FR2754330A1 - Dispositif de nettoyage par jets d'eau sous haute pression, notamment nettoyage d'une plaque tubulaire de generateur de vapeur - Google Patents

Abstract

Ce dispositif est notamment destiné pour le nettoyage de boues s'accumulant sur une plaque tubulaire (6) d'un générateur de vapeur. Il est destiné à être introduit dans ce dernier par un trou d'oeil (20). Il comporte un outil de nettoyage muni d'au moins une buse (30) et associé à un rail-support (22), un tuyau (28) d'alimentation en liquide sous pression ainsi que des moyens (54) permettant de déplacer l'outil dans la direction longitudinale du rail-support. Il comporte en outre des moyens (50, 52, 74) permettant de déplacer l'outil de nettoyage dans une direction transversale par rapport au rail-support (22), en particulier verticale.

Description

La présente invention a pour objet un dispositif de nettoyage par jets d'eau sous haute pression, notamment pour le nettoyage de boues s'accumulant sur une plaque tubulaire d'un générateur de vapeur.

Un générateur de vapeur comporte, à l'intérieur d'une enceinte, un faisceau de tubes montés sur une plaque tubulaire. Chaque tube est en forme de U renversé, les extrémités des branches du U se trouvant fixées au niveau de la plaque tubulaire. Du liquide à haute température est injecté à une extrémité du tube et ressort à l'autre extrémité. Par échange de chaleur avec de l'eau se trouvant dans l'enceinte, cette eau est vaporisée. Cette vapeur d'eau sert ensuite à entraîner une turbine d'un groupe générateur électrique.

La plaque tubulaire est une plaque circulaire partagée en deux zones : une première zone sur laquelle sont fixées les extrémités de tubes par lesquelles le liquide rentre et une seconde zone sur laquelle sont fixées les extrémités de tubes par lesquelles le liquide refroidi sort. Entre ces deux zones se trouve généralement un ru central qui se trouve sur un diamètre de la plaque tubulaire.

Suivant le type de générateur de vapeur, le ru central constitue un espace libre ou bien cet espace est occupé par une cloison ou d'autres dispositifs.

Dans certains générateurs de vapeur, par exemple des générateurs pour des réacteurs nucléaires d'une puissance de 900 MW, un tuyau de purge est placé dans le ru central, près de la plaque tubulaire. Une cloison s'élève au-dessus de ce tuyau de purge, séparant le générateur de vapeur en deux parties, appelées usuellement boîte chaude -du côté de l'arrivée du liquide- et une boite froide -du côté de la sortie-.

Pour l'entretien de ces générateurs, des ouvertures sont prévues dans l'enveloppe de celui-ci.

Elles sont au nombre de six. I1 y a deux trous de poing, diamétralement opposés, un à chaque extrémité du ru central et quatre trous d'oeil. Deux trous d'oeil sont diamétralement opposés sur un diamètre perpendiculaire au ru central. Les deux autres trous d'oeil sont légèrement décalés par rapport aux trous de poing et sont tous les deux au niveau de la boîte chaude.

L'opération de nettoyage est effectuée lors de l'arrêt du générateur. Suivant le type de générateur de vapeur, cette opération est réalisée en introduisant des moyens appropriés soit par les trous de poing, si le ru central est libre, soit par les trous d'oeil dans les autres cas.

Il existe des dispositifs permettant le nettoyage de la plaque tubulaire à partir des trous de poing, soit à partir des trous d'oeil. De nombreux brevets décrivent divers dispositifs de nettoyage pouvant être introduits au coeur du générateur de vapeur par les trous de poing, tels par exemple le brevet FR-2 684 482. Des dispositifs de ce type sont relativement encombrants et ne peuvent se déplacer que dans le ru central.

Des dispositifs de nettoyage permettant à partir d'un trou d'oeil de nettoyer la plaque tubulaire sont connus. Le brevet FR-2 660 479 décrit un dispositif de lançage prévu à cet effet. Ce dernier comporte un rail et un chariot muni d'au moins une buse et se déplaçant le long du rail. La buse est alimentée en eau sous pression à l'aide d'un tuyau flexible.

Dans certaines configurations de générateurs, il est difficile d'effectuer un bon nettoyage de la plaque tubulaire car des obstacles se présentent sur le trajet du jet d'eau du dispositif de nettoyage.

La présente invention a alors pour but de fournir un dispositif de nettoyage destiné à être introduit par un trou d'oeil dans un générateur de vapeur pour effectuer un nettoyage de la plaque tubulaire de ce générateur. Ce dispositif doit permettre d'améliorer l'efficacité du nettoyage réalisé par un outil de nettoyage introduit dans le générateur de vapeur.

cet effet, le dispositif qu'elle propose comporte un outil de nettoyage muni d'au moins une buse et associé à un rail support, un tuyau d'alimentation en liquide sous pression ainsi que des moyens permettant de déplacer l'outil dans la direction longitudinale du railsupport.

Selon l'invention, des moyens permettant de déplacer l'outil de nettoyage dans une direction transversale par rapport au rail support, en particulier verticale, sont prévus.

De cette manière, pendant le nettoyage, l'outil peut être soumis à un mouvement vertical. Ce dernier permet d'obtenir un effet de balayage du jet projeté par la buse sur la plaque tubulaire. Ainsi, le nettoyage de la plaque tubulaire est meilleur tout en mettant en oeuvre des moyens relativement simples. De plus ces moyens sont disposés à l'extérieur du générateur de vapeur. Ceci est favorable, car l'espace disponible entre les tubes du faisceau est très restreint.

Les moyens permettant de déplacer l'outil de nettoyage transversalement déplacent de préférence les moyens permettant de déplacer l'outil dans la direction longitudinale avec le rail-support et l'outil.

Dans une forme de réalisation, le dispositif selon l'invention comporte une bride se fixant, directement ou par l'intermédiaire d'un interface, sur un trou d'oeil, une plaque sur laquelle sont montés les moyens permettant le déplacement longitudinal de outil, et les moyens permettant le déplacement transversal de l'outil sont fixés sur la bride et agissent sur la plaque.

Diverses solutions techniques sont envisageables pour déplacer verticalement l'outil. Selon l'une de celles-ci, les moyens permettant le déplacement transversal comportent un moteur électrique comportant un arbre sur lequel est monté un maneton excentré.

Selon une forme d'exécution préférentielle, les moyens permettant de déplacer l'outil longitudinalement comportent trois pinces, alignées dans le sens longitudinal du rail, les deux pinces placées aux extrémités étant fixes et la troisième pince, se trouvant entre les deux autres, étant mobile en translation longitudinale.

Pour permettre le nettoyage dans des conditions d'accès difficiles, notamment lorsque des obstacles, tel un tuyau de purge, se présentent, l'invention propose que l'outil de nettoyage comporte une tête d'outil comprenant un tube recourbé, dont une première extrémité est raccordée au tuyau flexible et dont l'autre extrémité porte une buse.

De cette manière, la buse peut être disposée à proximité de la plaque tubulaire et le jet envoyé par celle-ci peut être quasiment rasant, de telle sorte qu'il porte loin et peut passer sous les obstacles.

Dans ce dernier mode de réalisation, le tube recourbé est avantageusement fixé à une extrémité du railsupport. Ainsi le rail et l'outil avancent simultanément dans le générateur de vapeur. Ceci permet de faciliter la mise en place du dispositif sur le trou d'oeil.

Pour éviter d'avoir des pertes de charge importantes et pour avoir le jet le plus puissant possible au niveau de la buse, le tube recourbé est relié au tuyau d'alimentation par l'intermédiaire d'un raccord, notamment un raccord plein passage.

De toute façon, l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé, représentant à titre d'exemple non limitatif une forme de réalisation préférée de l'invention.

Figure 1 est une vue en coupe transversale d'un générateur de vapeur pendant une opération de nettoyage à l'aide d'un outil selon l'invention,
Figure 2 est une vue en coupe longitudinale à échelle agrandie du générateur de vapeur montrant le dispositif de nettoyage selon l'invention de côté,
Figure 3 est une vue de côté à échelle agrandie du dispositif commandant les déplacements de l'outil de nettoyage, et
Figure 4 est une vue en coupe selon la ligne IV-IV de la figure précédente.

Les figures 1 et 2 représentent un générateur de vapeur comportant une enveloppe 2 dans laquelle se trouve un faisceau de tubes 4 verticaux.

Les tubes 4 sont destinés à être parcourus par un liquide à haute température, de manière à pouvoir vaporiser un liquide, de l'eau, se trouvant dans l'enveloppe 2 à l'extérieur des tubes 4. Les deux extrémités de chaque tube sont fixées au niveau d'une plaque appelée plaque tubulaire 6. Les tubes 4 présentent donc une forme de U renversé (non représentée). Le liquide rentre chaud à une extrémité de chaque tube et ressort refroidi à l'autre extrémité. Toutes les entrées de tubes sont disposées sur une moitié de la plaque tubulaire 6 et les sorties sur l'autre moitié de cette plaque tubulaire 6, laissant un espace libre appelé ru central 8. Les tubes 4 sont disposés régulièrement sur la plaque tubulaire 6 et forment un faisceau à pas carré. Les tubes 4 sont donc alignés selon deux directions perpendiculaires et selon un même pas pour chacune de ces directions. Une première direction est parallèle au ru central 8 et l'autre lui est perpendiculaire.

Le générateur de vapeur représenté au dessin comporte un tuyau de purge 10 disposé diamétralement sur la plaque tubulaire 6 dans le ru central 8. Un espace subsiste entre le tuyau de purge 10 et la plaque tubulaire 6 et des cloisons 12 verticales séparent les deux branches du U de chaque tube 4 au-dessus du tuyau de purge 10. Ces cloisons 12 séparent donc l'espace intérieur du générateur en deux zones, appelées boîtes froide 14 et chaude 16.

L'enveloppe 2 comporte deux trous de poing 18 et quatre trous d'oeil 20 pour permettre d'accéder à l'intérieur de celle-ci.

Les trous de poing 18 sont disposés à chaque extrémité du ru central et sont diamétralement opposés.

Deux trous d'oeil 20 sont diamétralement opposés et placés sur un axe perpendiculaire au ru central 8. Les deux autres trous d'oeil sont décalés de quelques degrés par rapport aux trous de poing 18 et se trouvent face à face tous les deux du côté de la boite chaude 16.

Lorsque le générateur de vapeur fonctionne, de la boue se dépose entre les tubes 4 sur la plaque tubulaire 6. Régulièrement, le réacteur associé au générateur est arrêté pour effectuer des opérations de maintenance qui comportent entre autres une opération de nettoyage de la plaque tubulaire 6.

La présence du tuyau de purge 10 dans le ru central 8 empêche d'utiliser les trous de poing 18 pour nettoyer la plaque tubulaire 6 entre les tubes 4. I1 faut donc utiliser les trous d'oeil 20 pour faire passer dans l'enveloppe 2 un outil de nettoyage.

Les figures 1 et 2 représentent un outil permettant de nettoyer la plaque tubulaire 6 à partir d'un trou d'oeil.

Cet outil comporte un rail 22, un tube recourbé 24 monté sur le rail 22, un raccord 26 reliant le tube recourbé 24 à un tuyau flexible 28 ainsi qu'une buse 30 montée à l'extrémité du tube recourbé 24 opposée au raccord 26.

Le rail 22 est sensiblement de section rectangulaire. I1 présente une largeur faible par rapport à sa hauteur. I1 est réalisé dans un matériau composite composé par exemple d'une résine époxy et de fibres de carbone.

Ce rail 22 est introduit par un trou d'oeil 20 dans le générateur de vapeur de telle sorte qu'il se glisse entre les tubes 4 du faisceau. I1 s'étend horizontalement entre les tubes 4. Sa faible largeur lui permet de passer facilement entre les tubes 4 et sa hauteur relativement importante lui permet de ne pas fléchir et de rester à l'horizontale. Cependant, ce rail est flexible dans le plan horizontal, perpendiculairement à son axe longitudinal. Cette dernière caractéristique lui permet de s'introduire plus facilement dans le générateur de vapeur. En effet, l'espace libre autour de l'enveloppe 2 du générateur de vapeur est restreint et grâce à sa flexibilité, le rail 22 peut sensiblement épouser la forme arrondie de l'enveloppe 2 à l'extérieur de celle-ci (figure 1).

À l'extrémité du rail 22 introduite au sein du générateur de vapeur, est fixé le tube recourbé 24. Ce dernier est dans un plan vertical et est recourbé vers la plaque tubulaire 6. Une bride de fixation 32 permet de rendre le tuyau recourbé 24 solidaire du rail 22.

Le raccord 26 est également fixé sur le rail 22.

I1 s'agit de préférence d'un raccord plein passage permettant de réduire les pertes de charges. Un tel raccord est décrit par exemple dans le document
FR-2 715 453. I1 relie le tube recourbé 24 au tuyau flexible 28.

Le tuyau flexible 28 est un tuyau tel que généralement utilisé dans ce genre d'application. I1 comporte une âme tressée en métal inoxydable et est recouvert d'une enveloppe en matière synthétique, du polyamide par exemple. Ce tuyau flexible 28 permet l'alimentation en fluide sous pression de l'outil.

Le tube recourbé 24 monté à l'extrémité du rail permet de maintenir la buse 30 à proximité de la plaque tubulaire 6. Ainsi, le flux sortant par le perçage 42 peut passer sous le tuyau de purge 10. I1 devient donc possible de nettoyer la plaque tubulaire 6 du côté de la boîte froide 14 à partir de la boîte chaude 16.

Pour parfaire l'efficacité du nettoyage réalisé par la buse 30, notamment du côté de la boite froide 14, l'outil est avantageusement entraîné dans un mouvement de translation verticale, sous la forme d'oscillations, gracie à un dispositif monté au niveau du trou d'oeil 20 par lequel passe le rail 22.

Comme on peut le voir sur la figure 1, l'axe du trou d'oeil n'est pas parallèle au ru d'eau central, mais forme avec celui-ci un angle de quelques degrés. Afin de pouvoir plus facilement introduire le rail 22 parallèlement au ru central et donc aux rangées de tubes 4, une première bride 44 est montée sur le trou d'oeil 20.

Une seconde bride 46 permet de fixer au niveau du trou d'oeil 20 un dispositif 48 permettant l'introduction pas à pas de l'outil dans le générateur de vapeur et aussi de faire osciller verticalement l'outil dans celui-ci.

Ce dispositif 48 comprend un moteur 50, une plaque 52 et un ensemble 54, comportant notamment deux pinces fixes 56 et une pince mobile 58, pour faire avancer pas a pas l'outil dans le coeur du générateur de vapeur.

Le moteur 50 est fixé sur la seconde bride 46. I1 présente un arbre de sortie d'axe 60 sensiblement horizontal. Sur cet arbre est monté un maneton 74 décalé par rapport à l'axe 60 et d'axe 62.

La plaque 52 est montée sur le maneton 74 décalé.

Ainsi, lorsque le moteur 50 fonctionne, la plaque 52 est animée d'un mouvement oscillatoire sensiblement vertical.

Sur cette plaque 52 est monté l'ensemble 54 permettant à l'outil d'avancer pas à pas dans le générateur de vapeur.

Cet ensemble 54 comporte deux colonnes 64 sensiblement horizontales qui servent de guide à la pince mobile 58 et sur lesquelles sont aussi montées les pinces fixes 56. Les colonnes 64 sont sensiblement parallèles au rail 22 de l'outil se trouvant dans le générateur de vapeur.

L'ensemble 54 permet de faire avancer l'outil comprenant le rail 22, le tube recourbé 24 avec la buse 30, le raccord 26 et le tuyau flexible 28. Cet outil est avancé à chaque fois d'une distance correspondant au pas du faisceau de tubes 4.

Le dispositif décrit ci-dessus permet d'assurer un parfait nettoyage de la plaque tubulaire 6 du générateur de vapeur, notamment du côté de la boite froide 14.

Ce dispositif est montré plus en détails sur les figures 3 et 4.

La figure 4 montre notamment les moyens permettant de déplacer la pince mobile 58. Ces moyens comportent une tige filetée 66 entraînée en rotation par un moteur incrémental 68. La tige filetée 66 est en prise dans une plaque 70 présentant un taraudage et montée sur une première pince fixe 56. Le moteur incrémental permet de connaître parfaitement la position de la vis 66 et par conséquent de la pince mobile 58 par rapport aux pinces fixes 56.

L'actionnement des pinces 56,58 peut être par exemple pneumatique. Un système pneumatique permet d'exercer une force suffisante pour garantir un bon maintient et un bon entraînement du rail 22 et de l'outil.

La figure 4 montre plus particulièrement les moyens permettant le déplacement vertical de la plaque 52 et du dispositif 54 permettant de faire avancer l'outil pas à pas.

La plaque 52 est guidée entre deux paires de poulies 72 fixées sur la seconde bride 46. Le profil des poulies 72 est adapté au profil du bord de la plaque 52.

Les colonnes 64 portant les pinces 56,58 sont fixées sur la plaque 52 et s'étendent normalement à celleci.

Le mouvement oscillant vertical de la plaque 52 est obtenu grâce au moteur 50 et au maneton décalé 74 monté sur l'arbre de sortie du moteur 50. Ce maneton 74 se déplace dans un trou oblong 76 réalisé dans la plaque 52 face au moteur 50.

Le fonctionnement de ce dispositif est décrit ciaprès.

Au départ, l'outil est maintenu par les deux pinces fixes 56, la pince mobile 58 étant relâchée dans une position de référence. La pince mobile 58 vient alors se refermer sur l'outil. Les deux pinces fixes 56 sont relâchées, l'outil étant maintenu par la pince mobile 58.

Cette dernière se déplace d'une longueur prédéterminée correspondant au pas du faisceau de tubes 4. Une fois la course terminée, les pinces fixes 56 resserrent l'outil et la pince mobile est relâchée. La pince mobile 58 revient dans sa position de référence.

Pendant le nettoyage de la plaque tubulaire 6, l'outil est avancé pas à pas dans le générateur de vapeur.

À chaque position, l'outil est déplacé verticalement.

Ainsi, le jet de liquide sous pression peut balayer des boues se trouvant entre les tubes 4 et les chasser à la périphérie de la plaque tubulaire 6 où elles sont collectées. Le point d'impact du jet se déplace entre deux rangées de tubes 4 du faisceau, garantissant de cette manière un excellent nettoyage de la plaque tubulaire 6.

Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas à la forme d'exécution décrite ci-dessus à titre d'exemple non limitatif ; elle en embrasse au contraire toutes les variantes.

Ainsi par exemple, il est envisageable d'utiliser le dispositif permettant de faire osciller l'outil avec un outil différent de celui décrit ci-dessus. La combinaison d'un outil de l'état de la technique avec ce dispositif permet d'obtenir des meilleurs résultats de nettoyage grâce à l'effet de balayage obtenu par les oscillations.

I1 est également envisageable d'avoir d'autres moyens que ceux décrits pour obtenir une oscillation verticale. Un vérin pneumatique ou hydraulique se déplaçant entre deux butées pourrait également entraîner en translation verticale l'outil.

Claims (8)

REVENDICATIONS

1. Dispositif de nettoyage par jets d'eau sous haute pression, notamment pour le nettoyage de boues s'accumulant sur une plaque tubulaire (6) d'un générateur de vapeur, destiné à être introduit dans ce dernier par un trou d'oeil (20) et comportant un outil de nettoyage muni d'au moins une buse (30) et associé à un rail-support (22), un tuyau (28) d'alimentation en liquide sous pression ainsi que des moyens (54) permettant de déplacer l'outil dans la direction longitudinale du rail-support,

caractérisé en ce que

des moyens (50,52,74) permettant de déplacer l'outil de nettoyage dans une direction transversale par rapport au rail-support (22), en particulier verticale, sont prévus.

2. Dispositif de nettoyage selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens (50,52,74) permettant de déplacer l'outil de nettoyage transversalement déplacent les moyens (54) permettant de déplacer l'outil dans la direction longitudinale avec le rail-support (22) et l'outil.

3. Dispositif de nettoyage selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comporte une bride (46) se fixant directement ou par l'intermédiaire d'un interface (44) sur un trou d'oeil (20), une plaque (52) sur laquelle sont montés les moyens (54) permettant le déplacement longitudinal de l'outil, et en ce que les moyens (50,52,74) permettant le déplacement transversal de l'outil sont fixés sur la bride (46) et agissent sur la plaque (52).

4. Dispositif de nettoyage selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les moyens (50,52,74) permettant le déplacement transversal comportent un moteur électrique (50) comportant un arbre sur lequel est monté un maneton excentré (74).

5. Dispositif de nettoyage selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les moyens (54) permettant de déplacer l'outil longitudinalement comportent trois pinces (56,58), alignées dans le sens longitudinal du rail (22), les deux pinces (56) placées aux extrémités étant fixes et la troisième pince (58), se trouvant entre les deux autres, étant mobile en translation longitudinale.

6. Dispositif de nettoyage selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'outil de nettoyage comporte une tête d'outil comprenant un tube recourbé (24), dont une première extrémité est raccordée au tuyau flexible (28) et dont l'autre extrémité porte une buse (30).

7. Dispositif de nettoyage selon la revendication 6, caractérisé en ce que le tube recourbé (24) est fixé à une extrémité du rail-support (22).

8. Dispositif de nettoyage selon l'une des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que le tube recourbé (24) est relié au tuyau d'alimentation (28) par l'intermédiaire d'un raccord (26), notamment un raccord plein passage.