FR2770927A1 - Machine de chargement pour deplacer des objets oblongs etroitement voisins, notamment des assemblages combustibles - Google Patents

Abstract

Pour pouvoir déplacer simultanément deux assemblages (65, 66) combustibles dans le réacteur, il est prévu, sur un chariot roulant, un mât divisé en parties correspondantes (71, 72) et doté de propres moyens (73, 74) respectifs de préhension et de guidage des assemblages combustibles individuels. Au moins une partie est, sur le chariot roulant, mobile horizontalement et rotative autour de son axe longitudinal. Deux assemblages combustibles peuvent ainsi être simultanément retirés du coeur (64), et déposés dans une position relative modifiée sur un râtelier (75) de stockage ou un lieu de travail (inspection).

Description

MACHINE DE CHARGEMENT POUR DEPLACER DES OBJETS OBLONGS ETROITEMENT
VOISINS, NOTAMMENT DES ASSEMBLAGES COMBUSTIBLES
L'invention concerne de préférence la manutention des assemblages combustibles qui sont disposés conjointement avec leurs barres de commande en voisinage direct dans le coeur de réacteurs à eau pressurisée d'une centrale nucléaire (position resserrée), mais qui sont montés à distance entre eux dans un râtelier de stockage d'assemblages combustibles dans le bassin de stockage des assemblages combustibles de la centrale nucléaire (position écartée). Lors d'un remplacement d'assemblages combustibles, il faut transporter des assemblages combustibles épuisés du coeur de réacteur dans le râtelier de stockage, et des assemblages combustibles neufs du bassin de stockage dans le coeur de réacteur. D'une manière générale, I'invention concerne une machine de chargement pour la manutention d'objets oblongs dont l'axe longitudinal est orienté à la verticale géodésique, une pluralité de ces objets étant directement voisins dans une position resserrée et voisins à faible distance dans une position écartée. La machine de chargement sert notamment à transporter lesdits objets constitué d'un faisceau étroit de ces objets vers un lieu de travail ou de dépose. A l'inverse, elle sert aussi à réunir ces objets déposés en un faisceau étroit.

Dans la suite, on décrira principalement l'application préférée de l'invention à la manutention d'assemblages combustibles et de barres de commande d'une centrale nucléaire, sans toutefois exclure pour cela d'autres applications.

Dans des centrales nucléaires à réacteurs à eau légère, le coeur du réacteur est logé dans la cuve de réacteur. Le coeur de réacteur comporte une multiplicité d'assemblages combustibles, qui sont essentiellement de forme parallélépipédique oblongue et sont orientés à la verticale géodésique en voisinage étroit. Pour se rendre maître de la réaction nucléaire, une pluralité de ces assemblages combustibles comportent des barres de commande, qui sont introduites dans les assemblages combustibles par des tubes de guidage contenus dans les assemblages combustibles.

Au cours du temps de fonctionnement d'un réacteur nucléaire, le combustible nucléaire contenu dans les assemblages combustibles s'épuise, de sorte que les assemblages combustibles doivent être remplacés périodiquement. Comme l'épuisement des assemblages combustibles dépend de leur position dans le coeur de réacteur, les assemblages combustibles ne sont pas usés simultanément. Les assemblages combustibles incomplètement épuisés sont généralement déplacés dans le coeur de réacteur. Le remplacement d'assemblages combustibles et leur déplacement s'effectuent suivant un cycle de fonctionnement de plusieurs mois de la centrale nucléaire (12 ou 18 mois par exemple).

Pour remplacer des assemblages combustibles, il faut arrêter le réacteur et le dépressuriser. Le coeur de réacteur est accessible par le haut en démontant le couvercle de la cuve et différents équipements intérieurs. Cela s'effectue en inondant le puits de rechargement du réacteur, afin d'obtenir un écran d'eau pour le coeur de réacteur découvert. On peut alors déplacer, dans le bassin inondé de stockage des assemblages combustibles et dans le compartiment du réacteur, un pont de manipulation pourvu d'une organe de préhension accrochée dans un mât de guidage, toute position dans le râtelier de stockage et le coeur de réacteur pouvant être atteinte à l'aide d'un système de positionnement ajusté d'après des coordonnées.

Pour manipuler les assemblages combustibles et les barres de commande, ainsi que les dispositifs d'étranglement des assemblages combustibles qui ne comportent pas de barres de contrôle, on peut utiliser par exemple un " organe de préhension double", comme il est décrit dans le document DE 17 64 176. Cet organe de préhension double peut être déplacé verticalement et est équipé d'organes respectifs, individuellement manoeuvrables, de préhension des barres de commande et des assemblages combustibles. II est disposé à l'intérieur d'un mât de guidage fixé sur le pont de manipulation. Une cloche de centrage, entourant l'organe de préhension double, est disposée à l'intérieur du mât de guidage. Ce dispositif est télescopique de telle sorte que la cloche de centrage peut être déployée en dehors du mât de guidage et centre l'organe de préhension double au-dessus de l'assemblage combustible à saisir, ce en s'accouplant à des équipements de centrage d'assemblages combustibles voisins de l'assemblage combustible à saisir.

L'organe de préhension double est déployé en dehors de la cloche de centrage afin de saisir un assemblage combustible ou ses barres de commande. Une fois que l'organe de préhension double a saisi l'assemblage combustible ou ses barres de commande, il est rentré dans la cloche de centrage conjointement avec l'assemblage combustible saisi ou les barres de commande saisies, et la cloche est elle-même rentrée dans le mât de guidage. Au moyen du pont de manipulation, I'assemblage combustible peut ensuite être changé de place dans le coeur de réacteur, ou apporté à un râtelier de stockage d'assemblages combustibles. A l'inverse, on peut saisir un assemblage combustible dans un râtelier de stockage d'assemblages combustibles, et l'apporter au coeur de réacteur.

La durée du remplacement des assemblages combustibles constitue un facteur de coût important, puisque la centrale nucléaire est arrêtée pendant ce temps. De plus, pendant un remplacement d'assemblages combustibles, le personnel opérateur est exposé aux radiations. L'invention vise donc à réduire le temps nécessaire pour un remplacement d'assemblages combustibles.

Le procédé qui peut être mis en oeuvre avec l'invention permet de déplacer des assemblages combustibles, par exemple entre le coeur de réacteur (distance étroite entre assemblages combustibles) et le râtelier de stockage d'assemblages combustibles, un lieu de travail pour inspection ou un autre lieu de dépose (distance plus grande entre assemblages combustibles, éventuellement orientation modifiée). Plusieurs assemblages combustibles, qui sont ou doivent être disposés en juxtaposition dans le coeur de réacteur, sont alors simultanément ou successivement relevés à partir de leur position initiale, et rentrés dans un mât creux constitué de plusieurs parties mobiles les unes par rapport aux autres, chaque assemblage combustible étant guidé et maintenu sur une propre partie du mât. Les parties de mât, contenant les assemblages combustibles, sont ensuite transportées en un lieu de la centrale nucléaire ou les assemblages combustibles sont sortis des parties de mât en les abaissant et déposés dans une position finale, les parties de mât (y compris l'assemblage combustible respectif qui y est maintenu) étant, avant ou après ce transport, déplacées les unes par rapport aux autres, et tournées autour d'une direction longitudinale de la partie de mât concernée, de façon que les assemblages combustibles se trouvent à une distance mutuelle et dans une orientation relative identiques à celles souhaitées pour leur position finale.

En effet, I'orientation d'au moins un assemblage combustible peut être différente dans la position initiale et dans la position finale; il faut donc tourner l'assemblage combustible. Dans ce cas, de préférence, la partie de mât qui porte cet élément est, avant ou après le transport, éloignée en direction horizontale des autres parties de mât, tournée puis rapprochée. Cet éloignement provisoire est nécessaire pour des raisons d'espace libre; ni les assemblages combustibles, ni les parties de mât et les éléments de la machine qui s'y trouvent ne doivent être endommagés lors de la rotation.

Un dispositif approprié part d'un mât creux qui est maintenu, en étant dirigé vers le bas et ouvert en bas, sur un chariot roulant qui est mobile dans un plan horizontal dans la centrale nucléaire entre un emplacement audessus du coeur de réacteur et un emplacement au-dessus d'un lieu de dépose.

Des moyens de préhension, de guidage et de retenue sont disposés sur le mât et sont mobiles conjointement avec le mât et peuvent saisir l'assemblage combustible, et le relever et l'abaisser, tout en le guidant et le maintenant. C'est l'état de la technique.

Suivant l'invention, la section intérieure du mât est adaptée à la section transversale de deux assemblages combustibles voisins, de telle sorte que les deux assemblages combustibles peuvent être logés simultanément à l'intérieur du mât, et y être relevés et abaissés de façon indépendante par des moyens de préhension, de guidage et de retenue qui y sont installés et qui sont respectivement associés à chaque assemblage combustible. Le mât et ces moyens sont divisés en deux moitiés associées chacune à un assemblage combustible, ces moitiés étant montées sur le chariot roulant de telle sorte qu'elles sont mobiles l'une par rapport à l'autre en direction horizontale. De préférence, au moins une moitié du mât est rotative autour d'un axe longitudinal.

Mais l'objectif fixé se pose aussi dans le contexte des barres de commande du réacteur ou d'objets analogues, et il est atteint d'une manière générale par une machine de chargement ayant les caractéristiques suivantes.

II est prévu une machine de chargement pour la manutention simultanée de deux objets oblongs dont l'axe longitudinal est orienté à la verticale géodésique. Cette machine de chargement comprend un dispositif pour relever ou abaisser simultanément ces objets. Mais le même dispositif autorise aussi un relevage ou abaissement desdits objets indépendamment entre eux. De plus, la machine de chargement comprend un dispositif pour déplacer dans la même direction ces objets en direction géodésique longitudinale et transversale. La machine de chargement comprend en outre un dispositif pour faire tourner ces objets autour d'un axe commun, d'au moins 90" dans une direction de rotation et d'au moins 1800 dans le sens de rotation opposé. De plus, la machine de chargement comprend un ou deux dispositifs pour le déplacement géodésiquement horizontal dans une direction différente d'au moins un de ces objets, ainsi qu'un ou deux dispositifs pour faire tourner ces objets indépendamment entre eux autour d'axes différents respectifs, chaque fois d'au moins 90" dans un sens de rotation et d'au moins 1800 dans le sens de rotation opposé. Les dispositifs pour déplacer dans une direction différente les objets manipulés permettent donc un mouvement relatif de ces objets l'un par rapport à l'autre.

Suivant l'invention, il est également prévu une machine de chargement pour la manutention simultanée de trois ou plus de trois objets oblongs dont l'axe longitudinal est orienté à la verticale géodésique. Cette machine de chargement comprend elle aussi un dispositif pour relever ou abaisser simultanément ces objets, dispositif qui autorise également un relevage ou abaissement de ces objets indépendamment entre eux. Cette machine comporte également un dispositif pour déplacer dans la même direction ces objets en direction géodésique longitudinale et transversale, ainsi qu'un dispositif pour faire tourner ces objets autour d'un axe commun, d'au moins 90" dans un sens de rotation et d'au moins 1800 dans le sens de rotation opposé. De plus, la machine de chargement pour la manutention simultanée de trois ou plus de trois des objets précités comporte un certain nombre, correspondant au nombre d'objets pouvant être simultanément manipulés, de dispositifs pour le déplacement relatif des objets manipulés les uns par rapport aux autres en direction géodésique longitudinale et/ou transversale. Elle comporte en outre un certain nombre, correspondant au nombre d'objets pouvant être simultanément manipulés, de dispositifs pour faire tourner les objets manipulés indépendamment entre eux autour d'axes différents respectifs, chaque fois d'au moins 90" dans un sens de rotation et d'au moins 1800 dans le sens de rotation opposé.

Comme la machine de chargement permet de manipuler simultanément deux ou plus de deux des objets oblongs précités, on obtient, de façon avantageuse, que le temps nécessaire pour la manutention desdits objets est considérablement abrégé. Mais la machine de chargement permet aussi de manipuler moins d'objets que ce qui correspond à la capacité de la machine.

Elle permet en outre, dans la mesure nécessaire, une manutention des objets individuels indépendamment entre eux. On peut ainsi, par exemple, modifier les positions relatives des objets les uns par rapport aux autres, de sorte qu'il peuvent être, par exemple, transférés d'une disposition plus resserrée entre eux dans une disposition plus écartée entre eux. II est aussi possible de faire tourner les objets autour d'un axe indépendamment entre eux.

La machine de chargement permettant de manipuler simultanément deux desdits objets comporte, d'une manière avantageuse, un mât de guidage orienté à la verticale géodésique, une cloche de centrage, orientée à la verticale géodésique, pouvant être rentrée dans le mât de guidage et déployée en dehors, et un organe de préhension double, pouvant être rentré dans la cloche de centrage et déployé en dehors, qui comporte un premier organe, extérieur, et un deuxième organe, intérieur, disposé concentriquement dans l'organe extérieur. Le mât de guidage et la cloche de centrage sont en l'occurrence divisés en deux parties en direction verticale. II est prévu un organe de préhension supplémentaire dans le mât de guidage, qui comporte au moins en partie des éléments de construction sensiblement identique à ceux de l'organe de préhension double.

Une forme préférée de réalisation de la machine de chargement pour la manutention simultanée de trois ou plus de trois des objets précités est analogue à la forme préférée de réalisation de la machine de chargement pour la manutention simultanée de deux desdits objets. Dans cette forme de réalisation, le mât de guidage et la cloche de centrage sont divisés en direction verticale en un nombre de parties correspondant au nombre d'objets pouvant être simultanément manipulés. De plus, il est prévu un nombre, correspondant au nombre d'objets pouvant être simultanément manipulés moins un, de pinces supplémentaires qui comportent au moins en partie, des éléments de construction sensiblement identique à ceux de l'organe double.

Ces formes préférées de réalisation permettent aux objets à manipuler d'être saisis localement avec précision par les organes de préhension respectifs, puisque les organes de préhension sont, au moyen de la cloche de centrage, centrées sur les objets à manipuler. Comme les organes de préhension rentrent les objets à manipuler dans la cloche de centrage et que la cloche peut elle-même être rentrée dans le mât de guidage, on garantit une protection correspondante des objets manipulés. La cloche de centrage et le mât de guidage sont divisés en direction verticale afin de permettre un mouvement relatif des objets individuels à manipuler.

Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux des machines de chargement précitées, au moins une des parties du mât de guidage, qui sont présentes dans un nombre correspondant au nombre d'objets pouvant être simultanément manipulés moins un, et la partie respectivement associée de la cloche de centrage ainsi que l'organe de préhension respectivement associé, sont disposés sur un bouclier tournant respectif à palier axial.

Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux, chaque bouclier tournant est rotatif autour de l'axe médian vertical de l'objet à manipuler par l'organe respectivement associée. On obtient ainsi qu'une rotation de l'objet à manipuler autour de son propre axe est rendue possible sans modifier pour cela la position relative de l'objet à tourner par rapport aux autres objets manipulés en même temps que lui.

D'une manière avantageuse, on utilise des machines de chargement du type décrit ci-dessus pour remplir au moins partiellement des coeurs de réacteurs d'assemblages combustibles ou pour les en vider ou pour le transfert d'assemblages combustibles et/ou de barres de commande dans un coeur de réacteur.

Lors de l'utilisation de machines de chargement du type décrit cidessus pour le remplacement d'assemblages combustibles et de barres de commande dans un coeur de réacteur, L'organe de préhension extérieur de l'organe de préhension double est avantageusement conçu pour saisir des assemblages combustibles et l'organe de préhension intérieur de l'organe de préhension double est avantageusement conçu pour saisir des barres de commande. Les autres organes de préhension prévus sont conçus au moins pour qu'ils puissent saisir des assemblages combustibles.

L'invention vise aussi un procédé pour déplacer simultanément deux assemblages combustibles d'un coeur de réacteur dans un râtelier de stockage d'une centrale nucléaire, procédé caractérisé en ce qu'une machine de chargement, qui comporte un mât divisé en deux parties disposées parallèlement et mobiles horizontalement l'une par rapport à l'autre, et ayant chacune leurs propres moyens pour saisir, relever et abaisser un assemblage combustible respectif dans chacune des deux parties du mât, cette machine donc est amenée au-dessus du coeur de réacteur, chacun des deux assemblages combustibles est saisi et relevé à l'intérieur d'une partie correspondante du mât, la machine de chargement pourvue des assemblages combustibles relevés dans les deux parties de son mât est amenée au-dessus du râtelier de stockage, la distance mutuelle des deux assemblages combustibles étant modifiée par un mouvement relatif des deux parties du mât, et les deux assemblages combustibles sont transférés, en les abaissant, des parties du mât dans le râtelier de stockage.

L'invention a aussi pour objet un procédé pour déplacer simultanément deux assemblages combustibles d'un râtelier de stockage dans un coeur de réacteur d'une centrale nucléaire, procédé caractérisé en ce qu'une machine de chargement, qui comporte un mât divisé en deux parties disposées parallèlement et mobiles l'une par rapport à l'autre dans un plan horizontal, et ayant chacune leurs propres moyens respectifs pour saisir, relever et abaisser un assemblage combustible respectif dans chacune des deux parties du mât, cette machine donc est amenée au-dessus du râtelier de stockage, chacun des deux assemblages combustibles est relevé à l'intérieur d'une partie correspondante du mât, la machine de chargement pourvue des deux assemblages combustibles relevés dans les parties de son mât est amenée audessus du coeur de réacteur, la distance relative entre les assemblages combustibles étant modifiée par un mouvement relatif des deux parties du mât, et les deux assemblages combustibles sont transférés, en les abaissant, des deux parties du mât dans le coeur de réacteur.

De préférence, les deux parties du mât sont déplacées entre deux positions finales, les deux parties du mât formant, dans une première position finale, un mât creux ouvert vers le bas et quasiment fermé sur les côtés et, dans une deuxième position finale, un mât creux ouvert vers le bas et divisé sur les côtés en deux moitiés de largeur prescrite par des fentes longitudinales, et la première position finale étant prise lorsque la machine de chargement se trouve au-dessus du coeur de réacteur, et la deuxième position finale lorsque la machine de chargement se trouve au-dessus du râtelier de stockage.

Avantageusement, les deux parties du mât, une fois les assemblages combustibles relevés à l'intérieur, sont d'abord amenées dans la première position finale, avant de déplacer la machine de chargement entre le coeur de réacteur et le râtelier de stockage.

Avantageusement, au moins lors du mouvement relatif pour modifier la distance mutuelle, cette distance est provisoirement agrandie, puis au moins une des deux parties du mât est tournée autour d'un axe longitudinal, et la distance est ensuite à nouveau réduite.

On va maintenant illustrer l'invention à l'aide d'un exemple de réalisation qui est représenté sur les dessins annexés, dans lesquels
la figure 1 est une vue en coupe longitudinale schématique de l'ensemble
de la machine de chargement,
la figure 2 est une vue en plan du mât de guidage en deux parties, avec
représentation en coupe de la cloche de centrage en deux parties et de
deux assemblages combustibles,
la figure 3 est une représentation schématique de l'organe double,
la figure 4 est une vue de dessus de la machine de chargement, avec
représentation en coupe du mât de guidage et de la cloche de centrage,
I'une des moitiés du mât de guidage, pourvue de l'assemblage
combustible manipulé, ayant été tournée de 1800,
la figure 5 est une vue en plan de la machine de chargement, avec
représentation en coupe du mât de guidage et de la cloche de centrage,
I'un des assemblages combustibles manipulés ayant été tourné de 90 ,
la figure 6 est un schéma illustrant le transfert de deux assemblages
combustibles.

On va d'abord décrire le schéma de la figure 6. Le coeur de réacteur, qui est esquissé par la cuve 64 de réacteur pourvue des assemblages 65, 66 combustibles, se trouve en l'occurrence en dessous d'un niveau d'eau 60 d'un puits 61 de rechargement de réacteur, qui communique par un canal 62 avec un bassin 63 de stockage. Une machine 70 de chargement peut être déplacée au moyen d'un bâti-support 67. Cette machine de chargement porte un mât creux, qui est divisé en deux parties 71, 72 disposées parallèlement entre elles, qui sont mobiles l'une par rapport à l'autre dans un plan horizontal et comportent chacune leurs propres moyens de préhension, de relevage et d'abaissement. Ces moyens sont respectivement représentés symboliquement sous la forme d'un câble de traction avec un tambour 74 de levage et un crochet 73 comme organe de préhension. Au cours d'une première étape A, la machine de chargement est amenée au-dessus du coeur de réacteur, et deux assemblages 65, 66 combustibles sont simultanément ou successivement saisis, et soulevés à l'intérieur des parties 71, 72 du mât. S'il s'agit d'assemblages combustibles étroitement voisins, les deux parties du mât se trouvent alors de préférence dans une première position 70a finale, dans laquelle elles forment un mât creux ouvert en bas, mais au reste quasiment fermé sur les côtés.

On supposera ici que les assemblages combustibles doivent être ensuite inspectés visuellement, et pour ce faire tournés. Cela est représenté par la position 70b: la distance entre les deux parties de mât pourvues des assemblages 65, 66 combustibles est agrandie, et au moins une partie de mât est tournée dans un axe longitudinal. Dans cette position, chaque assemblage combustible individuel peut être abaissé, et inspecté en dehors du mât.

Afin de transporter les assemblages combustibles dans le bassin 63 de stockage, on reprend de préférence la première position 70a finale des deux parties de mât (étape C). Dans cette position, la machine de chargement peut être déplacée dans le canal 62 rempli d'eau rapidement et sans risquer d'endommager les assemblages combustibles qui se trouvent dans son mât (étape D).

Lorsque la machine de chargement est amenée au-dessus du râtelier 75 de stockage dans le bassin 63 de stockage, on agrandit, par un mouvement relatif des deux parties de mât, leur distance mutuelle dans la mesure recherchée pour le stockage (étape E). Enfin, les assemblages combustibles sont à nouveau abaissés dans cette autre position 70c finale, donc retirés du mât (étape F).

En principe, on peut aussi envisager une succession d'étapes A,
E, D, F.

Selon le même schéma, on peut aussi transférer deux assemblages combustibles du râtelier de stockage au coeur de réacteur, une réduction de la distance relative ayant alors lieu entre la première étape (soulèvement des assemblages combustibles hors du râtelier de stockage pour les rentrer dans les deux parties de mât) et la dernière étape (abaissement des assemblages combustibles dans le coeur de réacteur).

Comme les assemblages combustibles sont souvent légèrement déformés dans la cuve de réacteur, il arrive souvent qu'il est indispensable de faire tourner les assemblages combustibles pour les retirer du coeur de réacteur ou les introduire dans le coeur. A titre d'exemple, il peut arriver qu'un assemblage combustible épuisé, qui est encore utilisable et est provisoirement remisé dans le râtelier de stockage, doive être tourné de -90 , +90 ou 1800 (étape B du schéma de la figure 6).

La figure 1 est une représentation schématique d'une machine de chargement pour la manutention d'assemblages combustibles. Cette machine de chargement comporte pour l'essentiel un pont mobile 1, tel qu'il est installé dans des bâtiments de réacteurs (on envisagera ici notamment un réacteur à eau pressurisée). La direction de déplacement (non représentée en tant que telle) du pont 1 mène dans le plan du dessin, ou respectivement hors de ce plan. Un chariot 2 roulant se trouve sur le pont. Ce chariot 2 roulant peut être déplacé géodésiquement à l'horizontale, à angle droit du pont 1. Une plateforme de commande (non représentée), à partir de laquelle la machine de chargement peut être commandée, se trouve sur ce chariot 2 roulant. De plus, un mât 3 de guidage est monté à rotation autour de son axe médian sur le chariot 2 roulant. Une cloche 4 de centrage se trouve dans le mât 3 de guidage.

Un organe de préhension double est présent à l'intérieur de cette cloche 4 de centrage, et il comporte un organe 5 extérieur de préhension d'assemblages combustibles et un organe 6 intérieur de préhension de barres de commande.

Des dispositifs 7 de levage, qui sont disposés sur une tringlerie 7.1 de levage reliée au mât 3 de guidage, se trouvent au-dessus d'un cadre 2.1 du chariot 2 roulant.

La figure 2 représente une coupe transversale du mât 3 de guidage avec, à l'intérieur du mât 3, la cloche 4 de centrage et deux assemblages 8 combustibles. Le mât 3 de guidage est fendu en direction verticale aux endroits 3.1. En d'autres termes, il se compose de deux moitiés 3a, 3b d'un tube fendu en direction axiale. La cloche 4 de centrage possède une section rectangulaire et est fendue verticalement conformément à la division du mât 3 de guidage, aux endroits 4.1. Chaque partie 4a, 4b de la cloche 4 de centrage est dimensionnée de façon à pouvoir recevoir à l'intérieur un assemblage 8 combustible. Pour le guidage stable de la cloche 4 de centrage dans le mât 3 de guidage, le mât 3 de guidage comporte des cornières 3.2 le long de sa direction longitudinale. Ces cornières 3.2 portent, en des endroits diamétralement opposés, des guidages 3.3 à rouleaux. Des roues 4.3 de guidage, réalisées sous forme de rouleaux, s'engagent avec suffisamment de glissement dans ces guidages 3.3. Les axes de rotation de ces roues 4.3 de guidage sont perpendiculaires à la face des cornières 3.2 qui porte le guidage 3.3 à rouleaux. Les rouleaux 4.3 de guidage sont montés sur une superstructure 4.2 quasiment trapézoïdale de la cloche 4 de centrage, qui comble largement la distance entre la paroi de la cloche de centrage et la cornière 3.2.

D'autres superstructures 4.4 trapézoïdales de la cloche 4 de centrage font face à ces superstructures 4.2 quasiment trapézoldales. Sur leur côté voisin de la cornière 3.2, ces superstructures 4.4 comportent des galets 4.5 de roulement, dont l'axe de rotation est orienté parallèlement à la face voisine de la cornière 3.2. Sur les deux côtés extérieurs libres restants de la cloche 4 de centrage, un galet 4.6 de roulement respectif est monté sur la paroi extérieure de la cloche 4 de centrage, galet qui roule directement sur la paroi intérieure du mât 3 de guidage.

La réception des assemblages combustibles 8a, 8b ou 8 (figure 3) dans chaque partie 4a, 4b de la cloche 4 de centrage s'effectue au moyen d'organes 5 de préhension d'assemblages combustibles, non représentés sur la figure 2. Chacune des deux moitiés de la cloche de centrage est pourvue d'un organe 5 de préhension d'assemblage combustible (figure 3). Un de ces organes 5 de préhension d'assemblage combustible est complété d'un organe 6 de préhension de barre de commande disposé à l'intérieur de l'organe 5 de préhension d'assemblage combustible, pour former une "organe double" suivant le document DE 17 64 176. On se référera à ce document pour plus de détails sur l'organe de préhension double. Pour l'essentiel, L'organe de préhension double comporte deux éléments fonctionnels, à savoir un organe 5 de préhension d'assemblage combustible et un organe 6 de préhension de barre de commande, disposé concentriquement dans l'organe 5 de préhension d'assemblage combustible. Le mode de fonctionnement de l'organe de préhension double, qui va être maintenant décrit, explique également sa structure de principe: afin de retirer un assemblage 8 combustible du coeur de réacteur ou d'un râtelier de stockage d'assemblages combustibles, ou encore afin de retirer une barre 9 de commande d'un assemblage 8 combustible, I'ensemble de l'organe de préhension est tout d'abord, à l'aide du pont 1 et du chariot 2 roulant, amené en position au-dessus de l'assemblage combustible concerné. La cloche 4 de centrage est ensuite suffisamment abaissée pour prendre, par son arête inférieure, une position située juste au-dessus de l'assemblage 8 combustible.

S'il s'agit de retirer un assemblage 8 combustible d'un coeur de réacteur, les goujons 4.7 de centrage de la cloche 4 de centrage s'engagent alors dans des perçages correspondants ménagés dans les têtes des assemblages combustibles voisins de l'assemblage 8 combustible concerné. On obtient ainsi un positionnement exact de l'organe 5 de préhension d'assemblage combustible et de l'organe 6 de préhension de barre de commande. La cloche de centrage est ici maintenue en position dans le mât de telle sorte qu'elle n'agit pas par son propre poids sur les assemblages combustibles, qui se trouvent géodésiquement sous elle. L'organe 5 de préhension d'assemblage combustible est ensuite suffisamment abaissé pour que son cliquet 5.1 preneur s'encliquette dans la tête de l'assemblage 8 combustible. A l'aide d'un dispositif 7 de levage et d'un câble 7.1 double, I'assemblage 8 combustible maintenu par l'organe 5 d'assemblage combustible est maintenant soulevé et rentré dans la cloche 4 de centrage.

D'une manière analogue, on peut aussi retirer une barre de commande d'un assemblage 8 combustible. A cet effet, après avoir abaissé la cloche 4 de centrage, L'organe 5 de préhension d'assemblage combustible est verrouillé dans une position supérieure dans la cloche de centrage, de sorte qu'ii ne peut pas s'abaisser vers l'assemblage 8 combustible. L'organe 6 de préhension de barre de commande est ensuite abaissé, jusqu'à ce qu'il saisisse par sa tête d'organe la tête d'une barre de commande contenue dans l'assemblage 8 combustible. L'organe 6 de préhension s'accroche à la barre de commande par le cliquet contenu dans sa tête. En soulevant l'organe 6 de préhension au moyen d'un dispositif 7 de levage et du câble 7.2 double, la barre de commande est maintenant retirée de l'assemblage 8 combustible et rentrée dans la cloche 4 de centrage.

Une fois qu'un assemblage 8 combustible ou, selon le cas, une barre de commande a été ainsi reçu dans la cloche 4 de centrage, la cloche 4 est elle-même tirée vers le haut et rentrée dans le mât de guidage.

L'assemblage 8 combustible ou la barre de commande peut ensuite être transféré horizontalement dans le compartiment du réacteur.

L'autre moitié de la cloche 4 de centrage est équipée d'un organe simple de préhension d'assemblage combustible, du type de celui déjà décrit.

Pour transporter des assemblages combustibles et des barres de commande dans le compartiment du réacteur, il est la plupart du temps suffisant qu'un seul des deux organes présente dans la cloche 4 de centrage soit réalisé sous forme de pince double. Bien évidemment, on peut aussi réaliser sous forme de pinces doubles les deux organes présents dans la cloche 4 de centrage.

Comme les assemblages combustibles sont étroitement voisins dans le coeur de réacteur, tandis qu'un certain espace reste présent entre les assemblages combustibles individuels dans le râtelier de stockage d'assemblages combustibles, il est nécessaire de pouvoir modifier la position relative des deux assemblages combustibles transportés à l'aide du dispositif décrit. On retrouve cette même nécessité lorsqu'on souhaite effectuer un contrôle visuel des assemblages combustibles. C'est afin de permettre une modification de la position relative des assemblages 8a, 8b combustibles que le mât 3 de guidage est fendu verticalement aux endroits 3.1, tout comme la cloche 4 de centrage aux endroits 4.1. Comme le montre la figure 4, chaque moitié 3a, 3b du mât 3 de guidage, et la moitié 4a, 4b correspondante de la cloche 4 de centrage, est équipée d'un dispositif 7a, 7b de levage. Les moitiés 3a, 3b du mât de guidage peuvent être déplacées horizontalement sur le chariot 2 roulant conjointement avec leurs équipements rapportés, tels que les moitiés 4a, 4b de la cloche de centrage, les organes et leurs dispositifs 7a, 7b associés de levage. Toutefois, il est également suffisant qu'une seule des deux moitiés du mât de guidage puisse être déplacée sur le chariot 2 roulant, tandis que l'autre moitié est fixe. Le dispositif de déplacement pour les deux moitiés du mât de guidage est représenté sur la figure 1 par un guidage 2" mobile dans la direction x-y, guidage dans lequel sont guidées des roues 2' pour une rotation du cadre 2.1.

Cela permet en même temps une rotation de l'assemblage 8b combustible autour de son propre axe. A cet effet, les moitiés du mât de guidage sont, au moyen du guidage 2", déplacées jusqu'à ce que l'axe médian de l'assemblage combustible transporté coïncide avec l'axe de rotation. En faisant maintenant effectuer un mouvement de rotation au bouclier tournant,
I'assemblage combustible est alors conjointement tourné, et avec lui la moitié de mât de guidage, la moitié de cloche de centrage et l'organe qui lui sont associés. Les angles de rotation possibles sont ici +90 , -90" et 1800. Afin que les superstructures présentes sur le mât de guidage, notamment les dispositifs de levage, n'entrent pas en collision pendant le mouvement de rotation, il peut être nécessaire que le déplacement horizontal aille au-delà du parcours nécessaire pour créer entre les deux assemblages combustibles transportés une distance qui soit suffisante pour installer ces assemblages combustibles dans un râtelier de stockage d'assemblages combustibles. Afin d'accroître la maniabilité de la machine de chargement, les assemblages combustibles transportés peuvent être rapprochés l'un de l'autre une fois la rotation effectuée.

Le processus qui vient d'être décrit est représenté schématiquement sur les figures 4 et 5.

La figure 4 représente le premier dispositif 7a de levage et le deuxième dispositif 7b de levage, avec les deux assemblages 8a, 8b combustibles transportés qui sont mutuellement écartés (et avec eux aussi les moitiés 3a, 3b du mât de guidage et les moitiés 4a, 4b de la cloche de centrage). L'assemblage combustible 8b a été tourné de 1800 le long de son axe médian, dans la position de rotation A. L'assemblage 8b combustible a ensuite été, avec son dispositif de levage 7b et la moitié associée du mât de guidage ainsi que la moitié de cloche de centrage, ramené vers l'autre assemblage 8a combustible, suivant la position B indiquée sur la figure 4.

Sur la figure 5, on a procédé d'une manière analogue. Ici,
I'assemblage 8b combustible, après écartement des assemblages 8a, 8b combustibles conjointement avec les moitiés 3 associées de mât de guidage et les moitiés 4 de cloche de centrage, a été tourné de 90" autour de l'axe longitudinal de cet assemblage 8b combustible (position A'), puis rapproché de l'assemblage 8a combustible (position B').

Dans les deux cas, les assemblages 8a, 8b combustibles, qui se trouvaient en position resserrée dans le coeur (figure 2), sont à nouveau orientés, dans la position écartée (position B sur la figure 4, position B' sur la figure 5), avec leurs côtés mutuellement parallèles, la distance entre les assemblages combustibles correspondant à la distance qui leur est nécessaire, par exemple, dans le râtelier de stockage d'assemblages combustibles, sur un banc d'essai pour leur inspection, entretien ou réparation, ou lors de leur réinsertion dans la cuve de réacteur. Mais leur orientation relative est différente.

En effet, il peut arriver qu'un assemblage combustible s'est déformé pendant le fonctionnement du réacteur, et ne peut plus être immédiatement retiré de son assemblage avec les assemblages combustibles voisins, ou inséré dans cet assemblage, tandis que l'opération devient possible si l'assemblage combustible est tourné de +90 , -90" ou 180 . De tels dérèglements, en présence desquels le mouvement vertical de l'assemblage combustible est gêné par des obstacles, peuvent être détectés en montant le dispositif de levage sur une plate-forme avec un dispositif de mesure de force massique qui, lors du mouvement vertical, signale tant une diminution incorrecte du poids (I'assemblage combustible repose sur un obstacle) qu'une augmentation du poids (I'assemblage combustible est bloqué). II peut être en outre avantageux de pouvoir tourner l'assemblage combustible sur le lieu de travail, afin de pouvoir inspecter ou traiter ses différents côtés.

Pour l'inspection, le chariot 2 roulant est, avec les moitiés du mât de guidage fixées sur lui et les éléments contenus dans ces moitiés, amené audessus du nouveau lieu de travail, et les assemblages combustibles ou barres de commande transporté(e)s peuvent être abaissés hors du mât de guidage. A cet effet, les moitiés de la cloche de centrage sont, au moyen de dispositifs de fixation, maintenues bloquées en position relevée dans le mât de guidage, tandis que l'organe 5 de préhension d'assemblage combustible se déplace vers le bas et découvre ainsi l'assemblage 8 combustible aux fins d'inspection. On peut aussi entreprendre d'une manière correspondante une inspection visuelle de la barre de commande transportée, par le fait que la cloche 4 de centrage et l'organe 5 de préhension d'assemblage combustible sont maintenus en position relevée au moyen de dispositifs de blocage, tandis que l'organe de barre de commande se déplace vers le bas et découvre ainsi la barre 9 de commande.

Ces opérations sont décrites en détail dans le document DE 17 64 176.

Avec la machine de chargement décrite, I'assemblage 8 combustible ou la barre 9 de commande peut être retiré de la cloche 4 de centrage et du mât 3 de guidage par le fait que les assemblages 8 combustibles ou barres 9 de commande peuvent être individuellement sortis vers le bas, même si la machine de chargement est équipée de deux assemblages 8 combustibles, ou d'un assemblage 8 combustible et d'une barre 9 de commande. Les assemblages 8 combustibles ou barres 9 de commande peuvent, également dans leurs positions écartées (qui correspondent aux figures 4 et 5), être sortis indépendamment entre eux de la moitié de cloche de centrage maintenue en position haute dans la moitié de mât de guidage, et inspectés.

La machine de chargement représentée dans l'exemple de réalisation permet de manipuler simultanément deux assemblages combustibles, ou un assemblage combustible et une barre de commande. Mais il est aussi possible de concevoir la machine de chargement de façon à pouvoir manipuler simultanément un plus grand nombre d'assemblages combustibles, par exemple quatre assemblages combustibles. On a besoin pour cela, d'une manière analogue à l'exemple de réalisation, de diviser en quatre parties le mât de guidage et la cloche de centrage, les assemblages combustibles manipulés consistant alors en un faisceau de deux fois deux assemblages combustibles.

En conséquence, il est alors nécessaire, pour leur mouvement relatif mutuel en direction horizontale, que les assemblages combustibles puissent être déplacés, soit horizontalement dans deux axes, soit sous un angle de 45C par rapport aux plans de division du mât 3 de guidage.

Dans tous les cas, la machine de chargement proposée permet de manipuler un nombre d'assemblages combustibles ou de barres de commande inférieur à la capacité de la machine.

Claims (15)

REVENDICATIONS

1.- Machine de chargement pour déplacer des assemblages combustibles d'une centrale nucléaire, comportant un mât (3) creux, qui est maintenu sur un chariot (2) roulant, mobile dans un plan horizontal dans la centrale nucléaire entre un emplacement au-dessus du coeur du réacteur et un emplacement au-dessus d'un autre lieu de dépose, et qui comprend une extrémité ouverte, dirigée vers le bas à partir du chariot roulant, et comportant des moyens (4, 5, 6, 7 sur la figure 3) de préhension, de guidage et de retenue, mobiles conjointement avec le mât, pour saisir individuellement les assemblages (8) combustibles, et les relever et les abaisser dans le mât (3) tout en les guidant et les maintenant sur la face intérieure du mât (3), caractérisée en ce que la section transversale intérieure du mât (3) est adaptée à la section transversale de deux assemblages (8a, 8b) combustibles étroitement voisins conformément à leur position dans le coeur du réacteur, et divisée en deux parties (3a, 3b), de telle sorte que les deux assemblages combustibles y sont simultanément reçus et peuvent être saisis, maintenus, guidés, relevés et abaissés indépendamment l'un de l'autre par des moyens (4a, 7a; 4b; 7b) de préhension, de guidage et de retenue respectivement associés à un assemblage (8a, 8b) combustible, et en ce que les deux parties (3a, 3b) sont mobiles l'une par rapport à l'autre en direction horizontale sur le chariot (2) roulant, chacune conjointement avec les moyens (4a, 7a 4b; 7b) de préhension, de guidage et de retenue associés à un assemblage combustible.

2.- Machine de chargement suivant la revendication 1, caractérisée en ce qu'au moins une partie (3a, 3b) du mât est rotative autour d'un axe longitudinal conjointement avec ses moyens de préhension, de guidage et de retenue.

3.- Machine de chargement pour la manutention simultanée de deux objets (8a, 8b) oblongs dont l'axe longitudinal est orienté à la verticale géodésique, une pluralité de ces objets étant notamment directement voisins dans une position resserrée et voisins à faible distance dans une position écartée, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif (7a, 7b) pour relever ou abaisser ces objets, au choix, simultanément ou indépendamment entre eux, ainsi qu'un dispositif (2) pour déplacer dans la même direction ces objets en direction géodésique longitudinale et transversale, un dispositif (2', 2") pour faire tourner ces objets autour d'un axe horizontal commun et/ou autour d'axes horizontaux indépendants, d'au moins 90" dans une direction de rotation et d'au moins 1800 dans la direction de rotation opposée, et un dispositif pour le déplacement relatif géodésiquement horizontal de ces objets.

4.- Machine de chargement pour la manutention simultanée de trois ou plus de trois objets (8a, 8b, 9) oblongs dont l'axe longitudinal est orienté à la verticale géodésique, une pluralité de ces objets étant notamment directement voisins dans une position resserrée et voisins à faible distance dans une position écartée, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif (5, 6; 7a, 7b) pour relever ou abaisser ces objets, au choix, simultanément ou indépendamment entre eux, ainsi qu'un dispositif (2) pour déplacer dans la même direction ces objets en direction géodésique longitudinale et transversale, un dispositif (2', 2") pour faire tourner ces objets autour d'un axe horizontal commun et/ou autour d'axes horizontaux indépendants, d'au moins 90" dans un sens de rotation et d'au moins 1800 dans le sens de rotation opposé, et un certain nombre, correspondant au nombre d'objets pouvant être simultanément manipulés, de dispositifs pour le déplacement relatif des objets manipulés les uns par rapport aux autres en direction géodésique longitudinale et/ou transversale

5.- Machine de chargement suivant la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend un mât (3) de guidage orienté à la verticale géodésique, une cloche (4) de centrage, orientée à la verticale géodésique, pouvant être rentrée dans le mât (3) de guidage et déployée en dehors, et un organe de préhension (5, 6) double, pouvant être rentré dans la cloche (4) de centrage et déployé en dehors, qui comporte un premier (5) organe, extérieur, et un deuxième (6) organe, intérieur, disposé concentriquement dans l'organe (5) extérieur, caractérisée en ce que le mât (3) de guidage et la cloche (4) de centrage sont divisés en deux parties en direction verticale, et il est prévu un organe de préhension supplémentaire, qui comporte des éléments au moins pour partie de construction sensiblement identique à ceux de l'organe (5, 6) double.

6.- Machine de chargement suivant la revendication 4, comprenant un mât (3) de guidage orienté à la verticale géodésique, une cloche (4) de centrage, orientée à la verticale géodésique, pouvant être rentrée dans le mât (3) de guidage et déployée en dehors, et un organe de préhension (5, 6) double, pouvant être rentré dans la cloche (4) de centrage et déployé en dehors, qui comporte un premier (5) organe, extérieur, et un deuxième (6) organe, intérieur, disposé concentriquement dans l'organe (5) extérieur, caractérisée en ce que le mât (3) de guidage et la cloche (4) de centrage sont divisés en direction verticale en un nombre de parties correspondant au nombre d'objets pouvant être simultanément manipulés, et il est prévu un nombre, correspondant au nombre d'objets pouvant être simultanément manipulés moins un, de pinces supplémentaires qui comportent des éléments au moins pour partie de construction sensiblement identique à ceux de l'organe (5, 6) double.

7.- Machine de chargement suivant au moins une des revendications 3 à 6, caractérisée en ce que chaque partie du mât (3) de guidage et la partie respectivement associée de la cloche (4) de centrage, ainsi que l'organe respectivement associé, sont disposés sur un bouclier tournant respectif à palier axial.

8.- Machine de chargement suivant la revendication 7, caractérisée en ce que chaque bouclier tournant est rotatif autour de l'axe médian vertical de l'objet à manipuler par l'organe respectivement associé.

9.- Utilisation d'une machine de chargement suivant au moins une des revendications 3 à 8 pour charger au moins en partie des coeurs de réacteurs d'assemblages (8) combustibles et/ou pour les en retirer, ou pour le déplacement d'assemblages (8) combustibles et/ou de barres (9) de commande dans un coeur de réacteur.

10.- Machine de chargement suivant au moins une des revendications 3 à 8 dans une utilisation selon la revendication 9, caractérisée en ce que l'organe (5) extérieur de l'organe (5, 6) double est conçu pour saisir des assemblages (8) combustibles et l'organe (6) intérieur de l'organe (5, 6) double pour saisir des barres (9) de commande, et les autres organes prévus sont conçus au moins pour saisir des assemblages (8) combustibles.

11.-Procédé pour déplacer simultanément deux assemblages combustibles d'un coeur de réacteur dans un râtelier de stockage d'une centrale nucléaire, procédé caractérisé en ce qu'une machine de chargement, qui comporte un mât divisé en deux parties disposées parallèlement et mobiles horizontalement l'une par rapport à l'autre, et ayant chacune leurs propres moyens pour saisir, relever et abaisser un assemblage combustible respectif dans chacune des deux parties du mât, cette machine donc est amenée audessus du coeur de réacteur, chacun des deux assemblages combustibles est saisi et relevé à l'intérieur d'une partie correspondante du mât, la machine de chargement pourvue des assemblages combustibles relevés dans les deux parties de son mât est amenée au-dessus du râtelier de stockage, la distance mutuelle des deux assemblages combustibles étant modifiée par un mouvement relatif des deux parties du mât, et les deux assemblages combustibles sont transférés, en les abaissant, des parties du mât dans le râtelier de stockage.

12.- Procédé pour déplacer simultanément deux assemblages combustibles d'un râtelier de stockage dans un coeur de réacteur d'une centrale nucléaire, procédé caractérisé en ce qu'une machine de chargement, qui comporte un mât divisé en deux parties disposées parallèlement et mobiles l'une par rapport à l'autre dans un plan horizontal, et ayant chacune leurs propres moyens respectifs pour saisir, relever et abaisser un assemblage combustible respectif dans chacune des deux parties du mât, cette machine donc est amenée au-dessus du râtelier de stockage, chacun des deux assemblages combustibles est relevé à l'intérieur d'une partie correspondante du mât, la machine de chargement pourvue des deux assemblages combustibles relevés dans les parties de son mât est amenée au-dessus du coeur de réacteur, la distance relative entre les assemblages combustibles étant modifiée par un mouvement relatif des deux parties du mât, et les deux assemblages combustibles sont transférés, en les abaissant, des deux parties du mât dans le coeur de réacteur.

13.- Procédé suivant la revendication 1 1 ou 12, caractérisé en ce que, par leur mouvement relatif, les deux parties du mât sont déplacées entre deux positions finales, les deux parties du mât formant, dans une première position finale, un mât creux ouvert vers le bas et quasiment fermé sur les côtés et, dans une deuxième position finale, un mât creux ouvert vers le bas et divisé sur les côtés en deux moitiés de largeur prescrite par des fentes longitudinales, et la première position finale étant prise lorsque la machine de chargement se trouve au-dessus du coeur de réacteur, et la deuxième position finale lorsque la machine de chargement se trouve au-dessus du râtelier de stockage.

14.- Procédé suivant la revendication 13, caractérisé en ce que les deux parties du mât, une fois les assemblages combustibles relevés à l'intérieur, sont d'abord amenées dans la première position finale, avant de déplacer la machine de chargement entre le coeur de réacteur et le râtelier de stockage.

15.- Procédé suivant l'une des revendications 11 à 14, caractérisé en ce que, au moins lors du mouvement relatif pour modifier la distance mutuelle, cette distance est provisoirement agrandie, puis au moins une des deux parties du mât est tournée autour d'un axe longitudinal, et la distance est ensuite à nouveau réduite.