EP0465283A1 - Process and device for dismantling an irradiated component of a nuclear reactor by machining the casing - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a method and a device for dismantling an irradiated component of a nuclear reactor and in particular of a vessel of a nuclear reactor cooled by pressurized water, by machining its wall with removal of shavings.
- Water-cooled nuclear reactors and in particular pressurized water nuclear reactors comprise a vessel which is intended to contain the core of the nuclear reactor and which is connected to the cooling circuit of the reactor in which the cooling water circulates.
- the wall of the reactor vessel which is in contact with the cooling fluid and exposed to the radiation emitted by the reactor core can be highly contaminated after a certain period of operation of the reactor.
- the dismantling of the conventional part of the power plant does not pose any particular problem but on the other hand, the dismantling of the part of the power station constituting the nuclear reactor proper poses problems difficult to solve, due to the radioactive emissions of the materials constituting the components of the reactor.
- the tank of water-cooled nuclear reactors which contains the fuel assemblies and which is in contact with the cooling water of the reactor during its operation is very highly contaminated, in the case of reactors reaching the end of their life .
- the reactor vessel In the case of pressurized water nuclear reactors currently in operation, the reactor vessel is in the form of a generally cylindrical body closed by domed bottoms, of large dimension and having a large wall thickness.
- the tank which has a very high mass is disposed inside a tank well formed in a concrete structure which also delimits one or more swimming pools located above the upper level of the tank.
- the tank which contains, in addition to the fuel assemblies, various internal structures is connected, by tubes, to pipes of the primary circuit of the reactor.
- the core assemblies and certain components of the internal structures can be disassembled and taken out of the tank, so as to ensure their evacuation and, possibly, their elimination, when the reactor is put out of service.
- the object of the invention is therefore to propose a method for dismantling an irradiated component of a nuclear reactor comprising at least one wall of tubular shape arranged with its axis in the vertical direction, this method making it possible to carry out in very good safety conditions and in a simple manner elimination by machining with removal of chips from the material of the wall of the component and evacuation of the chips obtained.
- the invention also relates to a device implementing the dismantling method according to the invention.
- the single figure is a vertical sectional view in elevation of the upper part of a vessel of a pressurized water nuclear reactor and of a device ensuring the dismantling of this tank by the process according to the invention.
- the vessel 1 of a pressurized water nuclear reactor which is constituted by a casing of tubular shape having a large wall thickness arranged with its vertical axis inside a well. tank formed in a concrete structure not shown.
- the tubular tank has, at its upper part, a flange 2 whose thickness is greater than the thickness of the wall of the tank in its current part.
- the flange 2 is intended to receive the tank cover ensuring a tight closure of the interior volume of the tank during the operation of the reactor.
- the tank 1 also comprises, in the vicinity of its upper part, pipes such as 3 allowing the connection of the tank to the pipes of the primary circuit.
- the primary circuit and the tank are cooled and the tank cover is removed, the reactor pool located above the tank being filled with water.
- the core assemblies are unloaded and evacuated as well as the internal equipment of the tank.
- the reactor pool is then drained as well as the tank which can nevertheless be partially filled with water during the implementation of dismantling.
- a dismantling device for implementing the method according to the invention is installed on the upper part of the tank 1, using from the central unit's polar bridge or by another suitable lifting and handling means.
- the device 4 comprises a tubular support 5 placed, in the service position, with its axis coinciding with the axis 6 of the tank 1.
- the arms such as 7a and 7b are machined internally in their axial direction to form actuator chambers in which rods 9 move carrying at their ends support pads 10 on the internal wall of the tank 1.
- the arms such as 7a and 7b secure and center the device 4 by clamping inside the tank, when the jack rods 9 are in their extracted position.
- each of the arms such as 7a and 7b is fixed a support device 12 making it possible to rest the whole of the device 4 on the annular upper surface of the tank 1, to ensure its maintenance, independently of the clamping ensured by the set of radial steering arms such as 7a and 7b.
- Each of the support devices 12 comprises an arm 13 pivotally mounted by means of a joint 14 with a horizontal axis, on the corresponding arm.
- the pivoting arm 13 comprises, at its end opposite to the articulation 14, a support piece 15 coming to rest on the annular upper surface of the tank 1, when the arm 13 is in its low position as shown in the left part of the figure, above the arm 7a.
- the position of the support surface 15 in the direction of an axis 17 perpendicular to this support surface can be adjusted by a compensation device 16 whose operation will be explained in the following text.
- An actuating cylinder 18 of the arm 13 is articulated on the external surface of the tubular support 5.
- the rod 19 of the cylinder 18 is connected, also articulated, to the arm 13.
- the axes of articulation of the jack 18 and of the rod 19 are placed in a horizontal direction.
- the tubular support 5 carries, in the vicinity of its upper part, a rotary bearing 20 having as axis the axis 6 common to the support 5 and to the tank 1.
- the bearing 20, constituted in the form of a roller bearing, comprises a fixed internal barye integral with the support 5 and an external ring movable in rotation on which is fixed a support 24.
- a radial direction arm 25 is movably mounted inside the support 24, in a direction 26 corresponding to its longitudinal direction.
- a geared motor 27 ensuring the drive of a pinion-rack assembly mounted in the support 24 makes it possible to move the arm 25 in the direction 26, in one direction and in the other, as shown diagrammatically by the arrow 28.
- the arm 25 carries, at its end opposite to the support 24, a milling head 30 constituting the tool for removing by machining the irradiated material from the wall of the tank 1.
- the milling head 30 comprises a milling cutter 31 mounted at the end of a vertical steering spindle rotated by a motor 32.
- the support 5 carries at its upper end, above the bearing 20, a fixed toothed crown 34.
- a geared motor 35 fixed on the mobile external barye of the bearing 20, carries, at the end of its output shaft, a pinion drive 36 meshing with the fixed ring gear 34.
- the rotation of the gear motor 35 and the pinion 36 allows to drive the outer ring of the bearing 20, the support 24 and the milling head 30 in rotation about the axis 6 of the tank.
- the arms such as 7a and 7b carry, by means of flexible fixing devices 38, a collecting hopper 39 of frustoconical shape and comprising a peripheral seal 40 along its upper edge whose diameter is substantially equal to the inside diameter of the tank 1.
- the seal 40 ensures a tight connection between the upper external edge of the collecting hopper 39 and the internal surface of the tank 1.
- a conveyor 41 of vertical direction connected, at its lower part, to an extension 5a of the support 5, is mounted, in the vertical direction, inside the support 5, so as to open, at its upper part, into a conduit 42 of flared shape.
- the chips and particles 44 coming into contact with the internal surface of the hopper 39 are directed by gravity towards the bottom of the hopper, this movement of the chips and particles being facilitated by the presence of a vibrator 47 in contact with the external surface hopper 39.
- the chips and particles which collect at the lower central part of the hopper 39 are taken up by the conveyor 41 and transported inside the support 5, up to its upper part to be discharged onto a handling device or into a hopper allowing to feed an induction furnace ensuring the reflow of the chips and particles of irradiated material from the wall of the tank.
- the flared conduit 42 ensures complete recovery of the chips and particles at the top of the conveyor 41, some of these chips or particles being able to be projected outside their normal transport path, which would cause contamination of the milling device. by these particles of radioactive material.
- the device 4 To carry out a dismantling operation of a tank 1 of a pressurized water nuclear reactor, the device 4 is placed in its operating position on the upper part 2 of the tank constituted by the cover fixing flange.
- the support devices 12 whose arms 13 are placed in the low position come to rest by their support pieces 15 on the upper surface of the flange 2.
- the device is clamped and fixed by feeding the cylinders provided in the arms such as 7a and 7b.
- the pads 10 come into contact with the inner surface of the tank to ensure the clamping.
- the milling cutter 31 which is, at the start of operation, in a position of withdrawal towards the inside of the tank is rotated and the arm 25 is moved outwards, so that the milling cutter, the position of which is in height is adjusted by the compensation devices 16 of the support pieces 15 of the arms 13 can engage in the metal of the wall of the tank 1 to a thickness corresponding to the thickness of a machining pass.
- the movable outer ring of the bearing 20, the support 24, the arm 25 and the milling head 30 are rotated about the axis 6 of the tank, by feeding the gearmotor 35.
- the milling head 30 rotating around the axis 6 performs a machining pass on the annular upper surface of the tank.
- a detector makes it possible to control the corresponding jack 18, by means of a servovalve.
- the arm 13 is moved by pivoting to come into a raised position such as position 13 ′.
- the compensation device 16 moves the support piece 15 outward over a distance corresponding to the thickness of the pass.
- a detector controls the displacement of the jack 18 in the direction causing the arm 13 to fold down. , the support piece 15 coming into contact with the surface of the wall of the freshly machined tank. Position adjustment of the support piece 15 ensures perfect contacting of this support piece with the upper surface of the tank, when the pivoting arm 13 is folded down and held in position by the rod 19 of the jack 18 in its deployed position.
- the machining pass is carried out during a complete revolution of the milling head 30 around the axis 6 of the tank, the arms 13 of the support devices 12 being moved in their high position, at the time of passage strawberry at their level.
- the complete machining of the upper surface of the tank according to the thickness of a pass may require a radial displacement of the cutter and carrying out several machining passes.
- the milling head 30 When the upper part of the tank 1 has been machined to the thickness corresponding to a machining pass, the milling head 30 is returned to its initial position and the rods 9 of the jacks associated with the arms such as 7a and 7b are placed in their retracted position, so as to release the clamping pads 10 of the device 4 inside the tank.
- the device 4 rests on the support devices 12 whose maintenance in the low position is ensured by the jacks 18.
- the compensation devices 16 are then reset, so as to be able to make the adjustments, at the time of the passage of the cutter, during the next machining pass.
- the jacks associated with the arms such as 7a and 7b are actuated so as to clamp the device 4 inside the tank.
- the chips and particles formed by the cutter 31 are continuously recovered by the hopper 39 and the vertical conveyor 41, so as to be continuously introduced into an induction reflow oven.
- the dismantling of the tank is ensured by removing the metal from its wall, during successive milling passes.
- the tool change is carried out in a conventional manner thanks to a robotic auxiliary arm which supports the cutter on the milling head to introduce it into a barrel or a display and to proceed with the installation of a new cutter having a satisfactory cutting condition.
- the dismantling process and device according to the invention therefore make it possible to dismantle a nuclear reactor vessel completely automatically, so that the time required to carry out the machining is only of secondary importance.
- the recovered irradiated material can be easily shaped by reflow and by casting to form blocks of irradiated material whose mass and shape make it possible to facilitate long-term storage.
- This device can include a different machining machine from a milling head.
- the means for moving, holding and centering the machining machine may be different from those which have been described. These means may include any number of arms, greater than two, to ensure the clamping of the machine on the tubular wall.
- All the handling means allowing the recovery of the chips or particles and their transport to a melting or recovery device can also be different from those which have been described.
- the invention applies to the dismantling of any component of a nuclear reactor comprising at least one part of tubular shape arranged with its vertical axis.
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Abstract
On usine la paroi tubulaire (1) du composant irradié avec formation de copeaux (44), sur sa surface annulaire supérieure, en utilisant une machine d'usinage (30) en appui sur cette surface supérieure et se déplaçant en rotation autour de l'axe (6) de la paroi (1) du composant. On recueille et on évacue en continu les copeaux (44) formés par la machine d'usinage (30) qui se déplace dans la direction verticale et vers le bas, au cours de la progression de l'usinage, suivant la direction axiale (6) de la paroi (1) du composant. La machine d'usinage (30) peut être réalisée sous la forme d'une tête de fraisage. Le dispositif comporte des moyens de fixation sur la partie supérieure de l'enveloppe tubulaire (1) comportant des bras (7a, 7b) munis de vérins permettant le bridage du dispositif (4) sur la paroi (1) du composant et des dispositifs d'appui (12) comportant des bras (13) montés pivotants autour d'un axe horizontal, entre une position basse d'appui et une position haute d'effacement (13'). Les bras d'appui (13) passent de leur position basse à leur position haute, au moment du passage de l'outil d'usinage (31). <IMAGE>The tubular wall (1) of the irradiated component is machined with the formation of chips (44), on its upper annular surface, using a machining machine (30) bearing on this upper surface and moving in rotation around the axis (6) of the wall (1) of the component. The shavings (44) formed by the machining machine (30) which moves in the vertical direction and downwards, during the progress of the machining, in the axial direction (6) are continuously collected and removed. ) of the wall (1) of the component. The machining machine (30) can be produced in the form of a milling head. The device comprises fixing means on the upper part of the tubular casing (1) comprising arms (7a, 7b) provided with jacks allowing the clamping of the device (4) on the wall (1) of the component and of the devices d support (12) comprising arms (13) pivotally mounted about a horizontal axis, between a low support position and a high erasing position (13 '). The support arms (13) pass from their low position to their high position, when the machining tool (31) passes. <IMAGE>
Description
L'invention concerne un procédé et un dispositif de démantèlement d'un composant irradié d'un réacteur nucléaire et en particulier d'une cuve d'un réacteur nucléaire refroidi par de l'eau sous pression, par usinage de sa paroi avec enlèvement de copeaux.The invention relates to a method and a device for dismantling an irradiated component of a nuclear reactor and in particular of a vessel of a nuclear reactor cooled by pressurized water, by machining its wall with removal of shavings.
Les réacteurs nucléaires refroidis à l'eau et en particulier les réacteurs nucléaires à eau sous pression comportent une cuve qui est destinée à contenir le coeur du réacteur nucléaire et qui est raccordée au circuit de refroidissement du réacteur dans lequel circule l'eau de refroidissement.Water-cooled nuclear reactors and in particular pressurized water nuclear reactors comprise a vessel which is intended to contain the core of the nuclear reactor and which is connected to the cooling circuit of the reactor in which the cooling water circulates.
La paroi de la cuve du réacteur qui est en contact avec le fluide de refroidissement et exposée aux rayonnements émis par le coeur du réacteur peut être fortement contaminée, après un certain temps de fonctionnement du réacteur.The wall of the reactor vessel which is in contact with the cooling fluid and exposed to the radiation emitted by the reactor core can be highly contaminated after a certain period of operation of the reactor.
Dans le cas des centrales nucléaires parvenues en fin de vie et qui nécessitent un arrêt complet, jusqu'ici, la solution retenue a été de laisser ces centrales dans l'état où elles se trouvaient et de laisser décroître l'activité des matériaux constitutifs de leurs composants, afin de les démonter ultérieurement, dans des conditions plus satisfaisantes qu'au moment de l'arrêt, sans avoir à utiliser des outillages complexes commandés à distance.In the case of nuclear power plants which have reached the end of their life and which require a complete shutdown, so far, the solution chosen has been to leave these power stations in the state they were in and to allow the activity of the constituent materials to decrease. their components, in order to dismantle them later, in more satisfactory conditions than at the time of shutdown, without having to use complex tools controlled remotely.
Dans l'avenir, le nombre de centrales qui seront mises hors d'exploitation industrielle augmentera sensiblement, si bien qu'il est nécessaire d'envisager un démantèlement de ces centrales, afin de restaurer dans son état d'origine, le site où elles sont implantées.In the future, the number of plants that will be put out of industrial operation will increase significantly, so that it is necessary to consider a dismantling of these plants, in order to restore in its original state, the site where they are established.
Le démantèlement de la partie classique de la centrale ne pose pas de problème particulier mais en revanche, le démantèlement de la partie de la centrale constituant le réacteur nucléaire proprement dit pose des problèmes difficiles à résoudre, du fait des émissions radio-actives des matériaux constitutifs des composants du réacteur.The dismantling of the conventional part of the power plant does not pose any particular problem but on the other hand, the dismantling of the part of the power station constituting the nuclear reactor proper poses problems difficult to solve, due to the radioactive emissions of the materials constituting the components of the reactor.
En particulier, la cuve des réacteurs nucléaires refroidis par de l'eau qui contient les assemblages combustibles et qui est en contact avec l'eau de refroidissement du réacteur pendant son fonctionnement est très fortement contaminée, dans le cas des réacteurs parvenus en fin de vie.In particular, the tank of water-cooled nuclear reactors which contains the fuel assemblies and which is in contact with the cooling water of the reactor during its operation is very highly contaminated, in the case of reactors reaching the end of their life .
Dans le cas des réacteurs nucléaires à eau sous pression actuellement en fonctionnement, la cuve du réacteur se présente sous la forme d'un corps de forme générale cylindrique fermé par des fonds bombés, de grande dimension et ayant une forte épaisseur de paroi.In the case of pressurized water nuclear reactors currently in operation, the reactor vessel is in the form of a generally cylindrical body closed by domed bottoms, of large dimension and having a large wall thickness.
La cuve qui présente une masse très élevée est disposée à l'intérieur d'un puits de cuve ménagé dans une structure en béton qui délimite également une ou plusieurs piscines situées au-dessus du niveau supérieur de la cuve.The tank which has a very high mass is disposed inside a tank well formed in a concrete structure which also delimits one or more swimming pools located above the upper level of the tank.
La cuve qui renferme, en plus des assemblages combustibles, diverses structures internes est reliée, par des tubulures, à des canalisations du circuit primaire du réacteur.The tank which contains, in addition to the fuel assemblies, various internal structures is connected, by tubes, to pipes of the primary circuit of the reactor.
Les assemblages du coeur et certains composants des structures internes peuvent être démontés et sortis de la cuve, de manière à assurer leur évacuation et, éventuellement, leur élimination, au moment de la mise hors service du réacteur.The core assemblies and certain components of the internal structures can be disassembled and taken out of the tank, so as to ensure their evacuation and, possibly, their elimination, when the reactor is put out of service.
On ne connaissait pas jusqu'ici de procédé et de dispositif permettant d'effectuer le démantèlement de la cuve d'un réacteur nucléaire à eau sous pression, dans de très bonnes conditions de sécurité et permettant en particulier d'éviter des risques de contamination radio-active dans la zone d'intervention, tout en utilisant des moyens d'usinage et de manutention dune structure relativement simple pour réaliser l'évacuation et l'élimination du matériau de la cuve.Up to now, no process and device have been known for dismantling the vessel of a pressurized water nuclear reactor, under very good safety conditions and making it possible in particular to avoid the risks of radio contamination. -active in the intervention area, while using means of machining and handling of a structure relatively simple to carry out the evacuation and elimination of material from the tank.
Le but de l'invention est donc de proposer un procédé de démantèlement d'un composant irradié d'un réacteur nucléaire comportant au moins une paroi de forme tubulaire disposée avec son axe dans la direction verticale, ce procédé permettant de réaliser dans de très bonnes conditions de sécurité et de manière simple l'élimination par usinage avec enlèvement de copeaux du matériau de la paroi du composant et l'évacuation des copeaux obtenus.The object of the invention is therefore to propose a method for dismantling an irradiated component of a nuclear reactor comprising at least one wall of tubular shape arranged with its axis in the vertical direction, this method making it possible to carry out in very good safety conditions and in a simple manner elimination by machining with removal of chips from the material of the wall of the component and evacuation of the chips obtained.
Dans ce but :
- on usine la paroi tubulaire avec formation de copeaux sur sa surface annulaire supérieure, en utilisant une machine d'usinage en appui sur cette surface supérieure et se déplaçant en rotation autour de l'axe du composant,
- et on recueille et on évacue en continu les copeaux formés par la machine d'usinage qui se déplace dans la direction verticale et vers le bas, au cours de la progression de l'usinage, suivant la direction axiale du composant.
- the tubular wall is machined with the formation of chips on its upper annular surface, using a machining machine resting on this upper surface and moving in rotation around the axis of the component,
- and continuously collecting and removing the chips formed by the machining machine which moves in the vertical direction and downwards, during the progress of the machining, in the axial direction of the component.
L'invention est également relative à un dispositif mettant en oeuvre le procédé de démantèlement suivant l'invention.The invention also relates to a device implementing the dismantling method according to the invention.
Afin de bien faire comprendre l'invention, on va maintenant décrire, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation du procédé de démantèlement suivant l'invention et le dispositif permettant de mettre en oeuvre ce procédé, dans le cas du démantèlement dune cuve d'un réacteur nucléaire à eau sous pression.In order to clearly understand the invention, a description will now be given, by way of nonlimiting example, of an embodiment of the dismantling process according to the invention and the device making it possible to implement this process, in the case of dismantling. a tank of a pressurized water nuclear reactor.
La figure unique est une vue en coupe verticale et en élévation de la partie supérieure dune cuve d'un réacteur nucléaire à eau sous pression et d'un dispositif assurant le démantèlement de cette cuve parle procédé suivant l'invention.The single figure is a vertical sectional view in elevation of the upper part of a vessel of a pressurized water nuclear reactor and of a device ensuring the dismantling of this tank by the process according to the invention.
Sur la figure, on voit la partie supérieure de la cuve 1 d'un réacteur nucléaire à eau sous pression qui est constituée par une enveloppe de forme tubulaire ayant une forte épaisseur de paroi disposée avec son axe vertical à l'intérieur d'un puits de cuve ménagé dans une structure en béton non représentée.In the figure, we see the upper part of the
La cuve de forme tubulaire comporte, à sa partie supérieure, une bride 2 dont l'épaisseur est supérieure à l'épaisseur de la paroi de la cuve dans sa partie courante. La bride 2 est destinée à recevoir le couvercle de cuve assurant une fermeture étanche du volume intérieur de la cuve pendant le fonctionnement du réacteur.The tubular tank has, at its upper part, a flange 2 whose thickness is greater than the thickness of the wall of the tank in its current part. The flange 2 is intended to receive the tank cover ensuring a tight closure of the interior volume of the tank during the operation of the reactor.
La cuve 1 comporte également, au voisinage de sa partie supérieure, des tubulures telles que 3 permettant le raccordement de la cuve aux canalisations du circuit primaire.The
On a représenté sur la figure un dispositif permettant de réaliser le démantèlement de la cuve par usinage de sa paroi avec enlèvement de copeaux.There is shown in the figure a device for carrying out the dismantling of the tank by machining its wall with removal of shavings.
Après un arrêt définitif du réacteur nucléaire, le circuit primaire et la cuve sont refroidis et le couvercle de la cuve est enlevé, la piscine du réacteur située au-dessus de la cuve étant remplie d'eau.After a definitive shutdown of the nuclear reactor, the primary circuit and the tank are cooled and the tank cover is removed, the reactor pool located above the tank being filled with water.
Les assemblages du coeur sont déchargés et évacués ainsi que les équipements internes de la cuve.The core assemblies are unloaded and evacuated as well as the internal equipment of the tank.
La piscine du réacteur est ensuite vidangée ainsi que la cuve qui peut néanmoins être partiellement remplie d'eau pendant la mise en oeuvre du démantèlement.The reactor pool is then drained as well as the tank which can nevertheless be partially filled with water during the implementation of dismantling.
Un dispositif de démantèlement permettant de mettre en oeuvre le procédé suivant l'invention est mis en place sur la partie supérieure de la cuve 1, à l'aide du pont polaire de la centrale ou par un autre moyen de levage et de manutention approprié.A dismantling device for implementing the method according to the invention is installed on the upper part of the
Sur la figure, on a représenté un tel dispositif désigné de manière générale par le repère 4, en position de service sur la partie supérieure de la cuve 1.In the figure, there is shown such a device generally designated by the
Le dispositif 4 comporte un support de forme tubulaire 5 placé, en position de service, avec son axe confondu avec l'axe 6 de la cuve 1.The
Quatre bras de forte section tels que les bras 7a et 7b sont fixés rigidement sur la partie inférieure du support 5, grâce à des pattes de fixation 8, dans des directions radiales perpendiculaires à l'axe 6 disposées à 90° les unes des autres, autour de l'axe 6 du support 5.Four arms of large section such as the
Les bras tels que 7a et 7b sont usinés intérieurement dans leur direction axiale pour constituer des chambres de vérin dans lesquelles se déplacent des tiges 9 portant à leurs extrémités des patins d'appui 10 sur la paroi interne de la cuve 1.The arms such as 7a and 7b are machined internally in their axial direction to form actuator chambers in which
Les bras tels que 7a et 7b réalisent la fixation et le centrage du dispositif 4 par bridage à l'intérieur de la cuve, lorsque les tiges de vérin 9 sont dans leur position extraite.The arms such as 7a and 7b secure and center the
Sur la partie supérieure de chacun des bras tels que 7a et 7b est fixé un dispositif d'appui 12 permettant de faire reposer l'ensemble du dispositif 4 sur la surface supérieure annulaire de la cuve 1, pour assurer son maintien, indépendamment du bridage assuré par l'ensemble de bras de direction radiale tels que 7a et 7b.On the upper part of each of the arms such as 7a and 7b is fixed a
Chacun des dispositifs d'appui 12 comporte un bras 13 monté pivotant par l'intermédiaire dune articulation 14 à axe horizontal, sur le bras correspondant. Le bras pivotant 13 comporte, à son extrémité opposée à l'articulation 14, une pièce d'appui 15 venant reposer sur la surface supérieure annulaire de la cuve 1, lorsque le bras 13 est dans sa position basse comme représenté dans la partie gauche de la figure, au-dessus du bras 7a.Each of the
La position de la surface d'appui 15 dans la direction d'un axe 17 perpendiculaire à cette surface d'appui peut être réglée par un dispositif de compensation 16 dont le fonctionnement sera expliqué dans la suite du texte.The position of the
Un vérin d'actionnement 18 du bras 13 est fixé de manière articulée sur la surface externe du support tubulaire 5. La tige 19 du vérin 18 est reliée, également de manière articulée, au bras 13.An actuating
Les axes d'articulation du vérin 18 et de la tige 19 sont placés dans une direction horizontale.The axes of articulation of the
Par actionnement du vérin 18 à double effet, dans un sens ou dans l'autre, on peut venir placer le bras 13 dans une position basse d'appui, comme représenté sur la gauche de la figure, ou au contraire dans une position relevée 13′, comme représenté dans la partie droite de la figure, le déplacement du bras 13 par pivotement entre ces deux positions étant représenté de manière symbolique par la flèche 21.By actuating the double-acting
Le support tubulaire 5 porte, au voisinage de sa partie supérieure, un palier rotatif 20 ayant pour axe l'axe 6 commun au support 5 et à la cuve 1.The
Le palier 20, constitué sous la forme d'un palier à rouleaux, comporte une barye interne fixe solidaire du support 5 et une bague externe mobile en rotation sur laquelle est fixé un support 24.The bearing 20, constituted in the form of a roller bearing, comprises a fixed internal barye integral with the
Un bras 25 de direction radiale est monté mobile à l'intérieur du support 24, dans une direction 26 correspondant à sa direction longitudinale.A
Un motoréducteur 27 assurant l'entraînement d'un ensemble pignon-crémaillère monté dans le support 24 permet de déplacer le bras 25 dans la direction 26, dans un sens et dans l'autre, comme représenté de manière schématique par la flèche 28.A geared motor 27 ensuring the drive of a pinion-rack assembly mounted in the
Le bras 25 porte, à son extrémité opposée au support 24, une tête de fraisage 30 constituant l'outil d'élimination par usinage du matériau irradié de la paroi de la cuve 1. La tête de fraisage 30 comporte une fraise 31 montée à l'extrémité dune broche de direction verticale entraînée en rotation par un moteur 32.The
Le support 5 porte à son extrémité supérieure, au-dessus du palier 20, une couronne dentée fixe 34. Un motoréducteur 35, fixé sur la barye externe mobile du palier 20, porte, à l'extrémité de son arbre de sortie, un pignon d'entraînement 36 engrènant avec la couronne dentée fixe 34.The
La mise en rotation du motoréducteur 35 et du pignon 36 permet d'entraîner la bague externe du palier 20, le support 24 et la tête de fraisage 30 en rotation autour de l'axe 6 de la cuve.The rotation of the
Les bras tels que 7a et 7b portent, par l'intermédiaire de dispositifs de fixation souples 38, une trémie collectrice 39 de forme tronconique et comportant un joint d'étanchéité périphérique 40 suivant son bord supérieur dont le diamètre est sensiblement égal au diamètre intérieur de la cuve 1. Le joint 40 permet d'assurer un raccordement étanche entre le bord supérieur externe de la trémie collectrice 39 et la surface interne de la cuve 1.The arms such as 7a and 7b carry, by means of
Un convoyeur 41 de direction verticale relié, à sa partie inférieure, à un prolongement 5a du support 5, est monté, dans la direction verticale, à l'intérieur du support 5, de manière à déboucher, à sa partie supérieure, dans un conduit 42 de forme évasée.A
L'usinage par fraisage de la surface supérieure de la cuve 1, suivant la procédure qui sera décrite ci-dessous, entraîne la formation de copeaux et de particules de métal 44 qui sont dirigés par un déflecteur 45 en direction de la trémie collectrice 39. Les copeaux et particules 44 venant en contact avec la surface intérieure de la trémie 39 se dirigent par gravité en direction du fond de la trémie, ce déplacement des copeaux et particules étant facilité par la présence d'un vibreur 47 en contact avec la surface extérieure de la trémie 39.The milling machining of the upper surface of the
Les copeaux et particules qui se rassemblent à la partie centrale inférieure de la trémie 39 sont pris en charge par le convoyeur 41 et transportés à l'intérieur du support 5, jusquà sa partie supérieure pour être déversés sur un dispositif de manutention ou dans une trémie permettant d'alimenter un four à induction assurant la refusion des copeaux et particules de matériau irradié de la paroi de la cuve. Le conduit évasé 42 permet d'assurer une récupération intégrale des copeaux et particules à la partie supérieure du convoyeur 41, certains de ces copeaux ou particules pouvant être projetés en dehors de leur parcours normal de transport, ce qui entraînerait une contamination du dispositif de fraisage par ces particules de matériau radio-actif.The chips and particles which collect at the lower central part of the
Pour effectuer une opération de démantèlement dune cuve 1 de réacteur nucléaire à eau sous pression, on place le dispositif 4 dans sa position de service sur la partie supérieure 2 de la cuve constituée par la bride de fixation du couvercle. Les dispositifs d'appui 12 dont les bras 13 sont placés en position basse viennent reposer par leurs pièces d'appui 15 sur la surface supérieure de la bride 2.To carry out a dismantling operation of a
On assure le bridage et la fixation du dispositif par alimentation des vérins ménagés dans les bras tels que 7a et 7b. Les patins 10 viennent en contact avec la surface intérieure de la cuve pour assurer le bridage.The device is clamped and fixed by feeding the cylinders provided in the arms such as 7a and 7b. The
La fraise 31 qui se trouve, en début d'opération, dans une position de retrait vers l'intérieur de la cuve est mise en rotation et le bras 25 est déplacé vers l'extérieur, de manière que la fraise dont la position en hauteur est réglée par les dispositifs de compensation 16 des pièces d'appui 15 des bras 13 puisse s'engager dans le métal de la paroi de la cuve 1 sur une épaisseur correspondant à l'épaisseur dune passe d'usinage.The
La bague externe mobile du palier 20, le support 24, le bras 25 et la tête de fraisage 30 sont mis en rotation autour de l'axe 6 de la cuve, par alimentation du motoréducteur 35.The movable outer ring of the bearing 20, the
La tête de fraisage 30 en rotation autour de l'axe 6 effectue une passe d'usinage sur la surface supérieure annulaire de la cuve.The milling
Lorsque la fraise parvient au voisinage d'un dispositif d'appui 12 dont le bras 13 est en position basse, un détecteur permet de commander le vérin 18 correspondant, par l'intermédiaire dune servovalve. Le bras 13 est déplacé par pivotement pour venir dans une position relevée telle que la position 13′.When the cutter reaches the vicinity of a
Le dispositif de compensation 16 assure le déplacement de la pièce d'appui 15 vers l'extérieur, sur une distance correspondant à l'épaisseur de la passe.The
Lorsque la fraise a réalisé l'usinage sur la partie de la surface supérieure de la cuve sur laquelle vient en appui la pièce 15 du bras 13, un détecteur commande le déplacement du vérin 18 dans le sens provoquant le rabattement du bras 13 vers le bas, la pièce d'appui 15 venant en contact avec la surface de la paroi de la cuve fraichement usinée. Le réglage de la position de la pièce d'appui 15 permet d'assurer une mise en contact parfaite de cette pièce d'appui avec la surface supérieure de la cuve, lorsque le bras pivotant 13 est rabattu et maintenu en position par la tige 19 du vérin 18 dans sa position déployée.When the cutter has carried out the machining on the part of the upper surface of the tank on which the
La passe d'usinage est effectuée au cours d'un tour complet de la tête de fraisage 30 autour de l'axe 6 de la cuve, les bras 13 des dispositifs d'appui 12 étant déplacés dans leur position haute, au moment du passage de la fraise à leur niveau.The machining pass is carried out during a complete revolution of the milling
Dans les parties les plus épaisses de la cuve, par exemple au niveau de la bride de cuve 2 et des tubulures 3, l'usinage complet de la surface supérieure de la cuve suivant l'épaisseur dune passe peut nécessiter un déplacement radial de la fraise et la réalisation de plusieurs passes d'usinage.In the thickest parts of the tank, for example at the level of the tank flange 2 and the
Lorsque la partie supérieure de la cuve 1 a été usinée sur l'épaisseur correspondant à une passe d'usinage, la tête de fraisage 30 est replacée dans sa position initiale et les tiges 9 des vérins associés aux bras tels que 7a et 7b sont placées dans leur position rétractée, de manière à libérer les patins 10 de bridage du dispositif 4 à l'intérieur de la cuve.When the upper part of the
Le dispositif 4 repose sur les dispositifs d'appui 12 dont le maintien en position basse est assuré par les vérins 18.The
Les dispositifs de compensation 16 sont alors réinitialisés, de manière à pouvoir effectuer les réglages, au moment du passage de la fraise, au cours de la passe d'usinage suivante.The
Les vérins associés aux bras tels que 7a et 7b sont actionnés de manière à réaliser le bridage du dispositif 4 à l'intérieur de la cuve.The jacks associated with the arms such as 7a and 7b are actuated so as to clamp the
On effectue alors, comme précédemment, une nouvelle passe d'usinage.Then, as before, a new machining pass is carried out.
Les copeaux et particules formés par la fraise 31 sont récupérés en continu par la trémie 39 et le convoyeur vertical 41, de manière à être introduits en continu dans un four de refusion à induction.The chips and particles formed by the
Le démantèlement de la cuve est assuré par élimination du métal de sa paroi, lors de passes de fraisage successives.The dismantling of the tank is ensured by removing the metal from its wall, during successive milling passes.
L'ensemble des opérations décrites ci-dessus est commandé de manière automatique, de sorte que le démantèlement de la cuve est réalisé à l'intérieur de la structure en béton dans laquelle est ménagé le puits de cuve, sans aucune intervention humaine. On évite ainsi d'exposer des opérateurs dans une zone fortement contaminée.All the operations described above are controlled automatically, so that the dismantling of the tank is carried out inside the concrete structure in which the tank well is formed, without any human intervention. This avoids exposing operators in a highly contaminated area.
De plus, on effectue, de manière automatique, un contrôle et un suivi de l'état de coupe de la fraise, de manière à effectuer un changement automatique de cette fraise, lorsque son état est considéré comme défectueux. On peut également prévoir des séquences programmées de changement d'outil, après un certain temps de fonctionnement du dispositif de démantèlement par usinage.In addition, automatic control and monitoring of the cutting condition of the cutter is carried out, so as to carry out an automatic change of this cutter, when its condition is considered to be defective. It is also possible to provide programmed tool change sequences after a certain period of operation of the dismantling device by machining.
Le changement d'outil est réalisé de façon classique grâce à un bras annexe robotisé qui prend en charge la fraise sur la tête de fraisage pour l'introduire dans un barillet ou un présentoir et pour procéder à la mise en place dune nouvelle fraise présentant un état de coupe satisfaisant.The tool change is carried out in a conventional manner thanks to a robotic auxiliary arm which supports the cutter on the milling head to introduce it into a barrel or a display and to proceed with the installation of a new cutter having a satisfactory cutting condition.
Le procédé et le dispositif de démantèlement suivant l'invention permettent donc d'effectuer le démantèlement dune cuve de réacteur nucléaire de manière totalement automatique, si bien que la durée nécessaire pour réaliser l'usinage ne présente qu'une importance secondaire.The dismantling process and device according to the invention therefore make it possible to dismantle a nuclear reactor vessel completely automatically, so that the time required to carry out the machining is only of secondary importance.
Il est possible d'utiliser le même dispositif de démantèlement par usinage pour effectuer successivement le démantèlement de l'ensemble des cuves d'un parc de réacteurs nucléaires.It is possible to use the same dismantling device by machining to successively dismantle all of the tanks of a fleet of nuclear reactors.
En outre, le matériau irradié récupéré peut être mis en forme facilement par refusion et par coulée pour constituer des blocs de matériau irradié dont la masse et la forme permettent de faciliter le stockage de longue durée.In addition, the recovered irradiated material can be easily shaped by reflow and by casting to form blocks of irradiated material whose mass and shape make it possible to facilitate long-term storage.
L'invention ne se limite pas au mode de réalisation qui a été décrit.The invention is not limited to the embodiment which has been described.
Cest ainsi que l'usinage de la paroi de la cuve peut être réalisé en utilisant un dispositif différent de celui qui a été décrit.This is how the machining of the wall of the tank can be carried out using a device different from that which has been described.
Ce dispositif peut comporter une machine d'usinage différente dune tête de fraisage.This device can include a different machining machine from a milling head.
Les moyens de déplacement, de maintien et de centrage de la machine d'usinage peuvent être différents de ceux qui ont été décrits. Ces moyens peuvent comporter un nombre quelconque de bras, supérieur à deux, pour assurer le bridage de la machine sur la paroi tubulaire.The means for moving, holding and centering the machining machine may be different from those which have been described. These means may include any number of arms, greater than two, to ensure the clamping of the machine on the tubular wall.
L'ensemble des moyens de manutention permettant la récupération des copeaux ou particules et leur transport vers un dispositif de fusion ou de récupération peuvent également être différents de ceux qui ont été décrits.All the handling means allowing the recovery of the chips or particles and their transport to a melting or recovery device can also be different from those which have been described.
Enfin, l'invention s'applique au démantèlement de tout composant d'un réacteur nucléaire comportant au moins une partie de forme tubulaire disposée avec son axe vertical.Finally, the invention applies to the dismantling of any component of a nuclear reactor comprising at least one part of tubular shape arranged with its vertical axis.
Claims (10)
et que le convoyeur (41) de transport des copeaux ou particules (44) est placé à l'intérieur du support tubulaire (5) et dans une disposition verticale. 10.- Device according to any one of claims 8 and 9, characterized in that the support (5) of the dismantling device is made in tubular form and placed with its axis in a vertical arrangement coinciding with the axis of the tank (6) when the device (4) is in its service position
and that the conveyor (41) for transporting the chips or particles (44) is placed inside the tubular support (5) and in a vertical arrangement.
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