les angles du cadre 10 disposés sur l'autre diagonale sont placés des bossages 17 rapportés par soudage sur le cadre 10. Les bossages 17 et la partie d'angle du cadre 10 sur laquelle est fixé le bos-sage sont traversés par des perçages situés dans l'alignement l un de l'autre et constituant un trou de préhension 18 de l'assemblage.

La plaque 11 est percée de trous circulaires
19 permettant le passage et la fixation des tubesguides et de lumières oblongues 20 permettant le pas sage du fluide réfrigérant sortant de l'assemblage par l'embout supérieur 5.

Sur les figures 4 et 5, on a représenté un premier mode de réalisation d'un dispositif de préhension suivant l'invention.

Ce dispositif comporte une perche verticale 21 dont la partie inférieure a été représentée sur la figure 4. Cette perche verticale multitronçons de grande longueur est reliée, à sa partie supérieure, à un dispositif de déplacement suivant deux directions du plan horizontal disposé au-dessus de la piscine du combustible dans laquelle l'assemblage 1 dont on réalise la prise grace au dispositif suivant l'invention est disposé en position inclinée.

De manière connue, le dispositif de déplacement horizontal de la perche 21 peut etre constitué par un pont roulant comportant des char-iots à déplace ments croisés suivant deux directions perpendiculaires du plan horizontal. Le dispositif de levage du pont permet de soulever la perche 21 suivant la direction verticale de son axe ZZ'.

Selon l'invention, la partie inférieure de la perche 21 de forme tubulaire porte l'ensemble des moyens de préhension 22 de l'assemblage, par l'inter- médiaire d'un joint universel 23 constitué sous la forme d'un joint de cardan.

Ce joint de cardan comporte un premier élément 24 soudé à l'extrémité de la perche 21 et traversé par un axe d'articulation 25 perpendiculaire à l'axe ZZ' de la perche 21. Sur cet axe d'articulation 25 est monté pivotant un second élément 26 du joint de cardan portant un axe d'articulation 27 perpendiculaire à l'axe d'articulation 25.

Un support de pince 28 est monté articulé sur l'élément 26 par l'intermédiaire de l'axe d'articulation 27.

Le support de pince 28 porte l'ensemble de préhension 22 constitué par une pince de prise laterale de l'embout 5 de l'assemblage 1.

Les axes 25 et 27 sont immobilisés dans des ouvertures traversant les pieces respectives 24 et 26, par des goupilles telles que 29.

La pièce 26 est de plus traverséé par des trou-s de direction perpendiculaire aux axes 25 et 27 et disposés de manière tangentielle par rapport aux ouvertures de passage de ces axes dans la pièce 26.

Dans ces trous tangentiels peuvent être placés des dispositifs 30 et 31 de blocage des articulations du joint de cardan 23. Ces dispositifs de blocage sont du type à tampon tangent réalisant un freinage et un blocage de 1' articula-tion correspondante. par introduction d'un tampon dans l'ouverture, pour réaliser sa mise en contact tangentielle avec l'axe correspondant.

Le support de pince 28 comporte une partie inférieure 28a réalisée sous la forme d'un axe sur lequel est monté le dispositif de préhension 22 constitué par une pince. La pince 22 comporte un mors in férieur 32 et un mors supérieur 33 sur lequel est fixe le vérin d'actionnement de la pince.

Le mors inférieu-r 32 comporte un trou tra versant dans lequel vient s'engager l'extrémité de l'axe 28 qui comporte une partie à diamètre réduit séparée par un épaulement de la partie courante de l'-axe 28a. La partie d'extrmité-de l'axe 28a vient en appui sur le mors 32 à l'intérieur du trou traversant par l'intermédiaire d'un épaulement. La partie d'extrémité de l'axe 28a comporte une partie filetée per mettant de fixer de façon rigide le mors 32 sur l'axe 28a, par l'intermédiaire d'un écrou 36 et d'une rondelle 36'.

L'axe 28a est monté à l'intérieur d'un alésage 35 traversant le mors supérieur 33, grace à des paliers 37.

Les paliers 37 assurent un montage glissant du mors 33 suivant la direction axiale 3-8 du support 28 et de l'axe 28a. De plus, le mors 33 est monté rotatif autour de l'axe 28a, grace aux paliers 37.

Le dispositif 34 d'actionnement de la pince comporte un vérin 40 et un dispositif de serrage élastique 41 constitué par un empilement de rondelles métalliques de forme tronconique intercalées entre deux pièces annulaires d'appui 42 et 43.

La pièce annulaire 43 vient en appui sur le corps du vérin et l'extrémité de la tige 44 du vérin 40 vient en appui, par l'intermédiaire d'écrous 45 vissés sur son extrémité filetée, sur la pièce annulaire 42.

L'extrémité inférieure de la tige du vérin est assemblée au mors inférieur 32, par l'intermediai- re d'un assemblage 46 à tenon et mortaise.

Le réglage du vérin et des rondelles du dispositif de serrage élastique 41 est prévu pour que la prise de l'embout 5 entre le mors inférieur 32 en appui sous la plaque 11 de l'embout 5 et le mors supérieur 33 en appui sur la face supérieure du cadre 10 soit assurée par l'empilement élastique 41 intercalé entre les pièces 42 et 43.

L'actionnement du vérin 40 de façon que la tige 44 se déplace vers le bas assure la compression de l'ensemble élastique 41 et l'écartement des mors 3? et 33. Dans cette position. on peut engager latérale ment la pince sur l'embout 5. Le serrage ultérieur est réalisé par relachement de la pression dans la chambre du vérin 40.

De manière avantageuse, le vérin 40 sera -ac- tionné par de l'eau déminéralisée sous- pression, l'alimentation étant réalisée par une conduite souple joignant une installation de fourniture d'eau déminéralisée sous pression située au-dessus du niveau de la piscine au vérin 40 fixé sur la pince 22 à l'extrémité de la perche 21.

Une caméra de télévision 4B est fixée sur le support 28, par l'intermédiaire d'un bras articulé 49.

La caméra de télévision 48 qui est reliée par l'intermédiaire d'un câble vidéo 50 à un récepteur situé audessus du niveau de la piscine permet de transmettre à l'opérateur une image des becs de préhension de la pince et de l'embout supérieur de l'assemblage, lors de la mise en place de la pînce 22.

Les becs de la pince 22 sont constitués par les parties d'extrémité 51 et 52 d.es mors 32 et 33 respectivement dont la forme est prévue pour assurer un bon contact avec le bord de l'embout 5.

Comme il est visible sur la figure 5, la partie d'extrémité 52 du mors supérieur 33 comporte un épaulement 54 qui vient s'engager sur le bord intérieur du cadre 10 pour éviter tout risque de glissement de l'assemblage, lorsque la pince 22 est en prise sur l'embout 5, comme représenté sur les figures 4 et 5.

Le mode de fonctionnement du dispositif de préhension et de manutention suivant l'irssvention est le suivant
Dans le cas où un assemblage 1 se trouve en position inclinée par rapport à la verticale-dans la piscine de stockage du combustible, on réalise dans un premier temps une détermination et une mesure la plus exacte possible de l'orientation et de la disposition de l'embout 5.

Pour cela, on descend un dispositif de mesure à proximité de l'embout 5 de l'assemblage en position inclinée, à l'extrémité d'une perche de manutention telle que la perche.21.

Dans le cas ou l'on utilise un dispositif de mesure d'inclinaison du type rapporteur, on vient placer ce dispositif en appui sur une des faces de l'embout et on mesure, par lecture à distance, grace à une caméra vidéo, les angles d'inclinaison de l'embout.

On dispose ainsi d'un relevé qui peut etre utilisé pour placer un gabarit dans la position exacte de l'embout 5, en inclinaison par rapport à la verticale.

Le réglage d'orientation de la pince de préhension 22 à l'extrémité de la perche 21, grace au joint de cardan 23, est effectué sur le gabarit.

Pour celà, l'axe ZZ de la perche 21 est mis en position parfaitement verticale et le joint de cardan 23 comporte des articulations libres, les dispositifs de blocage 30 et 31 n'étant pas introduits dans les ouvertures correspondantes.

On réalise la mise en place de la pince 22 sur le gabarit disposé suivant une inclinaison identique à celle de l'embout 5, le joint de cardan 23 permettant d'obtenir une inclinaison voulue de l'axe 38 du support 28 par rapport à la direction ZZ' de la perche 21.

On réalise alors le blocage des articu-la- tions 25 et 27 du joint de cardan 23 en introduisant les dispositifs de blocage tangents 30 et 31 dans les trous correspondants.

La pince 22 est ainsi orientée de maniere à venir en position de préhension de l'embout 5 de l'assemblage 1, à l'intérieur de la piscine, comme représenté sur la figure 4.

La perche 21 et la pince 22 sont alors descendues dans la piscine et mises en position au voisinage de l'embout de l'assemblage 5 grace au dispo-, sitif de déplacement horizontal de la perche 21 et à son moyen de levage constitué par exemple par un pont roulant,
Le vérin 40 est actionné à distance pour réaliser l'ouverture de la pince qui est introduite latéralement sur l'embout, comme représenté sur la figure 4, par l'opérateur du pont roulant auquel est suspendue la perche 21, l'image donnée par la caméra vidéo 48 permettant de visualiser les mouvements d'approche de la pince
Lorsque la pince est en place sur le bord de l'embout, la pression dans la chambre du vérin est re lacée et l'empilement élastique 41 réalise le serrage de la pince.

De maniére avant-ageuse, les dispositifs de blocage 30 et 31 des articulations du joint de cardan 23 peuvent entre actionnés à distance. L'assemblage 1 peut a-insi être manutentionné avec l'articulation 23 bloquée dans sa position telle que représentée sur la figure 4 puis l'articulation est libérée à distance.

Dans ce dernier cas, lorsqu'on réalise le soulèvement de l'assemblage grace à la perche 21. cet assemblage prend une position inclinée à l'extrémité de la perche qui correspond à sa position d'équilibre.

sous l'effet de la gravité.

L'assemblage peut alors être éloigné de la paroi de la piscine sur laquelle il était appuyé et pris en charge par les moyens de préhension d'un second dispositif permettant de le mettre en position verticale comme il sera expliqué ci-dessous.

11 est également possible de redresser l'as semblage et de le placer en position verticale sur le fond de la piscine.

Dans cette position verticale, l'assemblage peut alors être pris en charge par un dispositif de manutention muni d'un outil de type classique, pour entre introduit dans un alvéole de stockage.

Sur la figure 8, on voit un assemblage 1', dans la position qu'il occupe à l'intérieur de la piscine de stockage d'un réacteur, après une rupture accidentelle des tubes-guides 4' dans leur zone de liaison avec l'embout supérieur. L'assemblage combustible 1' est en appui contre une paroi telle que la paroi d'un alvéole et ne comporte plus d'embout supérieur, les extrémités des tubes 4' assurant la liaison avec l'embout s'étant rompues accidentellement lors d'une opération de manutention de l'assemblage.

Le dispositif représenté sur la figure 6 permet d'effectuer la prise d'un assemblage par sa partie supérieure, en l'absence de son embout.

Ce dispositif comporte un ensemble de préhension 55 fixé à l'extrémité inférieure d'une perche de manutention 21' par l'intermédiaire d'un joint universel tel qu'un joint de cardan 23'.

Le joint de cardan 23' comporte un premier élément 56 fixé par soudure à l'extrémité inférieure de la perche 21 ' . un second élément 57 articulé sur l'élément 56 par l'intermédiaire d'un axe 58 horizontal, c'est-à-dire perpendiculaire à l'axe ZZ' de la perche 21 et un second axe 59 monté transversalement dans l'élément 57 et perpendiculaire à l'axe 58, sur lequel est montée de manière articulée la partie super rieure d'un support 60 de forme tubulaire dont l'ex- trémité inférieure porte une plaque 64 de support des éléments de préhension 65 du dispositif 55.

Les axes d'articulation 58 et 59 du joint de cardan 23' peuvent entre bloqués dans une, position angulaire- quelconque, par des dispositifs de blocage 61 et 62 du type à- tampon tangent. comme les dispositifs 30 et 31 représentés sur la figure 4.

Une caméra de télévision 48' est montée sur le support 60, par l'intermédiaire d'un bras articulé 49'. La caméra 48' permet. comme précédemment, de visualiser la partie supérieure de l'assemblage et les dispositifs de préhension.

Dans l'alésage intérieur du support tubulaire 60 est montée une tige de centrage 66 guidée dans la direction ax.iale de l'alésage et rappelée, par un ensemble de ressorts 67, vers une position d'extraction où son extrémité de forme conique est saillante par rapport à une plaque de fermeture 60a du support 60 et par rapport à la face inférieure de la plaque 64 supportant les moyens de préhension 65,
Chacun des moyens de préhension 65 est constitué par un vérin 70 d-ont-la tige 69 est prolonge à sa partie inférieure par une tige 71 portant à son extrémité une olive d'actionnement d'un mandrin 72 fixé à l'extrémité d'un tube dé guidage 73 dans lequel
coulisse la tige 71.Le tub3 solidaire du corps du vérin 70 est fixé sur la plaque 64 par des vis telles que 76. Le tube de guidage 73 est fixé sùr la plaque 64 au niveau d'une ouverture traversant cette plaque.

La partie d'extrémité de la tige 69 du vérin 70 opposez à la tige 71 est rappelée vers le haut par l'intermédiaire d'un empilement élastique 74 de ron delles tronconiques intercalé entre le corps du vérin 70 et une rondelle sur laquelle vient en appui un écrou 76 engagé sur l'extrémité filetee de la tige 69.

L'empilement élastique 74 et le vérin 70 sont réglés de manière qu'en l'absence de pression dans la chambre du vérin 70, l'empilement de rondelles 74 produise un recul de la tige 69 entrainant, par l'intermédiaire de la tige 71, une expansion diamétrale du mandrin 72 actionné par l'olive solidaire de l'extrémité de la tige 71. Lorsqu'on alimente la chambre du vérin 70 en fluide sous pression, le déplacement de la tige 71 et de l'olive provoque la rétraction diamétrale du mandrin 72. Simultanément les rondelles 74 sont comprimées.

La plaque 64 comporte des trous de passage reproduisant le réseau des tubes-guides dans la section d'un as assemblage.

I1 est possible de placer un dispositif de préhension 65 au niveau de chacun de ces trous, en engageant son tube 73 et son mandrin 72 dans le trou de la plaque 64 et en assurant sa fixation sur la plaque 64 par l'intermédiaire des vis 76.

Dans le cas où un assemblage 1' se trouve dans la piscine en position inclinée et sans son embout supérieur, on descend dans la piscine un dispositif de mesure du type rapporteur d'angle sur lequel est fixée une caméra de télévision.

On détermine grâce à cet outil la position de l'assemblage en inclinaison pour prérégler, comme précédemment, la position du joint de cardan 23'.

Cette position préréglée sera maintenue grace aux dispositifs de blocage 61 et 62.

De plus, on repère grâce à la caméra de térévision, la position d'au moins quatre tubes-guides qui ne soient pas trop ovalisés ou refermés et qui pourront permettre l'introduction de mandrins 72 d'outils de préhension 65.

On choisira au moins quatre positions de tubes-guides situées dans des quadrants différents délimités par les médianes de la section carrée de l'as- semblage.

La plaque 64 du dispositif de préhension 55 est équipée d'éléments 65 dans les positions correspondant aux positions des tubes-guides retenues.

Le dispositif 55 est descendu grâce à la perche 21' au-dessus de l'extrémité supérieure de l'assemblage,
On réalise un centrage du dispositif 55 par rapport à l'assemblage en introduisant l'extrémité du centreur 66 dans le tube d'instrumentation 4'a en position centrale. L'accostage de 1' outil est ensuite réalisé par un déplacement vertical de faible amplitude vers le bas de la perche 21'. Les mandrins 72 des dispositifs de préhension 65 pénètrent 'dans les tubesguides 4' choisis, le mouvement de descente s'accompa- gnant d une retraction du centreur 66 se traduisant par une compression des ressorts 67.

L'introduction des mandrins 72 est réalisée alors que ces mandrins sont maintenus en position rétractée par actionnement des vérins 70 assurant la descente des tiges 71 dans les tubes 73.

Lorsque les mandrins 72 ont été introduits dans les tubes 4' correspondants, on réalise leur expansion en relachant la pression dans les chambres des vérins 70, les tiges remontant alors sous l'effet des empilements élastiques 74.

La prise de l'assemblage 1 par l'intermédiaire de ses tubes 4' est alors assurée.

On libère les dispositifs de blocage 61 et 62 des articulations 58 et 59, ces dispositifs étant commandés à distance depuis le niveau supérieur de la piscine.

Le joint de cardan 23' est alors libre et, lors du soulévement de l'assemblage 1' par l'intermédiaire de la perche de manutention 21', cet assemblage prend une position verticale. sous l'effet de la gravité.

il est alors possible de venir déposer l'assemblage 1' dans un alvéole.

Sur la figure 7. on a représenté une variante de réalisation d'un dispositif de préhension et de manutention suivant l'invention qui comporte une perche de manutention 21" ayant un axe vertical ZZ', à laquelle est fixé, par l'intermédiaire d'un joint de cardan 23". un ensemble de préhension désigné de manière générale par le repère 75.

Ce dispositif permet la prise en charge et la manutention d'un assemblage combustible 1" comportant son embout 5" et une grappe de réglage de réactivité 77.

L'ensemble de préhension 75 comporte un support tubulaire 80 relié à l'extrémité inférieure de la perche de manutention 21", par l'intermédiaire d'un joint de cardan 23", et rigidement solidaire à son autre extrémité d'une plaque 84 de support des éléments de préhension 85.

Chacun des éléments 85 est constitué d'une manière semblable aux éléments de préhension 75 décrits en se référant au mode de réalisation de la figure 6 et comporte un vérin 82.

La tige du vérin est prolongée par une tige d'actionnement solidaire d'une olive à son extrémité pour réaliser l'expansion d'un mandrin 86 solidaire d'un élement tubulaire fixé sur le corps du vérin et solidaire de la plaque 84, lors du relachement de la pression dans la chambre du vérin 85, ce qui se traduit par u-n soulévement dé la tige du vérin 82 ét de la tige d'actionnement sous l'effet d un empilement de rondelles élastiques 87.

La plaque 84 porte deux dispositifs tels que 85 au voisinage de deux de ses angles situes suivant une diagonale. Ces positions correspondent aux positions des deux trous de préhension de l'assemblage situés dans des bossages fixés sur l'embout supérieur, tels que les trous de préhension 18 de l'embout représenté sur la figure 2.

Les supports tubula-ires des mandrins 86 présentent une longueur suffisante pour que les mandrins puissent être introduits dans les trous de préhension, sans avoir à extraire la grappe de reglage 77 dont le pommeau vient se loger suivant l'axe du support ex ..

Le réglage, la mise en place et le fonctionnement du dispositif représenté sur la figure 7 sont sensiblement identiques aux opérations correspondantes qui ont été décrites en ce qui concerne les dispositifs représentes sur les figures 4 et 6.

Lors de ces opérations de réglage et de mise en place, on utilise une- caméra de télévision 48" fixée à l'extrémité d'un bras articulé 49" sur le support 80 de l'ensemble de préhension 75.

Le réglage de l'orientation peut également être effectué en utilisant le dispositif représenté
sur la figure 8.

Le support 80 de l ensemble de préhension 75 est relié de maniere démontable à la pièce inférieure
88 du joint de cardan 23". De ce fait, le support 80 peut etre démonté et remplacé, comme il est visible sur la figure 8, par un support tubulaire 90 portant à son extrémité une plaque de rélevé d'orientation 91 percée à sa partie centrale pour permettre le passage du pommeau de la grappe de réglage 77, lorsque la plaque 91 est mise en place au-dessus de l'assemblage 5".

La plaque 91 comporte au moins trois plots 92 définissant une surface plane par leurs extrémités inférieures venant en contact avec la surface supérieure de l'embout 5", lorsqu'on descénd le dispositif représenté sur la figure 8 fixé à l'extrémité de la perche de manutention 21", par l'intermédiaire du joint 23" jusqu'au contact avec l'assemblage 1". Cette opération est contrôlée depuis le dessus de la piscine, grâce à la caméra 48",
Le joint 23" est alors dans sa position en orientation requise pour assurer la prise d.e I assem- blage en remplaçant l'ensemble 90, 91 permettant le réglage d'orientation par le support 80 sur lequel est fixé l'ensemble de préhension 75. Le joint 23" comporte des moyens de blocage 93, 94 de ses articulations qui peuvent être actionnés à distance. Lorsque l'orientation voulue du joint 23" est obtenue grace à- la plaque 91, 92, on réalise le blocage à distance de cette articulation et on remonte la perche de manutention de façon à remplacer le support 90 portant la plaque 91, par le support 80 portant l'ensemble de préhension 75, le joint 23" restant bloqué.

La préhension et la manutention de l assem- blage 1" dans la piscine sont réalisés comme précédemment.

Comme indiqué plus haut, les moyens de blocage 93, 94 des articulations du joint de cardan 23" peuvent âtre commandés à distance pour les rendre totalement libres en rotation. Lorsque la prise de l'as semblage est réalisée. on libère les articulations du joint de cardan 23",
Lors du soulèvement de l'assemblage, par l'intermédiaire de la perche 21", l'assemblage se met alors en position verticale sous l'effet de la gravité. L'assemblage 1" peut alors être introduit dans un alvéole de stockage.

Dans le cas où un assemblage est en position inclinée et appuyé contre une paroi de la piscine de stockage, il peut être très difficile si'non impossible d'utiliser directement un outil depréhensîon tel que représenté sur la figure 7, L'ensemble de préhension 75 doit en effet venir en position au-dessus de l'as- semblage, ce qui peut etre rendu impossible par la proximité de la paroi de la piscine.

Dans ce cas, on utilisera l'outil de préhension représenté sur la figure 4 pour éloigner l'assemblage de la paroi de la pisci.ne, de manière qu'un second outil. par exemple constitue de la manière représentée sur la figure 7. puisse venir en position de prise au-dessus de l'assemblage,
Une fois la prise réalisée par le second outil, la pince du premier outil est desserrée et cet outil est séparé de l'embout,
Le second outil permet alors,- par soulèvement de l'assemblage, après déblocage des articulations de son joint de cardan 23", de remettre -l'assem- blage en position verticale et,de l'introduire dans un alvéole
Sur la figure 9, on a représenté un exemple de mise en oeuvre du dispositif suivant l'invention pour réaliser la reprise d'un assemblage en position inclinée dans la cuve d'un réacteur à eau sous pression. La cuve 102 du réacteur est placée dans un puits de cuve 103 à l'intérieur du bâtiment du réacteur 100.

A la partie supérieure du bâtiment 100, est disposé le pont tournant 104 assurant la manutention des composants du réacteur. Le pont 104 comporte une poutre 105 sur laquelle se déplace un chariot 106 portant un petit treuil de levage comprenant un cable 108 terminé par un crochet de manutention. Le réacteur a été représenté pendant un arret, la cuve 102 est ou verte et communique avec la piscine du réacteur remplie d'eau. Un assemblage 101 se trouve accidentellement en position inclinée dans la cuve.

Un dispositif suivant l'invention comportant une perche de manutention 121 à l'extrémité inférieure de laquelle est fixé un ensemble de préhension 125 par l'intermédiaire d'un joint de cardan 123 permet d'effectuer la reprise de l'assemblage par son embout su supérieur et son extraction de la cuve 102 ou sa réintroduction dans le coeur en position verticale.

La perche multitronçons 121 est fixée à l'extrémité du câble 108 par sa partie supérieure. On effectue comme décrit plus haut un relevé d'orientation de l'embout supérieur de l'assemblage. On bloque le joint 123 dans la position d'orientation voulue et on descend la perche et l'ensemble de préhension dans la cuve comme représenté sur la figure 9. L'assemblage 101 peut alors être repris en une ou en deux opérations.

Dans tous les cas, la perche de manutention pourra comporter un nombre de tronçons quelconque, de manière qu'on puisse atteindre avec l'outil de préhension, l'embout ou la partie supérieure de l'assemblage combustible en position inclinée.

La partie supérieure de la perche de manutention peut être fixée au crochet du pont polaire du rédacteur ou au crochet auxiliaire de la machine de chargement circulant au-dessus de la piscine de sto- ckage, selon l'emplacement de l'intervention,
En plus de l écran vidéo permettant de visualiser les opérations d'approche et de prise. de l'assemblage, on utilise un peson-relié au moyen de levage de la perche de manutention, pour controler à chaque instant que la charge supportée par le moyen de, levage n est pas sensiblement supérieure au poids de 1 assemblage augmenté du poids d-u disp-ositif de préhension et de manutention.

Dans le cas d'un dépassement mesuré par le peson, il est nécessaire d'interrompre l'opération de soulèvement de l'assemblage, celui-ci ayant rencontré un obstacle interdisant son déplacement.

Le dispositif suivant l'invention, tout en étant d'une grande simplicité, permet de faire face à toutes les situations qui peuvent ëtre-rencontrées en situations accidentelles. lors de la manutention d-'assemblages dans une piscine de stockage.

D'autre part, un dispositif suivant l'art antérieur peut etre transformé en un disposi.tif suivant l'invention, de - manière relativement simple et peu couteuse.

Il est bien évident que l'invention ne se limite pas au mode de réalisation qui a été décrit.

C'est ainsi qu 'on peut imaginer d'autres modes de réalisation des éléments de préhension fixés à l'extrémité de perche de manutention par l'intermédiaire d'un joint ,universel, ces ensembles de préhension utilisant tout type de pinces, de mandrins, de crochets ou de doigts pivotants.

Le joint universel-intercalé entre l'extré- mité de la perche de manutention et l'ensemble de préhension peut etre d'un type différent d'un joint de cardan.

Il est bien évident -que les ensembles de préhension pourront entre fixés d'une manière amovible, au joint universel en-dessous de son articulation in - férieure quelle que soit la forme donnée aux ensembles et aux dispositifs de préhension.

Enfin, l'invention peut s'appliquer à la préhension et à la manutention d'assemblages combustibles de tout type pour un réacteur nucléaire refroidi à l'eau légère ou pour des réacteurs nucléaires d'autres types.

Claims (1)

REVENDICATIONS 1 .- Dispositif de préhension et de manutention d'un assemblage combustible d'un réacteur nucléaire constitue par un faisceau decrayons combustibles paralleles (2) disposés suivant la direction longitudinale de l'assemblage et maintenus par des entretoises transversales (3) et par des embouts (5, 6) situes. chacun à une extrémité du faisceau, le dispositif comportant. de manière connue, une perche de manutention (21, 21', 21") verticale reliée à sa partie superieure à un moyen de déplacement dans au moins deux directions horizontales, situe au- dessus d'une piscine de stockage sous eau d'assemblages combustibles et, à sa partie inférieure, à des moyens de préhension (22, 55, 75) de l'assemblage placé sous eau dans la piscine, caractérisé par le fait que les moyens de préhension (22, 55, 75) sont reliés à l'extrémité inférieure de la perche (21, 21', 21") par l'-intermédiaire d'un joint universel (23, 23', 23") permettant de faire varier l'inclinaison de ces moyens de préhension par rapport à la verticale et comportant des élements d'articulation (25] 27 , 58,
1. 59) munis de moyens de serrage (30, 31 ; 61, 62) pour le maintien du joint (23, 23', 23") dans une position d'orientation déterminée assurant la préhension de l'assemblage (1) dans une position inclinée par rapport à la verticale.

   2.- Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que les moyens de préhension (22) sont constitués sous la forme d'une pince ayant deux mors (32, 33) pour effectuer la prise de l'embout (5) de l'assemblage (1) par l'un de ses cotés latéraux.

   3.- Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé par le fait que l'un des mors (32) est fixé à l'extrémité d'un axe (28a) reliée à l'extrémité inférieure de la perche de manutention (21) par l'intermédiaire d'un joint universel (23) et que l'autre mors (33) est monté glissant sur l'axe (28a) dans sa direction axiale, et commandé, pour des déplacements.

   axiaux en direction du premier mors (32) ou en sens inverse, par un moyen de serrage (34).

   4.- Dispositif suivant la revendication 3, caractérisé par le fait que le moyen de serrage (34) est constitué par un dispositif de rappel élastique (41) et un vérin (40) dont le corps est fixé sur l'un des mors (33) de la pince et la tige (44) reliée à l'autre mors (32), le dispositif de rappel élastique (41) étant intercalé entre le corps et la tige du vérin, de manière à réaliser le serrage de la pince, en l'absence de pression dans le vérin.

   5.- Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que les moyens de préhension (65) sont constitués par des mandrins expansibles (72) commandés pour leur expansion ou leur rétraction et fixés en des positions déterminées sur une plaque (64), de façon à entre introduits dans au moins quatre tubes-guides (4') d'un assemblage (1 ' ) dépourvu de son embout supérieur.

   6.- Dispositif suivant la revendication 5, caractérisé par le fait que les mandrins (72) sont actionnés par une tige (71) comportant une olive à son extrémité et reliée à la tige d'un vérin (70), rappelée en position d'expansion du mandrin par un moyen élastique (74), lorsque la chambre du vérin (70) n'est pas alimentée.

   7.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications -5 et 6, caractérisé par le fait que les mandrins (72) sont fixés de manière-amovible sur la plaque (64).

   8.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 5, 6 et 7, caractérisé par le fait qu'il comporte en outre un dispositif (66, 67) de centrage destiné à entre introduit dans- le tube-guide central (4'a) de l'assemblage. fixé sur la plaque-support (S4) des éléments de préhension (65).

   9.- Dispositif suivant la-revendication 1, caractérisé par le fait que 1 ensemble de préhension (75) est constitué par deux mandrins (86) fixés sur une plaque-support (84) dans des positions correspondant à la position de trous de préhension de l'embout supérieur (5") de l'assemblage combustible (1") et par un ensemble d'actionnement des mandrins (8) pour leu-r expansion ou leur rétraction.

   10.- Procédé de préhension et de manutention d'un assemblage combustible d'un réacteur nucléaire refroidi à l'eau legere constitué par un faisceau de crayons combustibles parallèles disposés suivant la direction longitudinale de l'assemblage et maintenus par des entretoises transversales et par deux embouts situés chacun à une extrémité du faisceau, l assembla- ge étant dans une position inclinée par rapport à la verticale, à l'intérieur d'une piscine de stockage sous eau, caractérisé par le fait - qu'on détermine l'inclinaison de l'assemblage par des mesures sous eau, - qu'on règle et qu-'on fixe l'orientation d'un ensemble de préhension (22, 55, 75) de l'assemblage (1) par rapport à l'axe d'une perche de manutention verticale (21, 21', 21"), au-dessus du niveau supérieur de la piscine et en fonction de la détermination de l'inclinaison de l'assemblage, - qu'on introduit l'outil de préhension (22, 55, 75), à l'intérieur de la piscine, jusqu'au voisinage de la partie supérieure de l'assemblage (1, 1', 1"), dans sa position d'inclinaison réglée, - qu'on réalise l'engagement des éléments de préhension (32, 33, 72, 86) de l'ensemble de préhension (22, 55, 75) sur les éléments correspondants de l'assemblage, en visualisant l'opération sur un écran vidéo audessus de la piscine, - et qu'on réalise la mise en position de prise des éléments de préhension (32, 33, 72, 86), avant d'effectuer le levage de l'assemblage.

   11,- Procédé suivant la revendication 10, caractérisé par le fait qu'on détermine l'inclinaison de l'assemblage (1") en mettant en contact avec sa partie supérieure, une surface plane d'une plaque (91) fixée sur la partie inférieure (88) du joint universel (23"), puis qu'on bloque le joint universel (23") dans sa position obtenue après mise en contact de la surface plane avec l'assemblage, enfin qu'on fixe un ensemble de préhension à la partie inférieure (88 > du joint (23") en remplacement de la plaque (91).

   12.- Procédé suivant la revendication 11, caractérisé par le fait que la surface plane est définie par au moins trois plots (92) solidaires de la plaque (91).

   13.- Procédé suivant l'une des revendications 10, 11 et 12, caractérisé par le fait qu'après la mise en position de prise des éléments de préhension (32, 33, 72, 86), on soulève l'assemblage combustible (1") relié à la perche de manutention (21") par.

   un joint universel (23"), de manière que l'assemblage prenne librement une position verticale et qu'on dépo- se l'assemblage en position verticale dans un alvéole de stockage.