FR2717943A1 - Procédé de remplacement d'une broche de centrage d'un assemblage combustible et broche de centrage. - Google Patents
Procédé de remplacement d'une broche de centrage d'un assemblage combustible et broche de centrage. Download PDFInfo
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Abstract
On coupe le pion (28a) de la broche de centrage (26) pour le séparer du fût (28b). On élimine par usinage par le dessous de la plaque supérieure de cœur (3) une partie du fût (28b) de la broche (26) comportant un épaulement d'appui sur la plaque (3). On usine la plaque supérieure de cœur (3) pour obtenir une cavité (36) de réception et d'appui d'une broche de remplacement (26). On réalise l'extraction de la partie restante du fût (28b) de la broche (26) après évidement du fût (28b). On introduit une broche de remplacement (26) dans l'alésage (10) de la plaque supérieure de cœur (3) et on fixe la broche de remplacement sur la plaque supérieure de coeur (3). De préférence, la broche (26) comporte un flasque (34) destiné à venir en appui sur une surface plane à l'intérieur de la cavité (36) de la plaque supérieure de cœur (3) et une section (32) à diamètre réduit.
Description
L'invention concerne un procédé et un dispositif de remplacement d'une broche de centrage d'un assemblage combustible fixée sur la plaque supérieure de coeur (PSC) d'un réacteur nucléaire à eau sous pression.
L'invention concerne également une broche de centrage de remplacement destinée à être mise en place par le dessous de la PSC et fixée sur la PSC.
Les réacteurs nucléaires à eau sous pression comportent un coeur constitué par des assemblages combustibles de forme prismatique juxtaposés et placés avec leurs axes dans la direction verticale. Le coeur disposé à l'intérieur de la cuve du réacteur est placé en-dessous d'une structure appelée équipements internes supérSeurs.
Les équipements internes supérieurs comportent en particulier, à leur partie inférieure, une plaque plane comportant des broches de centrage s'insérant dans la partie supérieure des assemblages combustibles dont elle assure le maintien dans la direction axiale.
Le maintien en position des assemblages combustibles par rapport à la plaque supérieure de coeur est assuré par des broches de centrage dont une partie constituant un pion de centrage est saillante en-dessous de la plaque supérieure de coeur et vient s'engager, lors de la mise en place des équipements internes supérieurs, dans des ouvertures correspondantes prévues dans l'embout supérieur des assemblages combustibles.
Au cours des phases d'arrêt du réacteur nucléaire, par exemple pour le rechargement du coeur et pour l'entretien ou la réparation de composants, on est amené à sortir les équipements internes supérieurs de la cuve pour les placer sur un stand de stockage disposé dans la piscine du réacteur. Pendant la manutention des équipements internes supérieurs, il peut se produire des incidents se traduisant par une détérioration des pions de centrage des broches, en saillie par rapport à la plaque supérieure de coeur, à la partie inférieure des équipements internes.
Il est alors nécessaire d'effectuer une intervention sur les broches de centrage détériorées afin de permettre la remise en place de la plaque supérieure de coeur et des équipements internes supérieurs au-dessus du coeur, à l'issue des opérations de rechargement ou d'entretien.
Cette intervention peut consister à sectionner sous eau, par une opération commandée à distance, la partie saillante des broches de centrage détériorées. La plaque supérieure peut être remise en place mais la suppression de broches de centrage risque d'entraîner un maintien défectueux de certains assemblages combustibles.
On connaît également un procédé de remplacement de broches de centrage détériorées qui est mis en oeuvre après avoir retourné les équipements internes supérieurs, à l'intérieur de la piscine, de façon à placer la plaque supérieure de coeur en position supérieure, sous une faible hauteur d'eau. L'intervention qui a lieu sur le stand de stockage et d'entretien des équipements internes supérieurs consiste à usiner et à extraire les broches détériorées de manière manuelle puis à remettre en place et à fixer les broches de remplacement. Le contrôle et la conduite des opérations sont facilités dans la mesure où la zone d'intervention est rendue accessible.
Ce procédé nécessitant de retourner les équipements internes supérieurs sur leur stand n'a pu être mis en oeuvre que dans le cas où les équipements internes présentent une hauteur relativement faible.
Dans les demandes de brevet n"s 91-01956 et 9101959, on a décrit des procédés et dispositifs de remplacement de broches de centrage permettant d'effectuer le remplacement de broches détériorées sur les équipements internes supérieurs disposés dans leur position normale sur leur stand de stockage dans la piscine du réacteur, c'est-à-dire de manière telle que la plaque supérieure de coeur se trouve à la partie inférieure des équipements internes et au-dessus du fond de la piscine du réacteur.
Les pions des broches de centrage en saillie par rapport à la face inférieure de la plaque supérieure de coeur sont alors dirigés vers le fond de la piscine du réacteur.
Les broches de centrage qui comportent en plus de leur partie en saillie par rapport à la plaque supérieure du coeur constituant le pion de centrage proprement dit, un fût engagé dans un alésage traversant la plaque supérieure de coeur sont généralement fixées sur la plaque supérieure de coeur par un écrou engagé sur une partie filetée du fût de la broche, par le dessus de la plaque supérieure de coeur et en appui sur un épaulement de l'alésage traversant la plaque supérieure de coeur.
Le fût comporte une partie soigneusement usinée qui vient s'engager dans une partie de l'alésage traversant la plaque supérieure de coeur, de manière à assurer l'alignement axial du pion. Cette partie du fût de la broche peut être usinée à un diamètre légèrement supérieur au diamètre de la partie de l'alésage destinée à la recevoir, l'emmanchement du fût de la broche de centrage dans la plaque supérieure de coeur étant réalisé en usine, après avoir porté la broche à la température de l'azote liquide.
Dans ce cas, la broche de centrage est donc maintenue et fixée sur la plaque supérieure de coeur, à la fois par frettage du fût dans l'alésage et fixation complémentaire par l'écrou.
De manière à être imperdable, l'écrou peut être fixé après serrage sur la plaque supérieure de coeur ou sur le fût de la broche, par des points de soudure ou par des parties déformables qui sont engagées et serties dans des cavités de la plaque supérieure de coeur ou de la broche de centrage.
Pour effectuer le remplacement d'une broche de centrage détériorée, on a proposé dans les demandes de brevet mentionnées plus haut, de réaliser par le dessus de la plaque supérieure de coeur, un usinage de l'écrou et de la broche permettant de séparer l'écrou du fût de la broche et d'extraire le fût de la broche de la plaque supérieure de coeur, par traction sur le pion de centrage par le dessous de la plaque supérieure de coeur.
L'usinage de l'écrou et du fût de la broche par le dessus de la plaque supérieure de coeur peut présenter certaines difficultés, dans la mesure où les équipements internes supérieurs comportent, au-dessus de la plaque supérieure de coeur, des tubes-guides des barres de commande du réacteur nucléaire et des entretoises disposées avec leurs axes parallèles entre eux et perpendiculaires à la plaque supérieure de coeur, ces éléments étant faiblement espacés.
Pour accéder à la face supérieure de la PSC, pour effectuer l'usinage du fût de la broche de centrage, il est nécessaire de démonter un tube-guide et de placer un support d'outillage à la plaque du tube-guide, sur lequel un outillage est mis en place pour réaliser l'usinage du fût de la broche de centrage.
Cet usinage peut présenter certaines difficultés en particulier dans le cas où le fût de la broche de centrage a été monté à la température de l'azote liquide dans l'alésage traversant la plaque tubulaire, puisqu'il est alors nécessaire d'aléser la partie centrale du fût serti dans l'alésage de la PSC, jusqu'à ce que le fût ne comporte plus qu'une mince paroi tubulaire maintenue par sertissage dans l'alésage de la PSC. I1 peut être de plus nécessaire d'effectuer une saignée dans l'épaisseur de la paroi restante du fût avant de réaliser l'extraction de la broche de centrage par le dessous de la PSC.
I1 est donc nécessaire d'aléser le fût suivant un axe d'alésage défini avec une très grande précision et confondu avec l'axe de l'alésage traversant la PSC, pour éviter de détériorer la paroi intérieure de l'alésage de la PSC, en fin d'usinage de la partie sertie du fût de la broche de centrage.
En outre, le pion de centrage de la broche détériorée peut présenter une certaine inclinaison, par rapport à la direction axiale de l'alésage de la plaque supérieure de coeur, de sorte qu'il peut être difficile d'assurer sa prise sous la plaque supérieure de coeur et l'extraction de la partie résiduelle de la broche de centrage.
En outre, les broches de centrage connues de l'art antérieur, qu'il s'agisse de broches fixées sur la plaque supérieure de coeur au moment de la construction du réacteur nucléaire ou de broches de remplacement, présentent un épaulement venant en appui contre la face infé- rieure de la plaque supérieure de coeur du réacteur autour de l'alésage traversant la plaque supérieure de coeur.
Lors d'un choc subi par le pion de centrage qui peut entraîner une flexion de ce pion sous la plaque supérieure de coeur, la face inférieure de la plaque supérieure de coeur peut être endommagée dans la zone située autour de l'alésage, de sorte que la broche de remplacement vient en appui sur la plaque supérieure de coeur, sur une surface dont la planéité est défectueuse. I1 peut en résulter un défaut de positionnement de la broche de centrage en alignement.
La partie de la broche de centrage en saillie sous la plaque supérieure de coeur qui constitue le pion de centrage destiné à venir s'engager dans un embout supérieur d'assemblage combustible est en appui sur la face inférieure de la plaque supérieure de coeur par un épaulement. Le pion de centrage présente une section supérieure à la section du fût de la broche de centrage engagé dans la plaque supérieure de coeur.
Lorsque le pion de centrage subit un choc, la broche a tendance à se plier dans une zone de jonction entre la partie constituant le pion et la partie constituant le fût, au-dessus de l'épaulement d'appui de la broche de centrage sur la plaque supérieure de coeur. Il peut en résulter un endommagement de l'alésage de la plaque supérieure de coeur et des difficultés de mise en oeuvre d'une opération de découpage lorsqu'on veut séparer le pion de centrage du fût de la broche.
Les procédés de remplacement des broches de centrage de la plaque supérieure de coeur d'un réacteur nucléaire à eau sous pression nécessitent donc la mise en oeuvre d'opérations d'usinage difficiles à réaliser et les broches de remplacement utilisées jusqu'ici sont susceptibles de détériorer la face inférieure de la plaque supérieure de coeur, en cas de choc avec un obstacle pendant le transport des équipements internes supérieurs.
Le but de l'invention est donc de proposer un procédé de remplacement d'une broche de centrage d'un assemblage combustible fixée sur la plaque supérieure de coeur d'un réacteur nucléaire à eau sous pression, constituant la partie inférieure d'une structure appelée équipements internes supérieurs du réacteur, la broche comportant un corps ayant une première partie constituant un pion de centrage en saillie sous la plaque supérieure de coeur et une seconde partie constituant un fût engagé dans un alésage traversant la plaque supérieure de coeur et ayant une partie filetée sur laquelle est engagé un écrou de fixation de la broche sur la plaque supérieure de coeur, le remplacement étant effectué avec les équipements internes disposés sous eau et la face de la plaque supé rieure de coeur sur laquelle les pions sont saillants étant disposée horizontalement au-dessus du fond de la piscine, ce procédé permettant de réaliser le remplacement de la broche de centrage de manière plus simple et plus rapide et dans des conditions plus sûres.
Dans ce but
- on coupe le pion de centrage pour le séparer du fût par le dessous de la plaque supérieure de coeur,
- on élimine par usinage par le dessous de la plaque supérieure de coeur une partie du corps de la broche comportant un épaulement d'appui sur la plaque supérieure de coeur et une partie du fût engagée dans l'ouverture de la plaque supérieure de coeur,
- on usine la plaque supérieure de coeur par le dessous pour obtenir une cavité de réception et d'appui d'une partie d'une broche de remplacement, communiquant avec l'alésage de la plaque supérieure de coeur,
- on réalise l'extraction du fût de la plaque supérieure de coeur par poussée par le dessous de la plaque supérieure de coeur,
- on récupère le pion de centrage par le dessous de la plaque supérieure de coeur et le fût par le dessus de la plaque supérieure de coeur,
- on introduit une broche de remplacement dans l'alésage de la plaque supérieure de coeur de manière qu'elle vienne en appui par un épaulement sur une partie de la cavité, à l'intérieur de la plaque supérieure de coeur, par le dessous de la plaque supérieure de coeur, et
- on fixe la broche de remplacement par le dessus de la plaque supérieure de coeur par vissage d'un écrou sur une partie filetée de la broche de remplacement, à l'intérieur de l'ouverture de la plaque supérieure de coeur.
- on coupe le pion de centrage pour le séparer du fût par le dessous de la plaque supérieure de coeur,
- on élimine par usinage par le dessous de la plaque supérieure de coeur une partie du corps de la broche comportant un épaulement d'appui sur la plaque supérieure de coeur et une partie du fût engagée dans l'ouverture de la plaque supérieure de coeur,
- on usine la plaque supérieure de coeur par le dessous pour obtenir une cavité de réception et d'appui d'une partie d'une broche de remplacement, communiquant avec l'alésage de la plaque supérieure de coeur,
- on réalise l'extraction du fût de la plaque supérieure de coeur par poussée par le dessous de la plaque supérieure de coeur,
- on récupère le pion de centrage par le dessous de la plaque supérieure de coeur et le fût par le dessus de la plaque supérieure de coeur,
- on introduit une broche de remplacement dans l'alésage de la plaque supérieure de coeur de manière qu'elle vienne en appui par un épaulement sur une partie de la cavité, à l'intérieur de la plaque supérieure de coeur, par le dessous de la plaque supérieure de coeur, et
- on fixe la broche de remplacement par le dessus de la plaque supérieure de coeur par vissage d'un écrou sur une partie filetée de la broche de remplacement, à l'intérieur de l'ouverture de la plaque supérieure de coeur.
L'invention concerne également une broche de centrage permettant d'éviter toute détérioration de la plaque supérieure de coeur en cas de choc de cette broche, lors de la manutention des équipements internes supérieurs.
Afin de bien faire comprendre l'invention, on va maintenant décrire, à titre d'exemple non limitatif, en se référant aux figures jointes en annexe, un mode de réalisation du procédé de remplacement suivant l'invention et les dispositifs utilisés pour ce remplacement ainsi que deux modes de réalisation d'une broche de centrage suivant l'invention.
La figure 1 est une vue en élévation des équipements internes d'un réacteur nucléaire à eau sous pression dans leur position normale d'utilisation ou dans leur position de remplacement d'une broche de centrage.
La figure 2 est une vue en coupe d'une broche des équipements internes de la figure 1.
La figure 3 est une vue de dessus d'une partie de la plaque supérieure de coeur des équipements internes supérieurs représentés sur la figure 1.
La figure 4 est une vue agrandie du détail 4 de la figure 3.
La figure 5 est une vue schématique générale des dispositifs utilisés pour effectuer le remplacement d'une broche de centrage.
La figure 6 est une vue en élévation et en coupe partielle d'une broche de centrage suivant l'invention et suivant un premier mode de réalisation.
La figure 7 est une vue en élévation et en coupe partielle d'une broche de remplacement suivant l'invention et suivant un second mode de réalisation.
Sur la figure 1, on voit les équipements internes supérieurs d'un réacteur nucléaire à eau sous pression désignés de manière générale par le repère 1.
Les équipements internes supérieurs 1 sont constitués par une structure comportant une plaque supé rieure 2 et une plaque inférieure 3 parallèles entre elles et horizontales reliées par des colonnes-entretoises verticales 7.
La plaque 3 qui constitue la plaque supérieure de coeur (PSC) du réacteur nucléaire est suspendue, par l'intermédiaire des colonnes-entretoises 7, à la plaque supérieure 2 reposant, à l'intérieur de la cuve du réacteur, sur une bride de fixation des équipements internes inférieurs du réacteur.
La plaque 2 constitue une plaque de support des équipements internes supérieurs sur laquelle reposent les parties supérieures 4a de guide de grappes 4 dont la partie inférieure 4b repose sur la plaque supérieure de coeur 3 et s'étend verticalement entre la plaque support 2 et la plaque supérieure de coeur 3.
Les guides de grappes 4 permettent de réaliser le guidage de grappes de contrôle de la réactivité du coeur du réacteur et de prolongateurs auxquels sont suspendus ces grappes de contrôle. Les grappes de contrôle constituées par des crayons absorbants sont introduites dans des assemblages combustibles disposés à la verticale et en-dessous des guides de grappes 4, lorsque les équipements internes supérieurs sont en place dans la cuve audessus du coeur.
Les broches de centrage 6 sont fixées sur la plaque supérieure de coeur 3 et comportent des parties en saillie sous la face inférieure de la plaque supérieure de coeur 3 constituant des pions de centrage destinés à venir s'introduire dans des ouvertures des embouts supérieurs des assemblages combustibles du coeur, lors de la mise en place des équipements internes 1 au-dessus du coeur, à l'intérieur de la cuve du réacteur nucléaire.
Pour effectuer le rechargement du coeur d'un réacteur nucléaire par remplacement d'assemblages usages par des assemblages neufs, on extrait les équipements internes supérieurs 1 de la cuve du réacteur pour venir les déposer sur un stand de stockage reposant sur une partie du fond de la piscine du réacteur nucléaire, le stand de stockage comportant des colonnes de support sur lesquelles vient reposer la plaque supérieure 2 des équipements internes supérieurs 1.
Lorsque les équipements internes supérieurs 1 sont disposés sur le stand de stockage, les pions de centrage des broches 6 saillant en-dessous de la plaque supérieure de coeur 3 se trouvent à une certaine distance au-dessus du fond 5 de la piscine du réacteur.
Lors de la manutention des équipements internes 1, la partie saillante de certaines des broches de centrage 6 peut venir heurter un obstacle, de sorte que cette partie saillante des broches ayant subi un choc peut se trouver déformée.
On effectue le contrôle des pions de centrage des broches 6 et éventuellement la coupe ou le remplacement des pions défectueux, sur le stand de stockage des équipements internes 1. Du fait que les parties saillantes des broches 6 sont disposées à une certaine distance audessus du fond 5 de la piscine, il est possible de réali ser certaines opérations né nécessaires au remplacement par le dessous des équipements internes supérieurs, en utilisant un chariot 15 se déplaçant sur le sol 5 de la piscine du réacteur (voir figure 5).
Sur la figure 2, on voit une broche de centrage 6 dont le corps 8 est engagé et fixé dans une ouverture 10 traversant la plaque supérieure de coeur 3.
Le corps 8 de la broche 6 comporte une partie 8a en saillie en-dessous de la face inférieure de la plaque supérieure de coeur 3 constituant le pion de centrage de la broche destinée à venir s'engager dans une ouverture d'un embout supérieur d'assemblage combustible, un fût 8b engagé dans l'ouverture 10 et une partie filetée 8c d'ex trémité sur laquelle est vissé un écrou de fixation 9 venant en appui sur un épaulement à l'intérieur de la plaque tubulaire 3.
Le fût 8b du corps 8 de la broche 6 est parfaitement ajusté à l'intérieur de l'ouverture 10, de manière à assurer la mise en place et l'alignement axial du corps 8 de la broche 6.
Le diamètre nominal du fût 8b peut être très légèrement supérieur au diamètre de l'alésage 10, le corps 8 de la broche de centrage étant engagé à l'intérieur de l'ouverture 10 à la température de l'azote liquide.
Lorsque le corps 8 de la broche 6 revient à la température ambiante, le fût 8b se trouve fixé par frettage à l'intérieur de la plaque supérieure de coeur 3.
L'écrou 9 est vissé sur la partie supérieure 8c du corps 8 de la broche aussitôt après l'engagement de la broche dans l'ouverture de la plaque supérieure de coeur, afin de plaquer l'épaulement du pion 8a contre la plaque supérieure de coeur. L'écrou 9 vient s'engager avec jeu dans une cavité constituant la partie supérieure à diamètre élargi de l'ouverture 10. L'écrou 9 vient en appui à l'intérieur de la plaque supérieure de coeur 3, sur un épaulement séparant les deux parties successives de l'alésage 10 ayant des diamètres différents.
La fixation de l'écrou 9 sur le corps 8 de la broche 6 est complétée par des points de soudure 11 qui permettent de rendre l'écrou 9 indéserrable.
Comme il est visible sur la figure 3, la plaque supérieure de coeur 3 est percée d'ouvertures à section carrée 12 au niveau de chacune desquelles peut être fixé un tube-guide 4 d'une barre de commande de la réactivité du coeur du réacteur nucléaire.
Les ouvertures 12 de passage des barres de commande dans un assemblage du coeur sont disposées suivant un réseau à mailles carrées, à l'intérieur duquel sont intercalées les entretoises 7 assurant la jonction entre la plaque supérieure de coeur 3 et la plaque supérieure 2 des équipements internes 1.
Chacune des entretoises 7 comporte une bride inférieure 13 venant reposer sur la face supérieure de la plaque supérieure de coeur 3 au niveau d'ouvertures permettant la fixation de l'entretoise. Les sections transversales des tubes-guides 4 et des entretoises 7 constituent un réseau serré sur la plaque supérieure de coeur 3.
Les broches de centrage 6 sont disposées dans des interstices du réseau des sections de support des tubes-guides 4 et des entretoises 7, de manière à pouvoir être fixées dans des parties libres de la plaque supérieure de coeur 3.
I1 est nécessaire de prévoir deux broches de centrage pour chacun des assemblages du coeur, de manière à assurer un positionnement parfait des assemblages l'un par rapport à l'autre et dans l'alignement des axes verticaux de déplacement des barres de commande.
Les broches de centrage 6 doivent donc être réparties de manière à se trouver à l'aplomb des ouvertures des embouts supérieurs des assemblages combustibles à section carrée qui sont juxtaposés à l'intérieur du coeur.
Du fait de la présence des brides 13 des entretoises 7 des équipements internes supérieurs, des broches telles que 6a et 6b (figure 4) se trouvent dans des positions très proches ou même à l'aplomb d'une partie des brides 13, de sorte qu'une intervention pour le remplacement de ces broches 6a et 6b peut être gêné par la présence de la bride 13.
Lors d'une opération de remplacement d'une broche telle que 6a et 6b, il est donc nécessaire, comme il sera expliqué plus loin, d'effectuer un certain usinage de la bride 13 pour pouvoir extraire la broche ou accèder à sa partie supérieure.
L'usinage d'une bride 13 situé au voisinage ou à l'aplomb d'une broche de centrage est bien sûr réalisé par le dessus de la plaque supérieure de coeur 3.
Sur la figure 5, on a représenté de manière très schématique, les dispositifs permettant de réaliser les différentes opérations nécessaires pour le remplacement d'une broche de centrage fixée dans une plaque supérieure de coeur 3, par le dessous et par le dessus de la plaque supérieure de coeur 3.
Les dispositifs nécessaires pour effectuer les opérations par le dessous sont représentés sur la figure 5, au-dessous de la plaque supérieure de coeur 3 et les dispositifs nécessaires pour effectuer les opérations par le dessus de la plaque supérieure de coeur 3 sont représentés sur la figure 5, au-dessus de la plaque supérieure de coeur 3.
Les opérations réalisées par le dessous de la plaque supérieure de coeur 3 des équipements internes 1 reposant sur leur stand de stockage nécessitent l'utilisation d'un chariot télécommandé 15 pouvant se déplacer de manière parfaitement contrôlée sur le fond 5 de la piscine du réacteur, en-dessous de la plaque supérieure de coeur 3, à l'aide d'un quadrillage tracé en fond de piscine dont le maillage correspond à celui des tubes-guides sur les équipements internes supérieurs.
On a représenté de manière schématique, à la suite du chariot 15, dans une direction horizontale, endessous de la plaque supérieure de coeur 3, les différents outils qui sont nécessaires pour réaliser par le dessous de la plaque supérieure de coeur 3, les différentes operations successives mises en oeuvre lors du remplacement d'une broche de centrage. Les outils représentés endes sous de la plaque supérieure de coeur 3 sont destinés à être montés successivement sur le chariot 15 pour être placés de manière très précise en position de travail au niveau de la broche de centrage à remplacer.
Ces outils comportent un dispositif de coupe mécanique 16, un outil d'électroérosion 17, un outil d'extraction par poussée 18, un outil d'alésage 19 et un outil 20 d'introduction d'un pion de remplacement.
Les outils d'intervention par le dessus de la plaque supérieure de coeur 3 sont mis en oeuvre en utilisant un tube d'introduction et de positionnement d'outils 14 qui peut être mis en place sur la plaque supérieure de coeur 3, à la place d'un tube-guide d'une barre de commande qui a été démonté préalablement.
Comme il sera expliqué plus loin, le tube d'introduction et de positionnement d'outils comporte des moyens permettant de déplacer des outils dans la direction axiale du tube 14 et dans une direction transversale, de manière à faire intervenir les outils, au-dessus des broches de guidage 6 disposées autour de la position du tube-guide 4 qui a été démonté et remplacé par le tube d'introduction et de positionnement d'outils 14.
Les outils qui peuvent être mis en place par le tube 14 sont successivement un outil de contrôle télévisuel 21, un outil d'usinage par électroérosion 22, un outil de récupération du fût de la broche 23, un outil de vissage et de serrage d'écrou 24 et un outil de sertissage 25 d'une partie déformable de l'écrou.
Le procédé suivant l'invention est mis en oeuvre par des opérations successives par le dessus ou par le dessous de la plaque supérieure de coeur 3, après repérage d'une broche de centrage détériorée.
Après repérage d'une broche de centrage présentant un pion ayant subi une certaine déformation, on peut réaliser la découpe du pion de centrage déformé le plus près possible de la face inférieure de la plaque supérieure de coeur 3, en utilisant un dispositif de découpe mécanique 16 porté par le chariot 15 se déplaçant sur le fond de la piscine. Le dispositif de coupe mécanique 16 peut être d'un type classique utilisé dans le cas où l'on effectue la coupe des pions de centrage déformés sans remplacement de la broche. Cet outil peut être constitué par exemple par une meule, une fraise ou une scie circulaire fixée à l'extrémité d'un arbre vertical entraîné en rotation par un moteur.
On peut ensuite démonter un tube-guide des équipements internes supérieurs pour le remplacer par un tube 14 d'introduction et de positionnement d'outils, à proximité de la broche dont on veut effectuer le remplacement.
On effectue ensuite une inspection télévisuelle de la broche à remplacer, par le dessus de la plaque supérieure de coeur 3, en utilisant un outil d'inspection et de contrôle télévisuels 21 mis en place au-dessus de la broche par le tube 14. L'inspection télévisuelle permet de déterminer si le remplacement de la broche de centrage nécessite l'usinage d'une bride 13 d'une entretoise, audessus ou au voisinage de l'extrémité supérieure de la broche. Lorsque l'usinage d'une bride est nécessaire, cet usinage est effectué par le dessus de la plaque supérieure de coeur 3 en utilisant un outil d'usinage par électroero- sion 22 qui est mis en place en utilisant le tube 14.
On utilise alors l'outil d'usinage par électroérosion 17 monté sur le chariot 15 qui permet sa mise en place à l'aplomb de la broche 6 dont le pion de centrage a été précédemment sectionné, pour aléser le fût 8b du corps 8 de la broche 6 (voir figure 2), après découpage et récupération du pion de centrage déformé 8a par le dessous de la plaque 3.
Le fût 8b du corps 8 de la broche 6 restant dans l'alésage de la PSC 3 est ensuite alésé de manière à ne laisser subsister à l'intérieur de l'alésage 10 qu'une paroi tubulaire de faible épaisseur. On utilise également l'outil d'usinage par électroérosion 17 pour usiner, dans la plaque 3, une cavité communiquant avec l'alésage 10 à partir de la face inférieure de la plaque supérieure de coeur 3, comme il sera expliqué plus loin.
L'usinage par électroérosion du corps 8 de la broche de centrage 6 permet également de séparer la partie restante éventuelle du pion de centrage 8a du fût 8b, au niveau d'une gorge 8d séparant le pion de centrage 8a du fût 8b. La partie restante du pion de centrage 8a est éliminée sous la forme d'un anneau qui vient s'engager sur l'électrode de l'outil d'usinage par électroérosion.
On effectue ensuite l'extraction de la partie restante du fût 8b et de l'écrou 9 de la broche de centrage 6 en utilisant l'outil d'extraction par poussée 18 qui est monté sur le chariot 15 permettant sa mise en place sous la broche de centrage 6. L'outil d'extraction peut être constitué par un vérin dont le corps porté dans une disposition verticale par le chariot comporte un talon d'appui venant en contact avec le fond 5 de la piscine pour reprendre les efforts engendrés par la poussée et éviter de poinçonner la tôle en acier inoxydable recouvrant le fond de la piscine. La tige de vérin vient s'engager dans la partie usinée du fût 8b du corps de la broche.
L'extraction est réalisée par poussée sur la partie restante du fût 8b qui peut être encore fixée par sertissage à l'intérieur de l'alésage 10.
La partie restante du fût qui a été extraite par poussée de l'ouverture traversant la plaque supérieure de coeur 3 est récupérée par l'outil de récupération 23 monté sur le tube porte-outil 14 au-dessus de la plaque supérieure de coeur 3.
La partie restante du fût et l'écrou qui ont été extraits par poussée et récupérés sont déposés dans un conteneur de stockage.
Dans le cas où la mesure de l'effort d'extraction et/ou le contrôle télévisuel montrent qu'il y a eu un grippage ou un arrachement de métal dans l'alésage, on utilise l'outil d'usinage par alésage 19 monté sur le chariot 15 pour réaléser l'ouverture traversant la plaque supérieure de coeur 3 de laquelle on vient d'extraire la partie restante du fût.
On utili remplacement qui peuvent être utilisés de manière avantageuse dans le cadre du procédé selon l'invention.
La broche de centrage de remplacement 26 selon le premier mode de réalisation qui est représentée sur la figure 6 après sa fixation sur la plaque supérieure de coeur 3 comporte un corps 28 et un écrou 29 engagé et vissé sur la partie d'extrémité du corps 28 pour assurer la fixation du corps 28 de la broche de centrage 26 dans l'alésage 10 traversant la plaque supérieure de coeur 3.
Le corps 28 comporte une partie inférieure 28a en saillie sous la face inférieure de la plaque supérieure de coeur 3, lorsque la broche est engagée et fixée dans l'ouverture 10. La partie 28a du corps 28 de la broche 26 constitue le pion de centrage proprement dit destiné à venir s'engager à l'intérieur d'une ouverture d'un embout supérieur 30 d'un assemblage combustible représenté sur la figure 6 où la broche de centrage 26 est représentée dans sa position de maintien et de centrage d'un assemblage combustible à l'intérieur de la cuve du réacteur nucléaire.
Le pion de centrage 28a de la broche de centrage 26 comporte une partie d'extrémité 31 de forme sensiblement tronconique ayant une extrémité arrondie, de manière à faciliter l'introduction du pion de centrage 28a à l'intérieur de l'ouverture 30 de l'embout de l'assemblage combustible, au moment de la mise en place de la plaque supérieure 3 à l'intérieur de la cuve, au-dessus du coeur du réacteur.
Le pion de centrage 28a comporte dans sa partie supérieure opposée à l'extrémité d'introduction 31, une section de rupture 32 tenant lieu de "fusible" dont le diamètre est sensiblement inférieur au diamètre de la partie courante du pion de centrage 28a située entre la partie d'extrémité 31 et la section de rupture 32. La section de rupture 32 est séparée de la partie courante du pion de centrage 28a par une partie de forme tronconique.
Cette partie "fusible" permet le pliage du pion sans endommagement de la portée de la PSC en cas d'incident.
Le fût 28b du corps 28 de la broche 26 comporte une partie de centrage 33 dont le diamètre est sensiblement égal au diamètre de l'alésage 10 traversant la plaque supérieure de coeur 3. Le diamètre nominal de la partie de centrage 33 du fût 28b est légèrement inférieur au diame- tre nominal de l'alésage 10, le fût 28b de la broche de centrage est engagé librement à l'intérieur de l'alésage 10.
Entre le pion de centrage 28a et le fût 28b de la broche 26, le corps 28 de la broche comporte un flasque d'appui 34 ayant un diamètre supérieur au diamètre du pion de centrage 28a et du fût 28b du corps 28 de la broche 26.
Entre le flasque 34 et la partie de centrage 33 du fût 28b, le corps 28 de la broche 26 comporte une gorge 35 analogue à la gorge 8d de la broche 8 selon l'art antérieur représentée sur la figure 2.
Le flasque 34 comporte une surface supérieure plane constituant l'épaulement d'appui du corps 28 de la broche 26 sur la plaque supérieure de coeur 3.
La plaque supérieure de coeur 3 est usinée sur sa face inférieure, pour présenter une cavité 36 de réception du flasque 34 autour de la partie inférieure de l'alésage 10 traversant la plaque supérieure de coeur 3.
Le fond annulaire 43 de la cavité 36 constitue la surface d'appui de la plaque 3 sur laquelle vient en appui l'épaulement supérieur du flasque 34.
Au-dessus de la partie de centrage 33, le fût 28b de la broche 26 comporte une partie filetée 37 séparée de la partie de centrage 33 par une partie de forme tronconique et une zone à section réduite. L'écrou 29 de fixation de la broche vient s'engager sur le filetage de la partie 37 pour assurer le maintien de la broche.
L'écrou 29 s'engage à l'intérieur d'une cavité cylindrique 38 existant dans la partie supérieure de la plaque 3. La cavité 38 est séparée de l'alésage 10 par un épaulement sur lequel l'écrou 29 vient en appui lors de la fixation de la broche 26 qui vient elle-même en appui sur le fond de la cavité cylindrique 36 par l'intermédiaire de l'épaulement supérieur du flasque 34.
Le fût 28b de la broche 26 comporte une partie d'extrémité 39 au-dessus de la partie filetée 37 qui comporte des cavités de direction axiale 41 dans lesquelles on peut réaliser le sertissage d'une virole déformable 40 solidaire de l'écrou 29.
La virole 40 peut être rapportée mécaniquement ou par soudage sur l'écrou 29 ou faire partie intégrante de l'écrou ; dans ce cas, l'écrou 29 et la virole 40 ne font qu'une seule pièce.
Après serrage de l'écrou 29 assurant la fixation de la broche 26, on réalise le blocage de cet écrou par sertissage de la virole 40 dans les cavités 41. La broche 26 est alors fixée de manière imperdable sur la plaque supérieure de coeur 3.
La broche 26 peut être fixée, par l'intermé- diaire de son fût 28b dans l'alésage 10 traversant la plaque supérieure de coeur 3 dans lequel était fixée une broche 6 selon l'art antérieur dont on a effectué l'extraction comme décrit précédemment.
On réalise l'usinage de la cavité cylindrique 36 de réception du flasque 34 de la broche de remplacement 26, par électroérosion, pendant l'opération d'alésage par électroérosion de la partie de centrage et de fixation du fût de la broche à remplacer.
Dans le cas où la surface inférieure de la plaque supérieure de coeur 3 a subi des détériorations du fait de la déformation lors d'un choc, du pion de centrage de la broche 8 à remplacer, l'usinage de la cavité 36 permet d'éliminer la partie détériorée de la surface inférieure de la plaque supérieure de coeur 3.
Lors de la mise en place et de la fixation de la broche de remplacement 26, 1'épaulement supérieur d'appui du flasque 34 vient en contact avec le fond de la cavité 36 qui a été soigneusement usiné par électroérosion et qui est parfaitement plan.
On pourra remarquer également que la profondeur d'usinage de la cavité 36 permet de positionner la broche de remplacement 26, dans la direction axiale de manière très précise.
Comme il a été indiqué plus haut, après un choc d'une broche de centrage solidaire des équipements internes sur un obstacle se traduisant par une déformation de la broche, il est nécessaire d'effectuer la coupe du pion de centrage déformé sous la plaque supérieure de coeur, soit pour permettre la remise en place de la plaque supérieure de coeur dans sa position au-dessus des assemblages sans remplacement de la broche détériorée, soit pour effectuer le remplacement de la broche détériorée, par exemple par le procédé suivant l'invention.
Dans le cas d'un choc subi par un pion tel que le pion de remplacement 26, la déformation se traduit par un pliage ou une rupture au niveau de la section 32 à diamètre réduit.
Dans le cas d'une rupture, la plaque supérieure de coeur 3 peut être éventuellement replacée au-dessus du coeur sans avoir à effectuer la coupe du pion détérioré.
En outre, lors du choc, la présence de la section à diamètre réduit 32 permet d'éviter une déformation du fût à l'intérieur de l'alésage 10 ou de l'alésage 10 lui-même ou de la surface d'appui 43 de la cavité 36.
Une opération ultérieure d'extraction de la broche 26 peut être effectuée après dévissage de l'écrou 29.
La broche de centrage 26 présente donc des avantages indépendamment d'une utilisation contre broche de remplacement d'une broche détériorée. On peut donc envisager l'utilisation de broches de ce type pour équiper une plaque supérieure de coeur d'un réacteur nucléaire dont on réalise la construction en usine.
Sur la figure 7, on a représenté un second mode de réalisation d'une broche 26' qui peut être mise en place dans l'alésage 10 traversant la plaque supérieure de coeur 3 d'un réacteur nucléaire, en remplacement d'une broche détériorée par un choc.
Les éléments correspondants sur les figures 6 et 7 sont désignés par les mêmes repères avec cependant le symbole L (prime) pour les éléments représentés sur la figure 7.
La broche 26' est analogue à la broche 26 et comporte en particulier un pion de centrage 28'a identique au pion de centrage 28a de la broche 26 et un fût comportant une partie filetée 37' et une partie d'extrémité 39' comportant des cavités dans lesquelles on peut réaliser le sertissage d'une virole déformable d'une pièce de blocage 40' solidaire d'un écrou 29' de fixation du corps 28' de la broche 26'.
La broche 26' comporte également une section de rupture 32' sensiblement analogue à la section de rupture 32 de la broche 26.
Cependant, à la différence de la broche 26, la broche 26' comporte un seul élément 42 de forme tronconique, entre la section de rupture 32' et la partie filetée 37' du fût de la broche pour réaliser aussi bien le centrage que la mise en appui de la broche 26' sur la plaque 3 dont l'alésage 10 est usiné pour présenter une partie 10' de forme tronconique assurant la ré réception de la partie tronconique 42 de la broche 26'.
La broche 26' présente sensiblement les mêmes avantages que la broche 26 aussi bien lorsqu'elle est utilisée comme broche de remplacement que lorsqu'elle est utilisée comme broche pour l'équipement d'une plaque supérieure de coeur d'un réacteur neuf.
Cependant, le démontage d'une broche à portée tronconique telle que la broche 26 nécessite un déblocage des parties tronconiques mâle et femelle qui sont serrées l'une contre l'autre du fait des contraintes de montage.
I1 est nécessaire soit de soumettre la partie supérieure de la broche à des chocs par le dessus, soit d'exercer une traction sur la broche par le dessous.
Le procédé suivant l'invention utilisé pour le remplacement de broches de centrage détériorées de la plaque supérieure de coeur d'un réacteur nucléaire à eau sous pression présente l'avantage d'éliminer dans un premier temps le pion de centrage sous la plaque supérieure de coeur, ce qui permet d'intervenir par le dessous de la plaque pour effectuer l'alésage du fût de la broche de centrage. On peut ensuite extraire par poussée le fat et l'écrou qui sont récupérés par le dessus de la plaque supérieure de coeur.
Cette façon de procéder s'est avérée plus rapide et plus facile à mettre en oeuvre qu'un usinage de la broche de centrage par le dessus suivi d'une extraction du pion de centrage par le dessous de la plaque.
En outre, le procédé suivant l'invention peut s'appliquer à tous les pions de la plaque supérieure de coeur, en tenant compte du fait qu'il est nécessaire d'usiner préalablement à l'extraction de certaines broches, une partie d'une bride d'une colonne-entretoise voisine de la broche.
Le procédé suivant l'invention s'applique en particulier aux pions de la plaque supérieure de coeur disposés à la périphérie de la plaque, en dehors de la partie de la plaque occupée par les tubes-guides et les entretoises. On utilise alors pour effectuer les opérations par le dessous et par le dessus de la plaque, un seul outillage comportant un support permettant de placer les outils d'intervention au-dessus ou en-dessous de la partie périphérique de la plaque.
Un tel outillage appelé Plateforme d'Outils pour
Pions Périphériques a été figuré au-dessus de l'outillage 14 sur la figure 5 et désigné par le repère 14'.
Pions Périphériques a été figuré au-dessus de l'outillage 14 sur la figure 5 et désigné par le repère 14'.
En outre, le procédé suivant l'invention peut s'appliquer aussi bien dans le cas où l'on effectue la réparation d'un grand nombre de broches de centrage que dans le cas où l'on effectue le remplacement de quelques broches uniquement.
L'invention ne se limite pas au mode de réalisation qui a été décrit.
C'est ainsi qu'on peut utiliser des outils par exemple d'usinage, d'un type différent des outils d'usinage par électroérosion qui ont été décrits.
Le procédé suivant l'invention peut être utilisé pour remplacer des broches défectueuses par des broches de remplacement d'un type amélioré tel que décrit plus haut ou par des broches de remplacement d'un type classique.
Les broches de remplacement qui ont été décrites peuvent être également utilisées pour équiper la plaque supérieure de coeur d'un réacteur neuf, lors de sa fabrication en usine.
Le support d'outil utilisé en-dessous de la plaque de support de coeur peut être différent du chariot qui a été décrit plus haut ; le support d'outil utilisé pour la mise en place d'outillages par le dessus de la plaque supérieure de coeur peut également avoir une forme différente de celle d'un tube qui est disposé à la place d'un tube-guide des équipements internes supérieurs du réacteur nucléaire notamment lorsqu'on opère sur les broches périphériques ; dans ce cas, le tube-guide n'est pas démonté et un outillage spécial est utilisé pour intervenir par "l'extérieur" de la PSC 3 sans être gêné ni par les tubes-guides ni par les colonnes-entretoises. Cet outil est utilisé pour les pions non accessibles depuis un tube-guide.
Enfin, le procédé et les broches suivant l'invention peuvent s'appliquer au cas de tout réacteur nucléaire refroidi par de l'eau comportant une plaque supérieure de coeur sur laquelle sont fixées des broches de centrage.
Claims (11)
1.- Procédé de remplacement d'une broche de centrage (6) d'un assemblage combustible fixée sur la plaque supérieure de coeur (3) (PSC) d'un réacteur nucléaire à eau sous pression, constituant la partie inférieure d'une structure (1) appelée équipements internes supérieurs du réacteur, la broche (6) comportant un corps (8) ayant une première partie constituant un pion de centrage (8a) en saillie sous la plaque supérieure de coeur (3) et une seconde partie constituant un fût (8b) engagé dans une ouverture (10) traversant la plaque supérieure de coeur (3) ayant une partie filetée (8c) sur laquelle est engagé un écrou de fixation (9) de la broche (6) sur la PSC (3), le remplacement étant effectué avec les équipements internes disposés sous eau et la face de la plaque supérieure de coeur (3) sur laquelle les pions (8a) sont saillants étant disposée horizontalement au-dessus du fond de la piscine, caractérisé par le fait
- qu'on coupe le pion de centrage (8a) pour le séparer du fût (8b) par le dessous de la plaque supérieure de coeur (3),
- qu'on élimine par usinage par le dessous de la plaque supérieure de coeur (3), une partie du corps (8) de la broche (6) comportant un épaulement d'appui sur la plaque de support de coeur (3) et une partie du fût engagée dans l'ouverture (10) de la plaque supérieure de coeur,
- qu'on usine la plaque supérieure de coeur par le dessous pour obtenir une cavité (10', 36) de réception et d'appui d'une partie d'une broche de remplacement (26, 26'), communiquant avec l'alésage (10) de la plaque supérieure de coeur (3),
- qu'on réalise l'extraction du corps (8) de la broche (6) de la plaque supérieure de coeur (3) par poussée sur le corps (8) de la broche (6) par le dessous de la plaque supérieure de coeur (3),
- qu'on récupère le pion de centrage (8a) par le dessous de la plaque supérieure de coeur et la partie restante du corps (8) de la broche (6) par le dessus de la plaque supérieure de coeur (3),
- qu'on introduit une broche de remplacement (26, 26') dans l'alésage (10) de la plaque supérieure de coeur (3), de manière qu'elle vienne en appui par un épaulement sur une partie de la cavité (10', 36), à l'inté- rieur de la plaque supérieure de coeur (3), par le dessous de la plaque supérieure de coeur (3), et
- qu'on fixe la broche de remplacement par le dessus de la plaque supérieure de coeur (3) par vissage d'un écrou (29, 29') sur une partie filetée (37, 37') de la broche de remplacement (26, 26'), à l'intérieur de l'ouverture (10, 10') de la plaque supérieure de coeur (3).
2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'on réalise une inspection et un contrôle télévisuels de la partie supérieure de la plaque supérieure de coeur (3) au voisinage de la broche de centrage (6) à remplacer pour déterminer si la présence d'un élément (13) reposant sur la surface supérieure de la plaque supérieure de coeur (3) est susceptible de gêner les opérations de remplacement, et que, dans le cas où un tel élément est présent, on réalise, par le dessus de la plaque supérieure de coeur, l'usinage de cet élément (13).
3.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que les opérations d'usinage sont réalisées par électroérosion.
4.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1, 2 et 3, caractérisé par le fait qu'avant d'introduire une broche de remplacement (26, 26') dans l'alésage (10, 10') de la plaque supérieure de coeur (3), on effectue un réalésage de l'ouverture (10, 10') de la plaque supérieure de coeur (3).
5.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait qu'on utilise des outils (16, 17, 18, 19, 20) portés par un chariot (15) se déplaçant sur le fond (5) d'une piscine dans laquelle sont disposés les équipements internes supérieurs (1) du réacteur, pour effectuer les étapes du procédé de remplacement par le dessous de la plaque supérieure de coeur (3).
6.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait qu'on utilise des outils (21, 22, 23, 24, 25) portés par un support tubulaire (14) fixé sur la face supérieure de la plaque supérieure de coeur (3), pour effectuer les étapes du procédé de remplacement par le dessus de la plaque supérieure de coeur (3).
7.- Procédé de remplacement suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait qu'on réalise de plus le blocage de l'écrou (29, 29') en rotation, par sertissage d'une virole déformable d'une pièce (40, 40') solidaire de l'écrou (29, 29') dans des cavités (41, 41') usinées dans une partie d'extrémité (39, 39') du corps (28) de la broche de remplacement (26, 26'), cette opération étant réalisée par le dessus de la plaque supérieure de coeur (3).
8.- Broche de centrage d'un assemblage combustible fixée sur la plaque supérieure de coeur (3) d'un réacteur nucléaire à eau sous pression, comportant un corps (28, 28') ayant une première partie (28a, 28'a) constituant un pion de centrage destiné à venir en saillie par rapport à une face inférieure de la plaque supérieure de coeur (3) et une seconde partie (28b, 28'b) constituant un fût engagé dans une ouverture (10, 10') traversant la plaque supérieure de coeur (3) ayant une partie filetée (37, 37') et un écrou (29, 29') de fixation du corps (28, 28') de la broche (26, 26') sur la plaque supérieure de coeur (3) destiné à être engagé sur la partie filetée (37, 37') du fût (28b, 28'b) de la broche (26, 26'), caractérisée par le fait que le fût (28b, 28'b) de la broche (26, 26') comporte une partie de centrage et d'appui (34, 42) destinée à venir dans une cavité (36, 10') à l'intérieur de la plaque supérieure de coeur (3) et que le pion de centrage (28a, 28'a) comporte une partie de rupture (32, 32') à diamètre réduit adjacente à la partie d'appui (34, 42) du fût (28b, 28'b).
9.- Broche de centrage suivant la revendication 8, caractérisée par le fait que la partie d'appui (34) du corps (28) de la broche (26) est constituée par un flasque (34) destiné à venir s'engager dans une cavité annulaire coaxiale à l'ouverture (10) de la plaque supérieure de coeur (3) débouchant sur la face inférieure de la plaque supérieure de coeur (3) et ayant un fond plat (43) à l'intérieur de la plaque supérieure de coeur (3) constituant une surface d'appui du flasque (34) à l'intérieur de la plaque supérieure de coeur (3).
10.- Broche de centrage suivant la revendication 9, caractérisée par le fait qu'elle comporte de plus une partie de centrage (33) de forme cylindrique destinée à venir à l'intérieur de l'ouverture (10) traversant la plaque supérieure de coeur (3) séparée du flasque (34) par une partie du corps (28) de la broche de centrage (26) comportant une gorge périphérique (35).
11.- Broche de centrage suivant la revendication 8, caractérisée par le fait que la partie d'appui (42) du corps (28') de la broche de centrage (26') comporte une surface extérieure de forme tronconique et constitue une partie de centrage et d'appui de la broche (26') destinee à venir en contact avec une partie de forme conique (10') de l'ouverture (10) traversant la plaque supérieure de coeur (3).
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