Bras de mamltention
La présente invention est relative à un bras permettant d'effectuer la manutention et le transfert des éléments de combustible d'un réacteur nucléaire par l'intermédiaire d'une pince de préhension montée à l'extrémité de ce bras.
Elle a pour but, surtout, au moyen d'un ensemble mécanique de conception simple, d'autoriser toutes les manutentions à envisager sur ces éléments de combustible pour le fonctionnement correct du réacteur, en permettant en particulier de retirer ces éléments, lorsqu'ils sont usés, hors du coeur du réacteur pour les entreposer dans une zone de stockage prévue à la périphérie de celui-ci, puis après une période de désactivation, de reprendre ces mêmes éléments dans cette zone pour les amener dans une autre région ou poste de déchargement à partir duquel un autre dispositif de manutention procède à leur sortie et à leur transfert de l'intérieur à l'extérieur du réacteur.
Bien entendu, le bras de manutention considéré permet d'effectuer les transferts des éléments combustibles neufs en sens inverse, notamment pour assurer leur introduction dans le coeur à la place des éléments usés préalablement retirés.
A cet effet, ce bras de manutention, comportant un corps tubulaire principal vertical, traversant un bouchon de fermeture de l'enceinte de protection du réacteur et reposant par l'intermédiaire de galets sur une couronne de roulement fixe autorisant une rotation dudit corps autour de son axe, un tube creux monté coaxialement à l'intérieur dudit corps et solidaire à son extrémité inférieure d'un chariot comportant une potence horizontale traversant la paroi latérale dudit corps, ladite potence supportant à son extrémité extérieure audit corps le boîtier d'une pince de préhension des éléments de combustible, une tige de commande montée dans l'axe du tube creux, articulée à son extrémité inférieure sur un fléau transversal pivotant autour d'une chape fixe à l'intérieur de ladite potence,
ledit fléau agissant sur une tige-poussoir disposée à l'intérieur du boîtier de pince pour coopérer avec des mors articulés sur ledit boîtier, se caractérise en ce que des moyens sont prévus à l'extérieur dudit corps tubulaire hors de ladite enceinte de protection pour commander le déplacement axial dudit tube creux et des moyens pour commander, indépendamment de la position dudit tube creux, le déplacement de ladite tige provoquant le pivotement dudit fléau et de ladite tige-poussoir.
Sur le dessin annexé à titre d'exemple:
la fig. 1 est une vue schématique en coupe axiale d'un bras de manutention suivant l'invention,
la fig. 2 est une vue en coupe du bras de manutention selon la coupe II-II de la fig. 1,
la fig. 3 est une vue en coupe à plus grande échelle d'un détail de réalisation du bras de manutention, illustrant notamment les organes d'étanchéité qu'il comporte à la traversée de l'enceinte de protection du réacteur.
Comme on le voit sur la fig. 1, le bras de manutention, désigné dans son ensemble par la référence 1, est monté à l'intérieur d'un bouchon 2 ayant de préférence une forme oblongue pour faciliter le démontage vertical du bras, avec le moindre encombrement. Ce bouchon 2 est engagé dans un second bouchon 3, monté tournant autour de son axe et fermant un orifice de dimensions correspondantes prévu dans l'enceinte de protection d'un réacteur nucléaire (non représenté). A travers le bouchon 2, sont ménagés deux alésages verticaux 4 et 5 dont le premier est réservé à la mise en place du bras 1, tandis que le second, normalement fermé sur toute sa hauteur, est réservé à l'introduction exceptionnelle d'appareillages d'intervention sur la pince de préhension 6 montée à l'extrémité du bras et dont le détail de réalisation sera explicité plus loin.
Le bras de manutention 1 se compose principalement d'un corps tubulaire cylindrique et vertical 7, engagé dans l'alésage 4 du bouchon 2 et reposant sur un redan 8 ménagé dans celui-ci à sa partie supérieure.
Le corps tubulaire 7 est associé à une pièce 9 formant épaulement de support pour un roulement 10 autorisant la rotation du corps 7 autour de son axe, le roulement étant par ailleurs maintenu en appui sur un bâti fixe 11 monté à l'intérieur du bouchon 2. L'ensemble des pièces précédentes sera d'ailleurs décrit plus en détail par la suite en relation avec la fig. 3. A l'intélieur du corps tubulaire 7 est monté un bloc 12 de protection vis-à-vis des rayonnements radioactifs, réalisé en un matériau dense approprié et s'étendant sur une hauteur suffisante pour éviter le passage à travers le corps tubulaire 7 de ces rayonnements provenant du coeur qui est situé sous le bouchon 2. Ce bloc 12 repose sur le corps tubulaire 7 au niveau du redan 8 et comporte axialement un alésage 13 dans lequel est monté un tube creux 14.
Ce tube creux est rendu solidaire à sa partie inférieure d'un chariot 15, comportant une première partie verticale 16 coaxiale au corps tubulaire 7 et une seconde partie formée d'une potence transversale 17 s'étendant à l'extérieur du corps 7 et traversant celui-ci par une fente verticale 18 convenablement ménagée dans sa surface latérale. A l'intérieur du tube 14, est montée une tige verticale 19 dont l'ex trémité supérieure 20 déborde légèrement du tube tandis que son extrémité inférieure est articulée autour d'un axe 21 sur un fléau transversal 22 monté à l'intérieur de la potence 17.
Ce fléau est lui-même pivotant autour d'un axe 23 supporté par une chape 24 solidaire de cette potence, l'autre extrémité du fléau étant reliée par une liaison à rotule (non représentée), à une tige-poussoir 25 disposée dans l'axe du boîtier 26 de la pince 6, cette tige-poussoir agissant par un système de came (également non représenté), sur les mors 27 de cette pince, pour réaliser la préhension des éléments de combustible dans le coeur du réacteur. Avantageusement, cette pince 6 peut être réalisée conformément aux dispositions envisagées dans la demande de brevet.
A sa traversée de l'extrémité supérieure de la partie 16 du chariot 15, la tige 19 est associée à un soufflet d'étanchéité 28 en acier inoxydable, notamment, dont un bord est solidarisé du chariot dans sa région proche de l'extrémité du tube creux 14. Par ailleurs, dans le bloc de protection, est montée une garniture 29 venant s'appliquer contre la surface extérieure du tube creux 14 pour assurer le raclage de la surface de celui-ci lorsqu'il se trouve remonté par des moyens décrits plus loin, dans le but d'éviter tout entraînement vers l'extérieur du réacteur de produits radioactifs en provenance du coeur ou de son agent de refroidissement.
La garniture 29 est de préférence montée à l'extrémité d'un manchon cylindrique 30 entourant le tube creux 14, ce manchon étant muni à sa partie supérieure d'une bride de raccordement avec une couronne 31 démontable, supportée par un tube 32 solidarisé de l'extrémité du corps 7. La couronne 31 est destinée à recevoir un capot d'étanchéité (non représenté) venant coiffer l'extrémité du tube creux 14 et de la tige axiale 19, en dehors des périodes de fonctionnement du bras de manutention.
Le chariot 15 monté à l'extrémité inférieure du corps tubulaire 7 et dont la fig. 2 illustre une vue en coupe transversale comporte une série de quatre galets répartis deux à deux de chaque côté de la partie verticale 16 de ce chariot, en étant également deux à deux superposés de manière à coopérer avec des pièces du guidage verticales 33 et 34 prévues contre la surface interne du corps 7. Avantageusement, les galets 35 du chariot 15 qui coopèrent avec les pièces de guidage 33 présentent une forme sensiblement hémisphérique, tandis que les galets 36 associés aux pièces de guidage 34 comportent de préférence une gorge interne dans laquelle s'engagent des saillies 37 de pièces réalisant l'alignement des galets et par suite le positionnement du chariot dans l'axe du corps tubulaire 7.
Ce dernier est associé à une lunette cylindrique 38 entourant la pince 6 et destinée à réaliser le guidage du boîtier 26 de celle-ci dans ses mouvements consécutifs au coulissement du tube creux 14. Cette lunette 28 est supportée par le corps 7 par l'intermédiaire d'entretoises 39 et de tirants 40 et comporte à sa partie supérieure un évasement 41 permettant de centrer le corps de pince au cours de la descente de celle-ci accompagnant le mouvement du chariot 15 dans le corps tubulaire 7. En outre, elle présente dans sa surface latérale une fente 42 ouverte vers le haut, autorisant le passage de la potence 17 supportant la pince, cette fente 42 étant uniquement fermée à sa partie inférieure 43 et comportant latéralement des glissières 44 guidant la potence sans frottement dans son mouvement, sauf en cas d'effort latéral inhabituel.
En outre, la partie inférieure de la lunette 38 comporte avantageusement une bague circulaire (non représentée) prévue pour éviter la remontée possible d'un élément de combustible hors du coeur du réacteur, susceptible d'accompagner intempestivement l'élément en prise avec les mors 27 de la pince.
A sa partie supérieure, le corps tubulaire 7 est réuni à un machon cylindrique 45 se prolongeant vers le haut et associé dans sa surface extérieure à une couronne dentée 46 engrenant avec un pignon 47, luimême fixé sur l'arbre de sortie 48 d'un groupe motoréducteur 49 à limiteur de couple, porté par un support 50 solidarisé avec la pièce 11 logée dans le bouchon 2.
Comme on le voit plus en détail sur la fig. 3, illustrant à plus grande échelle une vue en coupe du bras de menutention, l'étanchéité entre le corps tubulaire 7 et le manchon cylindrique 45 qui lui est lié par une série de pions verticaux 51, est réalisée au moyen de deux séries de joints dynamiques 52 et 53, montés entre un support 54 solidarisé par des vis 55 de la pièce 11 et une bague de maintien 56 d'une part, et une glace de frottement 57 rapportée sur l'épaulement 9 prévu à l'extrémité du corps 7 d'autre part. Avantageusement, un barrage d'un gaz neutre approprié, constitué de préférence par de l'argon, est prévu entre les joints 52 et 53, ce barrage étant réalisé par l'intermédiaire d'une canalisation d'alimentation 58 traversant la pièce 54.
D'autres tubulures d'amenée du gaz de barrage peuvent être également prévues telles que celles désignées par les références 59 et 60, respectivement dans le manchon 45 et la pièce 54, pour compléter l'efficacité de joints statiques 61 et 62.
Le roulement 10 se compose de galets 63 supportés par deux coussinets 64 et 65, respectivement solidarisés par des vis 66 et 67, le premier du manchon 45, et le second de la pièce fixe 54, ces galets autorisant, comme déjà indiqué, la rotation relative de l'ensemble du corps tubulaire 7 et des pièces qui lui sont liées autour de son axe à l'intérieur du bouchon de protection 2. Cette rotation peut être contrôlée au moyen d'une graduation 68 portée par un rebord 69 de la couronne dentée 46 et défilant devant un repère fixe 70 montée sur une collerette 71, rapportée sur le support 50 du groupe moto-réducteur 49.
Avantageusement, un soufflet statique d'étanchéité 72 entoure cet ensemble, ce soufflet étant solidarisé par sa partie supérieure de la collerette 71 et venant s'appuyer à son extrémité inférieure contre la pièce 11; des alimentations en gaz neutre de barrage 73 sont également prévus en ces endroits.
En se reportant à nouveau à la fig. 1, on voit que le manchon 45 est associé à un échangeur de chaleur 74 en alliage léger comportant une série d'ailettes verticales 75, cet échangeur permettant d'évacuer par convection naturelle la majeure partie des calories remontant du coeur du réacteur vers la partie supérieure du bras, en particulier par l'intermédiaire du tube creux 14 et de la tige axiale 19 qu'il contient. Cet échangeur 74 a ainsi pour but d'éviter un échauffement excessif du roulement 10 et, en particulier, de son coussinet intérieur 64. En effet, ce roulement est de préférence monté avec des jeux faibles pour obtenir une grande précision dans le positionnement du bras, ce qui rend particulièrement gênant les écarts trop importants de température qui risquent de provoquer des grippages ou même un blocage complet.
Au-dessus du manchon 45 est monté un sas 76 ou boîte à gant , formé d'une virole cylindrique percée de trous (non représentés) pour la mise en place de hublots, de ronds de gant et de dispositifs d'éclairage notamment. Ce sas permet d'effectuer toutes les opérations manuelles nécessaires sur l'extrémité du tube creux 14 et de la tige 19 afin d'autoriser en particulier leur accouplement avec leurs moyens de commande décrits ci-après. A sa partie supérieure, le sas 76 comporte une trappe 77 représentée sur la fig. 1 en position ouverte, la position fermée étant schématisée par des traits mixtes, cette trappe 77 permettant la fermeture du sas une fois le capot de protection mis en place sur la couronne 31.
Le sas 76 se prolonge vers le haut au moyen d'une cheminée cylindrique 78 étanche, fixée sur le sas par l'intermédiaire de joints statiques (non représentés), cette cheminée comportant à son
extrémité supérieure un anneau de manutention 79 et dans sa surface latérale une bride circulaire 80. Cette
cheminée est réservée notamment, à la mise en place
et au support d'un treuil 81 sur le tambour 82 duquel
s'enroule un câble 83 dont l'extrémité est rendue solidaire d'un plateau 84. Aux extrémités de ce plateau,
sont articulés deux longues mâchoires 85 et 86 dont les
extrémités formant pinces, sont aptes à venir saisir
entre elles le bord supérieur du tube creux 14. En
outre, au centre du plateau 84, est articulé le corps
d'un vérin hydraulique ou électrique 87 dont la tige 88
est solidarisée de l'extrémité 20 de la tige 19 au moyen d'une goupille spéciale.
Ce vérin est relié à un câble
souple d'alimentation (non représenté) et comporte un
limiteur de couple et des butées de fins de course.
Enfin, l'équipement du bras de manutention se
complète au moyen d'une virole cylindrique extérieure
89, indépendante des organes précédents et susceptible
de s'adapter sur un rebord de la bride 80 de la che
minée 78. Cette virole est entourée par une hotte 90
ouverte à ses deux extrémités, qui comporte un joint
91 glissant sur la surface externe de la virole, et qui
repose par sa partie inférieure contre l'extrémité du
bouchon 2, la virole et la hotte étant destinées à autoriser, comme décrit plus loin, certaines manoeuvres exceptionnelles du bras en cas de blocage d'un élément combustible à l'extrémité de la pince 6.
Le bras de manutention dont les éléments principaux sont explicités ci-dessus, est mis en oeuvre de la façon suivante: comme déjà indiqué, le bras considéré est essentiellement destiné à affectuer le transfert d'éléments de combustible depuis le coeur du réacteur vers une zone de stockage, ou inversement à autoriser la prise d'un élément dans cette zone pour l'introduire ensuite dans le coeur. A cet effet, le bras de manutention doit être susceptible de réaliser un certain nombre de mouvements d'orientation et de déplacement de la pince dont il est muni, soit pour l'amener au-dessus de l'élément de combustible à saisir, soit pour déterminer la descente de la pince, soit enfin pour commander le mouvement de ses mors.
En ce qui concerne le positionnement de l'extrémité du bras, il est aisément obtenu par la rotation relative du bochon 3 et du corps tubulaire 7. Dans l'une quelconque des positions ainsi obtenues, le mouvement de descente ou inversement de montée de la pince 6, nécessaire pour réaliser la mise en place ou le retrait d'un élément de combustible, est obtenu par l'intermédiaire du tube creux 14 et du chariot 15 dont le déplacement axial par rapport au corps tubulaire 7 est commandé par le treuil 81 entraînant le câble 83 et le plateau 84, celui-ci entraînant le tube 14 saisi par les mâchoires 85 et 86. Un dynamomètre (non représenté) permet de doser les efforts exercés et de détecter les anomalies susceptibles de se produire pendant les manoeuvres. En outre, un indicateur de niveau contrôle la position du tube creux dans la cheminée.
Ces mouvements du tube creux 14 déterminent ceux du chariot 15 dont il est solidaire et, par l'intermédiaire de la potence 17, du boîtier 26 de la pince 6.
Pour un déplacement de haut en bas du tube, la pince 6 est descendue vers le coeur puis, guidée par la partie conique 41 de la lunette 38, pénètre dans celle-ci jusqu'à fin de course correspondant à la butée du chariot 15 contre le fond du corps tubulaire 7. A cet instant, la commande des mors 27 de la pince 6 peut être obtenue par action directe sur la tige 19 au moyen du vérin 87, ce déplacement de la tige faisant pivoter le fléau 22 qui détermine en sens inverse le mouvement de la tige-poussoir 25 et le pivotement des mors selon le processus indiqué dans la demande de brevet antérieure déjà mentionnée.
Par la combinaison de ces différents mouvements, on voit qu'il est ainsi possible d'effectuer avec le bras selon l'invention toutes les manutentions nécessaires des éléments de combustible à l'intérieur du coeur du réacteur. En fin d'opération, le tube creux 14 et sa tige 19 peuvent être désaccouplés à travers le sas 76 de leurs organes de commande respectifs, ceux-ci étant ensuite remontés dans la cheminée 78 tandis qu'un capot de protection est placé sur la couronne 31, I'ensemble du bras restant dans cette position pendant le fonctionnement du réacteur. En outre, il est à noter qu'au cours de manutentions, les risques de fuites vers l'extrémité supérieure du bras de produits radioactifs sont toujours réduits au minimum, grâce notamment à la garniture 29 qui porte sur le tube creux 14.
En par
ticulier, dans le cas où le bras considéré est utilisé dans un réacteur dont le coeur baigne dans du sodium liquide, cette garniture de raclage évite toute remontée de dépôts de sodium sur la surface du tube 14. En outre, les joints dynamiques d'étanchéité (fig. 3) et les différents barrages de gaz neutre associés à ces joints évitent tout passage des vapeurs de sodium, tout en permettant un contrôle continu de l'efficacité de ces joints.
Toutefois, au cours des diverses opérations de manutention, peut éventuellement se produire le blocage d'un élément combustible coincé entre les éléments qui l'entourent, par suite notamment des déformations des structures du coeur dues au fonctionnement, ce blocage pouvant intervenir alors que l'élément est déjà engagé dans la lunette de guidage 38. Dans cette éventualité, le corps tubulaire 7 ne peut plus tourner autour de son axe et se trouve immobilisé.
Pour effectuer la manoeuvre de déblocage, on utilise la virole 89 et la hotte 90 de la façon suivante, après avoir monté les pièces comme illustré sur la fig. 1, la virole 89 reposant sur la bride 80 de la cheminée 78.
Après avoir, par l'intermédiaire de glissières (non représentées) bloqué en rotation le roulement 10, on retire les vis de fixation 55 solidarisant la pièce 54 avec la pièce fixe 11. A ce stade des opérations, on relie l'anneau supérieur 79 de la cheminée 78 sur le crochet du treuil d'un pont roulant, centré sur l'axe de l'ensemble du bras et on soulève à vitesse réduite celui-ci, la virole 89 suivant le mouvement en glissant contre la hotte de protection étanche 90 sur le joint 91 de cette dernière. On soulève donc ainsi tout le corps tubulaire et par suite la lunette 38 jusqu'à une hauteur suffisante pour la dégager de l'élément combustible bloqué. On provoque alors une rotation de l'ensemble d'un angle suffisant pour amener la lunette 38 en dehors de la zone précédente et on ramène ensuite le bras en position première, les vis 55 le solidarisant à nouveau du bouchon 2.
On procède alors au déblocage final en enlevant un par un les éléments combustibles voisins de l'élément qui a donné lieu à l'incident, celuici étant ensuite retiré sans risque de nouveau coincement.
Mamltention arm
The present invention relates to an arm making it possible to handle and transfer the fuel elements of a nuclear reactor by means of a gripping clamp mounted at the end of this arm.
Its purpose, above all, by means of a mechanical assembly of simple design, to authorize all the handling operations to be considered on these fuel elements for the correct operation of the reactor, by making it possible in particular to remove these elements, when they are are used, outside the reactor core to store them in a storage area provided at the periphery of the latter, then after a deactivation period, to take these same elements in this area to bring them to another region or unloading from which another handling device proceeds to their exit and their transfer from the inside to the outside of the reactor.
Of course, the handling arm in question makes it possible to transfer the new fuel elements in the opposite direction, in particular to ensure their introduction into the core in place of the used elements previously removed.
To this end, this handling arm, comprising a vertical main tubular body, passing through a closure plug of the protective enclosure of the reactor and resting by means of rollers on a fixed rolling ring allowing rotation of said body around its axis, a hollow tube mounted coaxially inside said body and secured at its lower end to a carriage comprising a horizontal bracket passing through the side wall of said body, said bracket supporting at its outer end to said body the housing of a clamp for gripping the fuel elements, a control rod mounted in the axis of the hollow tube, articulated at its lower end on a transverse beam pivoting around a fixed yoke inside said bracket,
said beam acting on a push rod disposed inside the gripper housing to cooperate with jaws articulated on said housing, is characterized in that means are provided outside said tubular body outside of said protective enclosure for controlling the axial displacement of said hollow tube and means for controlling, independently of the position of said hollow tube, the displacement of said rod causing the pivoting of said beam and of said push rod.
On the accompanying drawing by way of example:
fig. 1 is a schematic view in axial section of a handling arm according to the invention,
fig. 2 is a sectional view of the handling arm according to section II-II of FIG. 1,
fig. 3 is a sectional view on a larger scale of an embodiment detail of the handling arm, illustrating in particular the sealing members that it comprises when passing through the reactor protection enclosure.
As seen in fig. 1, the handling arm, designated as a whole by the reference 1, is mounted inside a plug 2 preferably having an oblong shape to facilitate vertical disassembly of the arm, with the least bulk. This plug 2 is engaged in a second plug 3, mounted to rotate about its axis and closing an orifice of corresponding dimensions provided in the protective enclosure of a nuclear reactor (not shown). Through the stopper 2, two vertical bores 4 and 5 are formed, the first of which is reserved for the installation of the arm 1, while the second, normally closed over its entire height, is reserved for the exceptional introduction of equipment. intervention on the gripping clamp 6 mounted at the end of the arm and the details of which will be explained later.
The handling arm 1 is mainly composed of a cylindrical and vertical tubular body 7, engaged in the bore 4 of the plug 2 and resting on a step 8 formed in the latter at its upper part.
The tubular body 7 is associated with a part 9 forming a support shoulder for a bearing 10 allowing the rotation of the body 7 around its axis, the bearing also being held to rest on a fixed frame 11 mounted inside the plug 2 All of the previous parts will moreover be described in more detail below in relation to FIG. 3. Inside the tubular body 7 is mounted a block 12 for protection against radioactive radiation, made of a suitable dense material and extending to a sufficient height to prevent passage through the tubular body 7. of this radiation coming from the core which is located under the stopper 2. This block 12 rests on the tubular body 7 at the level of the step 8 and axially comprises a bore 13 in which a hollow tube 14 is mounted.
This hollow tube is made integral with its lower part of a carriage 15, comprising a first vertical part 16 coaxial with the tubular body 7 and a second part formed of a transverse bracket 17 extending outside the body 7 and passing through the latter by a vertical slot 18 suitably formed in its lateral surface. Inside the tube 14, a vertical rod 19 is mounted, the upper end 20 of which protrudes slightly from the tube while its lower end is articulated about an axis 21 on a transverse beam 22 mounted inside the tube. gallows 17.
This flail is itself pivoting about an axis 23 supported by a yoke 24 integral with this bracket, the other end of the flail being connected by a ball joint (not shown), to a push rod 25 disposed in the 'axis of the housing 26 of the clamp 6, this push rod acting by a cam system (also not shown), on the jaws 27 of this clamp, in order to grip the fuel elements in the reactor core. Advantageously, this clamp 6 can be produced in accordance with the arrangements envisaged in the patent application.
When it passes through the upper end of part 16 of the carriage 15, the rod 19 is associated with a sealing bellows 28 made of stainless steel, in particular, one edge of which is secured to the carriage in its region close to the end of the hollow tube 14. Furthermore, in the protection block, is mounted a lining 29 which is applied against the outer surface of the hollow tube 14 to ensure the scraping of the surface of the latter when it is raised by means. described below, in order to avoid any entrainment towards the outside of the reactor of radioactive products coming from the core or from its cooling agent.
The gasket 29 is preferably mounted at the end of a cylindrical sleeve 30 surrounding the hollow tube 14, this sleeve being provided at its upper part with a connecting flange with a removable ring 31, supported by a tube 32 secured to the end of the body 7. The crown 31 is intended to receive a sealing cap (not shown) covering the end of the hollow tube 14 and of the axial rod 19, outside the periods of operation of the handling arm.
The carriage 15 mounted at the lower end of the tubular body 7 and of which FIG. 2 illustrates a cross-sectional view comprising a series of four rollers distributed two by two on each side of the vertical part 16 of this carriage, also being two by two superimposed so as to cooperate with the vertical guide parts 33 and 34 provided against the internal surface of the body 7. Advantageously, the rollers 35 of the carriage 15 which cooperate with the guide pieces 33 have a substantially hemispherical shape, while the rollers 36 associated with the guide pieces 34 preferably comprise an internal groove in which s 'engage protrusions 37 of parts carrying out the alignment of the rollers and consequently the positioning of the carriage in the axis of the tubular body 7.
The latter is associated with a cylindrical bezel 38 surrounding the clamp 6 and intended to guide the housing 26 thereof in its movements consecutive to the sliding of the hollow tube 14. This bezel 28 is supported by the body 7 via the intermediary. spacers 39 and tie rods 40 and comprises at its upper part a flare 41 allowing the gripper body to be centered during the descent thereof accompanying the movement of the carriage 15 in the tubular body 7. In addition, it has in its lateral surface a slot 42 open upwards, allowing the passage of the bracket 17 supporting the clamp, this slot 42 being only closed at its lower part 43 and laterally comprising slideways 44 guiding the bracket without friction in its movement, except in case of unusual lateral force.
In addition, the lower part of the bezel 38 advantageously comprises a circular ring (not shown) provided to prevent the possible rise of a fuel element out of the reactor core, capable of inadvertently accompanying the element in engagement with the jaws. 27 of the clamp.
At its upper part, the tubular body 7 is joined to a cylindrical jaw 45 extending upwards and associated in its outer surface with a toothed ring 46 meshing with a pinion 47, itself fixed to the output shaft 48 of a gearmotor group 49 with torque limiter, carried by a support 50 secured to part 11 housed in plug 2.
As can be seen in more detail in FIG. 3, illustrating on a larger scale a sectional view of the handling arm, the seal between the tubular body 7 and the cylindrical sleeve 45 which is linked to it by a series of vertical pins 51, is achieved by means of two series of seals dynamic 52 and 53, mounted between a support 54 secured by screws 55 of part 11 and a retaining ring 56 on the one hand, and a friction lens 57 attached to the shoulder 9 provided at the end of the body 7 on the other hand. Advantageously, a barrier of a suitable neutral gas, preferably consisting of argon, is provided between the joints 52 and 53, this barrier being produced by means of a supply pipe 58 passing through the part 54.
Other barrier gas supply pipes can also be provided, such as those designated by the references 59 and 60, respectively in the sleeve 45 and the part 54, to complete the effectiveness of the static seals 61 and 62.
The bearing 10 consists of rollers 63 supported by two bearings 64 and 65, respectively secured by screws 66 and 67, the first of the sleeve 45, and the second of the fixed part 54, these rollers allowing, as already indicated, the rotation relative of the whole of the tubular body 7 and of the parts which are linked to it around its axis inside the protective cap 2. This rotation can be controlled by means of a graduation 68 carried by a rim 69 of the crown toothed 46 and moving past a fixed mark 70 mounted on a collar 71, attached to the support 50 of the gear motor unit 49.
Advantageously, a static sealing bellows 72 surrounds this assembly, this bellows being secured by its upper part to the collar 71 and coming to rest at its lower end against the part 11; neutral gas supplies 73 are also provided in these places.
Referring again to fig. 1, it can be seen that the sleeve 45 is associated with a heat exchanger 74 made of light alloy comprising a series of vertical fins 75, this exchanger making it possible to evacuate by natural convection the major part of the heat rising from the reactor core to the part. upper arm, in particular via the hollow tube 14 and the axial rod 19 which it contains. The purpose of this heat exchanger 74 is thus to avoid excessive heating of the bearing 10 and, in particular, of its internal bearing 64. Indeed, this bearing is preferably mounted with small clearances to obtain great precision in the positioning of the arm. , which makes excessively large temperature variations particularly troublesome, which may cause seizure or even complete blockage.
Above the sleeve 45 is mounted an airlock 76 or glove box, formed of a cylindrical shell pierced with holes (not shown) for the installation of windows, glove rings and lighting devices in particular. This airlock makes it possible to perform all the manual operations necessary on the end of the hollow tube 14 and of the rod 19 in order to authorize in particular their coupling with their control means described below. At its upper part, the airlock 76 comprises a hatch 77 shown in FIG. 1 in the open position, the closed position being shown schematically by phantom lines, this hatch 77 allowing the lock to be closed once the protective cover is in place on the crown 31.
The airlock 76 is extended upwards by means of a sealed cylindrical chimney 78, fixed to the airlock by means of static seals (not shown), this chimney comprising at its
upper end a handling ring 79 and in its lateral surface a circular flange 80. This
fireplace is reserved in particular, for the installation
and the support of a winch 81 on the drum 82 of which
a cable 83 is wound up, the end of which is made integral with a plate 84. At the ends of this plate,
are articulated two long jaws 85 and 86 whose
ends forming grippers, are able to grip
between them the upper edge of the hollow tube 14. In
In addition, in the center of the plate 84, is articulated the body
a hydraulic or electric cylinder 87, the rod 88 of which
is secured to the end 20 of the rod 19 by means of a special pin.
This cylinder is connected to a cable
flexible supply (not shown) and has a
torque limiter and limit switches.
Finally, the equipment of the handling arm is
complete by means of an outer cylindrical shell
89, independent of previous bodies and susceptible
to fit on a flange of the flange 80 of the che
mined 78. This ferrule is surrounded by a hood 90
open at both ends, which has a seal
91 sliding on the outer surface of the shell, and which
rests by its lower part against the end of the
plug 2, the ferrule and the hood being intended to authorize, as described below, certain exceptional maneuvers of the arm in the event of a blockage of a fuel element at the end of the clamp 6.
The handling arm, the main elements of which are explained above, is implemented as follows: as already indicated, the arm considered is essentially intended to affect the transfer of fuel elements from the reactor core to a zone storage, or conversely to authorize the taking of an element in this zone to then introduce it into the heart. To this end, the handling arm must be capable of carrying out a certain number of orientation and displacement movements of the clamp with which it is fitted, either to bring it above the fuel element to be gripped, or to determine the descent of the clamp, or finally to control the movement of its jaws.
As regards the positioning of the end of the arm, it is easily obtained by the relative rotation of the plug 3 and of the tubular body 7. In any of the positions thus obtained, the downward or vice versa upward movement of the clamp 6, necessary to carry out the installation or removal of a fuel element, is obtained by means of the hollow tube 14 and the carriage 15, the axial displacement of which relative to the tubular body 7 is controlled by the winch 81 driving the cable 83 and the plate 84, the latter driving the tube 14 gripped by the jaws 85 and 86. A dynamometer (not shown) makes it possible to measure the forces exerted and to detect anomalies liable to occur during maneuvers. In addition, a level indicator controls the position of the hollow tube in the chimney.
These movements of the hollow tube 14 determine those of the carriage 15 to which it is integral and, via the bracket 17, of the housing 26 of the clamp 6.
To move the tube up and down, the clamp 6 is lowered towards the heart and then, guided by the conical part 41 of the bezel 38, enters the latter until the end of travel corresponding to the stop of the carriage 15 against the bottom of the tubular body 7. At this moment, the control of the jaws 27 of the gripper 6 can be obtained by direct action on the rod 19 by means of the jack 87, this displacement of the rod causing the flail 22 to pivot, which determines in direction reverses the movement of the push rod 25 and the pivoting of the jaws according to the process indicated in the earlier patent application already mentioned.
By the combination of these different movements, it can be seen that it is thus possible to carry out with the arm according to the invention all the necessary handling of the fuel elements inside the reactor core. At the end of the operation, the hollow tube 14 and its rod 19 can be uncoupled through the airlock 76 of their respective control members, the latter then being reassembled in the chimney 78 while a protective cover is placed on the crown 31, the whole arm remaining in this position during operation of the reactor. In addition, it should be noted that during handling, the risks of leakage towards the upper end of the arm of radioactive products are always reduced to a minimum, thanks in particular to the gasket 29 which bears on the hollow tube 14.
In by
In particular, in the case where the arm in question is used in a reactor whose core is bathed in liquid sodium, this scraping lining prevents any rise in sodium deposits on the surface of the tube 14. In addition, the dynamic seals (fig. 3) and the various neutral gas barriers associated with these seals prevent any passage of sodium vapors, while allowing continuous monitoring of the effectiveness of these seals.
However, during the various handling operations, the blocking of a fuel element stuck between the elements which surround it may possibly occur, in particular as a result of deformations of the core structures due to operation, this blocking being able to occur while the 'element is already engaged in the guide bezel 38. In this event, the tubular body 7 can no longer rotate about its axis and is immobilized.
To perform the unlocking maneuver, the ferrule 89 and the hood 90 are used as follows, after having assembled the parts as illustrated in FIG. 1, the ferrule 89 resting on the flange 80 of the chimney 78.
After having, by means of slides (not shown) blocked in rotation the bearing 10, one removes the fixing screws 55 securing the part 54 with the fixed part 11. At this stage of the operations, the upper ring 79 is connected. of the chimney 78 on the hook of the winch of an overhead crane, centered on the axis of the assembly of the arm and the latter is raised at low speed, the ferrule 89 following the movement by sliding against the waterproof protective hood 90 on the seal 91 of the latter. The entire tubular body and therefore the bezel 38 are thus raised to a sufficient height to release it from the blocked fuel element. The assembly is then rotated by a sufficient angle to bring the bezel 38 outside the previous zone and the arm is then returned to the first position, the screws 55 again securing it to the stopper 2.
The final unblocking is then carried out by removing one by one the fuel elements adjacent to the element which gave rise to the incident, the latter then being removed without risk of further jamming.