FR2544123A1

FR2544123A1 - Device and process for operations on the tubes of steam generators of nuclear boilers

Info

Publication number: FR2544123A1
Application number: FR8305659A
Authority: FR
Original assignee: THOME JEAN PATRICK
Current assignee: THOME JEAN PATRICK
Priority date: 1983-04-07
Filing date: 1983-04-07
Publication date: 1984-10-12
Also published as: FR2544123B1

Abstract

A mobile equipment 950 positions a flexible carrier in the alignment of the successive banks of tubes of the steam generator SG, and moves it between these banks. It 950 is introduced into the annular space of the SG. It supports a flexible carrier 910 having at its end a measuring probe 930 which will be introduced and moved between the tubes 903. This equipment comprises a carrier trolley, a module 951 driving the flexible carrier via the geared motor 952, a module 954 supporting a guiding device 925, a module 955 for directing the carrier using the play of the motor 959. The flexible carrier consists of one or a number of high-strength steel tapes. This mechanical equipment makes it possible to gain access everywhere above the tube plate, near each tube of the SG, for maintenance or inspection.

Description

DISPOSITIF D'INTERVENTION DANS LES CENERATEURS DE VAPEUR DES REACTEURS
NUCLEAIRES A EAU PRESSURISEE
L'invention concerne un dispositif destiné à des interventions dans le circuit secondaire des générateurs de vapeur (GV) de réacteurs nucléaires à eau pressurisée ("PWR"). Ce dispositif est inséré dans l'espace trés restreint séparant les tubes des GV. L'invention concerne également certains modes spécifiques d'utilisation à des fins de controle et de réparation, et leurs équipements correspondants.INTERVENTION DEVICE IN REACTOR STEAM CENERATORS
PRESSURIZED WATER NUCLEARS
The invention relates to a device intended for interventions in the secondary circuit of steam generators (GV) of pressurized water nuclear reactors ("PWR"). This device is inserted in the very limited space separating the tubes from the steam generators. The invention also relates to certain specific modes of use for inspection and repair purposes, and their corresponding equipment.

Ce dispositif est caractérisé en ce qu'il permet d'accéder a chaque tube, individuellement, à proximité immédiate de celui ci.This device is characterized in that it allows access to each tube, individually, in the immediate vicinity thereof.

Ce dispositif est introduit manuellement dans un GV à partir des trous de poing ou des "trous d'oeil" ménages dans l'enveloppe du GV. Suivant le cas, il permet d'intervenir à partir de la rue d'eau transversale entre les deux faisceaux de tubes ou à partir de l'espace annulaire longeant la paroi du GV. This device is manually inserted into a GV from the punched holes or household "eye holes" in the envelope of the GV. Depending on the case, it makes it possible to intervene from the transverse water street between the two bundles of tubes or from the annular space along the wall of the GV.

Certains dispositifs ont déjà été étudiés qui sont utilisés pour le nettoyage des boues cimentées qui s'accumulent sur la plaque à tubes dans le circuit secondaire. Ils alignent des buses projetant de l'eau sous très haute pression entre les intervalles des tubes de l'échangeur. Ce travail s'effectue à distance, les buses ne viennent pas au contact immédiat de chacun des tubes concernés.Certain devices have already been studied which are used for cleaning the cemented sludge which accumulates on the tube plate in the secondary circuit. They align nozzles projecting water under very high pressure between the intervals of the exchanger tubes. This work is carried out remotely, the nozzles do not come into immediate contact with each of the tubes concerned.

Le dispositif proposé est caractérisé en ce qu'il comporte en totalité ou partie: - un vecteur souple, de grande portée, dont l'épaisseur est compatible avec les espacements laissés entre les tubes par les différents types de trame d'implantation, portant les sondes d'instrumentation ou les moyens d'intervention, - un moyen de guidage du vecteur, - un équipage mobile spécifique du mode d'accès au faisceau de tubes (à partir de la rue d'eau transversale ou à partir de l'espace annulaire), commandant le positionnement, l'orientation et l'engagement du vecteur entre les tubes, - un moyen de guidage de l'équipage mobile.The proposed device is characterized in that it includes all or part: - a flexible vector, of large range, the thickness of which is compatible with the spacings left between the tubes by the different types of implantation frame, carrying the instrumentation probes or intervention means, - a vector guidance means, - a specific mobile equipment for the mode of access to the tube bundle (from the transverse water street or from space annular), controlling the positioning, orientation and engagement of the vector between the tubes, - a means of guiding the moving assembly.

La présente invention concerne également certaines applications spécifiques ainsi que les modes de réalisations correspondants, en particulier: a) un système permettant d'établir un relevé topographique des boues déposées, b) un système assurant une protection de gaz inerte à l'envers de tubes qui seraient soumis à une réparation par voie de brasage ou de soudage.The present invention also relates to certain specific applications as well as the corresponding embodiments, in particular: a) a system making it possible to establish a topographical survey of the sludges deposited, b) a system ensuring protection of inert gas on the reverse side of tubes that would be repaired by soldering or welding.

Dans ce qui suit, l'invention est exposée plus en détail à l'aide de dessins représentant seulement certains modes d'exécution.In the following, the invention is explained in more detail using drawings representing only certain embodiments.

Les figures la,b schématisent la configuration d'un GV de réacteur à eau pressurisée.Figures la, b show schematically the configuration of a pressurized water reactor GV.

Au dessus de la boite à eau 901 du GV (fig. la) se situe la plaque tubulaire 902 de répartition des tubes 903. Chaque tube effectue un aller-retour à la boite à eau, les deux faisceaux ainsi constitués sont séparés par une rue d'eau 904. Les trous de poing 905 d'acces , d'un diamètre de passage d'environ 160 mm., sont situés dans l'axe de la rue d'eau transversale (fig.lb). Les tubes sont distribués selon une trame ou réseau, définie par sa nature (à pas carré ou équilatéral), par la valeur du pas du réseau, par son ligament (ou distance minimale séparant deux tubes contigüs).Above the water box 901 of the GV (fig. La) is located the tubular plate 902 for distributing the tubes 903. Each tube goes back and forth to the water box, the two bundles thus formed are separated by a street of water 904. The fist holes 905 of access, with a passage diameter of about 160 mm., are located in the axis of the transverse water street (fig.lb). The tubes are distributed according to a frame or network, defined by its nature (with square or equilateral step), by the value of the network step, by its ligament (or minimum distance separating two contiguous tubes).

L'enveloppe 906 du GV est doublée intérieurement d'une jupe 907 qui délimite l'espace annulaire 908 disponible autour des faisceaux de tubes. L'eau pressurisée du circuit secondaire descend entre cette jupe et l'enveloppe de pression, pour remonter à la verticale le long des tubes de l'échangeur.The envelope 906 of the GV is lined internally with a skirt 907 which delimits the annular space 908 available around the bundles of tubes. The pressurized water of the secondary circuit descends between this skirt and the pressure casing, to rise vertically along the tubes of the exchanger.

Description
Le vecteur 910 (Fig.2a) est constitué de deux clinquants 911 d'épaisseur 0,9 mm , emboutis de manière à ménager des points d'accrochage, maintenus parallèles avec un écartement de 4 mm environ par des agrafes 912. t'espace intercalaire est occupé par les alimentations 913 des têtes de travail (possibilité de passage pour cinq conduits 3,6 nom.). Le rayon de courbure du vecteur est alors d'environ 110 mm., la course différentielle des âmes par rapport à la fibre neutre est encaissée par les agrafes.Description
The vector 910 (Fig. 2a) consists of two foils 911 of thickness 0.9 mm, stamped so as to provide attachment points, kept parallel with a spacing of approximately 4 mm by staples 912. the space interlayer is occupied by the 913 power supplies for the work heads (possibility of passage for five conduits 3.6 nom.). The radius of curvature of the vector is then about 110 mm., The differential travel of the cores relative to the neutral fiber is collected by the staples.

Pour qu'il n'y ait pas flambage du vecteur lorsque celui ci se trouve en porte à faux engagé entre les tubes, son épaisseur doit correspondre au plus près à la valeur du passage disponible afin que les tubes eux mêmes lui servent de maintien latéral. L'épaisseur de la tête 914 des agrafes interchangeables 912 est variable en fonction du type de GV, de la nature et du pas du réseau ainsi que du ligament.So that there is no buckling of the vector when it is in a cantilever engaged between the tubes, its thickness must correspond as closely as possible to the value of the passage available so that the tubes themselves serve as lateral support . The thickness of the head 914 of the interchangeable clips 912 is variable depending on the type of SG, the nature and the pitch of the network as well as the ligament.

Afin de protéger l'envers des soudures lors d'un soudage interne de réparation de tubes, un dispositif de soufflage de gaz (argon) peut être monté en tete, qui noie la paroi externe du tube dans une ambiance gazeuse au niveau de l'intervention interne (Fig.2b).In order to protect the reverse side of the welds during an internal repair repair of tubes, a gas blowing device (argon) can be mounted at the head, which drowns the external wall of the tube in a gaseous atmosphere at the level of the internal intervention (Fig. 2b).

Jusqu'à cinq conduits (tubes nylon ou autres) 913 peuvent être montés superposés entre les âmes du vecteur 910 pour alimenter une tête de soufflage.Up to five conduits (nylon tubes or the like) 913 can be mounted superimposed between the cores of the vector 910 to supply a blowing head.

Cette tête 915 comprend une chambre 917 de collection des alimentations 913 et une buse d'aspersion 916 orientée en fonction des trames de disposition des tubes. Elle est fixée sur le vecteur 910 par les alimentations elles-même et par deux pattes retenues par les premières agrafes 912.This head 915 comprises a chamber 917 for collecting the supplies 913 and a spray nozzle 916 oriented as a function of the frames for the arrangement of the tubes. It is fixed to the vector 910 by the power supplies themselves and by two tabs retained by the first clips 912.

Afin de créer une atmosphère gazeuse aussi homogène et enveloppante que possible autour d'une section de tube, il convient d'intervenir avec deux vecteurs placés de part et d'autre du tube considéré. La figure 5 montre, pour une trame triangulaire, les dispositions possibles pour des interventions à partir de la rue d'eau ainsi que à partir de l'espace annulaire.In order to create a gaseous atmosphere as homogeneous and enveloping as possible around a section of tube, it is advisable to intervene with two vectors placed on either side of the tube considered. FIG. 5 shows, for a triangular grid, the possible arrangements for interventions from the water street as well as from the annular space.

Sur la figure 3b, ce vecteur porte, en tête, une sonde à ultrasons 930 montée battante sur une lame ressort. Ceci permet pour des trames triangulées de 4 mm de passage, d'employer des sondes allant jusqu'à 0 7 mm. Lorsque l'ensemble est immergé, ce procédé permet de mesurer la hauteur d'eau séparant la sonde de la surface des boues.In FIG. 3b, this vector carries, at the head, an ultrasonic probe 930 mounted swinging on a spring blade. This allows for triangulated frames of 4 mm passage, to use probes up to 0 7 mm. When the assembly is submerged, this process measures the height of water separating the probe from the surface of the sludge.

Intervention à partir de la rue d'eau 904 diamétrale
Les figures 3a,b tiennent compte d'une disposition particulière d'un type de GV, où la rue d'eau est partagée en deux par des tirants, voire par une plaque de séparation verticale 960, et son accès également obstrué par une plaque de répartition de débit, horizontale 961.Intervention from the 904 diametral water street
Figures 3a, b take into account a particular arrangement of a type of GV, where the water street is divided in two by tie rods, or even by a vertical separation plate 960, and its access also obstructed by a plate flow distribution, horizontal 961.

Une poutre 921 servant de guidage à l'équipage mobile est montée par éléments, d'un trou de poing à l'autre, en prenant appui sur la plaque de séparation et la plaque de répartition. Sur la partie gauche de la figure 3a, est représenté ,le mécanisme d'entrainement et de guidage du vecteur 910 qui est porté par l'équipage mobile, et sur la partie dronte le mécanisme d'entrainement de l'équipage mobile sur la poutre de guidage 921.A beam 921 serving as a guide for the movable assembly is mounted in elements, from one fist hole to the other, bearing on the separation plate and the distribution plate. On the left-hand side of FIG. 3a, is shown, the drive and guiding mechanism of the vector 910 which is carried by the mobile assembly, and on the downstream part the drive mechanism of the mobile assembly on the beam guide 921.

La poutre 921 sert de guidage au train de galets 923 de l'équipage mobile 922 qui s'y déplace par un pignon motorisé 924 attaquant une crémaillère 929 sur la poutre. The beam 921 serves as a guide for the roller train 923 of the mobile assembly 922 which moves there by a motorized pinion 924 attacking a rack 929 on the beam.

L'équipage 922 comprend un ensemble de guidage fixe 925, linéaire, qui maintient le vecteur 910 glissant sur ses têtes d'agrafes et des galets latéraux 926. Sur ce guidage est articulé un second guidage 927 (fig.3b), escamotable, pour son passage par le trou de poing 9Q5 par un ressort de rappel 928, qui donne l'orientation au vecteur pour son engagement entre les tubes (ici une trame de disposition triangulaire), de façon que le guidage affleure la rangée de tubes et réduise au minimum la distance libre de flambage avant engagement.The crew 922 includes a fixed guide assembly 925, linear, which keeps the vector 910 sliding on its staple heads and lateral rollers 926. On this guide is articulated a second guide 927 (fig.3b), retractable, for its passage through the punch hole 9Q5 by a return spring 928, which gives the orientation to the vector for its engagement between the tubes (here a triangular arrangement frame), so that the guide is flush with the row of tubes and reduces the minimum free buckling distance before engagement.

Mise en place
La poutre mise en place, l'équipage mobile est introduit avec le vecteur engagé dans ses guidages de manière que la tête d'instrumentation en affleure l'extrémité. Suivant la profondeur de l'engagement de l'équipage dans la rue d'eau, le vecteur est tenu de proche en proche par des soutients jntermédiaires sur train de galets 923 reliés entre eux par des tirants (Fig.5).Set up
Once the beam is in place, the mobile assembly is introduced with the vector engaged in its guides so that the instrumentation head is flush with the end. Depending on the depth of the crew's engagement in the water street, the vector is held step by step by intermediate supports on roller train 923 connected to each other by tie rods (Fig. 5).

L'alignement sur une travée de tubes se fait par lecture de la position de l'équipage sur la crémaillère de la poutre et éventuellement par comptage sur les tubes à partir de la tête de guidage.The alignment on a span of tubes is done by reading the position of the crew on the rack of the beam and possibly by counting on the tubes from the guide head.

L'engagement du vecteur dans le faisceau de tubes peut être manuel à partir du trou de poing, son positionnement étant controlé par lecture directe d'une graduation inscrite sur les âmes du vecteur.The engagement of the vector in the tube bundle can be manual from the fist hole, its positioning being controlled by direct reading of a graduation inscribed on the souls of the vector.

Intervention par l'espace annulaire 908 (fig.l et fig.4a,b) ,au niveau du trou de poing, l'espace annulaire est délimité par la paroi du GV et la jupe interne. Cet espace n'excède pas 100 mm. de largeur. La jupe ne descendant pas au fond du GV, la largeur disponible passe alors à près de 150 mm. jusqu'au faisceau de tubes. En fonction du diamètre des trous de poing, les dimensions des composants rigides doivent être inférieures à environ 90x90x150 mm..Intervention through the annular space 908 (fig.l and fig.4a, b), at the level of the fist hole, the annular space is delimited by the wall of the SG and the internal skirt. This space does not exceed 100 mm. of width. As the skirt does not descend to the bottom of the GV, the available width then increases to almost 150 mm. up to the tube bundle. Depending on the diameter of the punch holes, the dimensions of the rigid components must be less than approximately 90x90x150 mm.

Selon des techniques déjà connues, un chariot 942 tracté par câble 941 est mis en place sous le niveau de la jupe par éléments successifs à partir du trou de poing. I1 comprend, ici, deux blocs 943 et 944 équipés de galets de roulement 945 et reliés par une platine 946.According to techniques already known, a carriage 942 towed by cable 941 is placed under the level of the skirt by successive elements from the fist hole. I1 comprises, here, two blocks 943 and 944 equipped with rollers 945 and connected by a plate 946.

L'équipage 950 caractéristique de l'invention est composé de trois modules assemblés successivement sur le chariot 942 - Le premier module 951 comprend le galet 952 d'entrainement du vecteur 910 en sortie d'un guidage fixe 925; le motoréducteur 953 (fig.4a) du galet 952 est monté dans un logement du bloc arrière 944 du chariot.The equipment 950 characteristic of the invention is composed of three modules assembled successively on the carriage 942 - The first module 951 comprises the roller 952 for driving the vector 910 at the outlet of a fixed guide 925; the gearmotor 953 (fig.4a) of the roller 952 is mounted in a housing in the rear unit 944 of the carriage.

- Le deuxième module 954 se compose d'un guidage fixe 925 suivant le rayon de courbure de 110 mm. du vecteur pour une orientation à 450. - The second module 954 consists of a fixed guide 925 along the radius of curvature of 110 mm. of the vector for orientation at 450.

- Le troisième module 955 comporte un guidage droit 956 monté articulé sur une noix 957 circulant sur une vis sans fin 958 commandée par un motoréducteur 959. Ce guidage peut prendre toutes les positions intermédiaires entre les tangentes 450 et 900de façon à présenter le vecteur face à chaque travée de tubes quelque soit la trame du GV et la position de l'équipage dans l'espace annulaire 908.- The third module 955 includes a straight guide 956 mounted articulated on a nut 957 circulating on an endless screw 958 controlled by a geared motor 959. This guide can take all the intermediate positions between the tangents 450 and 900 so as to present the vector facing each row of tubes whatever the frame of the SG and the position of the crew in the annular space 908.

Mise en place
Une fois le chariot tracté 942 mis en place, il reçoit les modules 951 et 954.Set up
Once the towed carriage 942 is in place, it receives the modules 951 and 954.

Le vecteur 910 est alors introduit par son arrière dans l'espace annulaire, du côté opposé à la marche du chariot, relié à l'extérieur par son faisceau d'alimentation. Sa tête est introduite déjà prise dans les guidages du module 955 qui vient se positionner sur le module 954. Manuellement, avec l'aide du galet d'entrainement 952, le vecteur est engagé dans les guidages fixes suivants dont la partie supérieure est amovible.The vector 910 is then introduced from its rear into the annular space, on the side opposite the step of the carriage, connected to the outside by its supply beam. Its head is introduced already taken in the guides of the module 955 which is positioned on the module 954. Manually, with the help of the drive roller 952, the vector is engaged in the following fixed guides whose upper part is removable.

Le positionnement de l'équipage dans le GV se fait par lecture du défilement du câble tracteur 941. Une caméra vidéo peut être montée sur le module 954 et permettre un pilotage à vue. L'angle de sortie du vecteur est asservi, en fonction de la trame des tubes, à la position de l'équipage. La longueur de sortie du vecteur dans une travée, et donc le positionnement de sa tête par rapport à un tube donné, est donnée par codage du moteur 953 d.'entrainement.The crew is positioned in the GV by reading the scrolling of the tractor cable 941. A video camera can be mounted on the module 954 and allow piloting on sight. The angle of exit of the vector is controlled, according to the frame of the tubes, to the position of the crew. The length of output of the vector in a span, and therefore the positioning of its head relative to a given tube, is given by coding of the motor 953 d.'drive.

Sur la figure 5 sont représentées plusieurs possibilités d'accès à des tubes individuels de l'échangeur.In FIG. 5 are represented several possibilities of access to individual tubes of the exchanger.

L'accès au tube A, par exemple, est réalisé grâce aux chariots 922 circulant dans la rue d'eau 904. En revanche, le tube B est approché par deux dispositifs 950 se déplaçant en périphérie. Sur ce schéma, les vecteurs souples 910 sont utilisés pour créer localement une ambiance de gaz neutre sur la surface extérieure des tubes A et B. Access to tube A, for example, is achieved by carriages 922 circulating in the water street 904. On the other hand, tube B is approached by two devices 950 moving at the periphery. In this diagram, the flexible vectors 910 are used to locally create an atmosphere of neutral gas on the exterior surface of the tubes A and B.

Claims

REVENDICATIONS :CLAIMS:

1. L'invention concerne un dispositif d'intervention sur des tubes de générateurs de vapeur (GV) de réacteurs nucléaires à eau pressurisée, destiné à apporter à proximité immédiate de ces tubes pris individuellement, un outil ou une sonde de mesure ou d'inspection, caractérisé en ce qu'il comporte en totalité ou partie: - un vecteur souple 910 qui est inséré entre les tubes 903, portant les sondes d'instrumentation 930 ou les moyens d'intervention, - un moyen d'orientation du vecteur entre les rangées de tubes. Ce moyen est spécifique du mode d'accès aux rangées de tubes (soit 927 à partir de la rue d'eau diamétrale, soit 956 à partir de l'espace annulaire), - un moyen 925 de guidage du vecteur souple, - un moyen de propulsion 952 du vecteur par rapport à l'équipage mobile, - un équipage mobile portant ces moyens d'orientation, de guidage et de propulsion.Cet équipage mobile est spécifique du mode d'accès au faisceau de tubes (soit 922 à partir de la rue d'eau transversale, soit 950 à partir de ltespace annulaire). - - un moyen de guidage 921 de l'équipage mobile.1. The invention relates to an intervention device on tubes of steam generators (SGS) of pressurized water nuclear reactors, intended to bring in the immediate vicinity of these tubes taken individually, a tool or a measurement or inspection, characterized in that it includes all or part: - a flexible vector 910 which is inserted between the tubes 903, carrying the instrumentation probes 930 or the intervention means, - a means for orienting the vector between the rows of tubes. This means is specific to the mode of access to the rows of tubes (either 927 from the diametral water street, or 956 from the annular space), - a means 925 for guiding the flexible vector, - a means 952 propulsion system relative to the moving part, - a moving part carrying these means of orientation, guidance and propulsion.This moving part is specific to the mode of access to the tube bundle (i.e. 922 from the transverse water street, i.e. 950 from the annular space). - - a guide means 921 for the moving assembly.

2. Vecteur selon 1 caractérisé en ce qu'il est composé de deux clinquants 911 métalliques parallèles rendus solidaires par agrafage, enserrant entre eux les câbles d'alimentations 913 (électrique, gaz, fibres optiques, ..) d'une instrumentation qu'il porte en tête.2. Vector according to 1, characterized in that it is composed of two parallel metallic foils 911 made integral by stapling, enclosing between them the power cables 913 (electric, gas, optical fibers, etc.) of an instrumentation that he carries in mind.

3. Vecteur selon 1 caractérisé en ce qu'il est équipé d'une sonde 930 (acoustique, optique,..), montée flottante en son extrémité, qui se faufile entre les tubes, tout en restant dans le même alignement.3. Vector according to 1, characterized in that it is equipped with a 930 probe (acoustic, optical, etc.), mounted floating at its end, which threads between the tubes, while remaining in the same alignment.

4. Procédé mettant en oeuvre le dispositif selon 1, de relevé topographique des boues cimentées qui s'accumulent sur la plaque à tubes des échangeurs, où la sonde selon la revendication 3 est un palpeur à ultrasons mesurant, en immersion dans l'eau, la distance qui la sépare de la surface des boues. 4. Method using the device according to 1, for topographical survey of the cemented sludge which accumulates on the tube plate of the exchangers, where the probe according to claim 3 is an ultrasonic probe measuring, in immersion in water, the distance from the surface of the sludge.

5. Procédé mettant en oeuvre le dispositif selon 1, de réparation des tubes de GV selon 5 caractérisée en ge qu'une protection de gaz inerte est apportée en périphérie et à l'extérieur du tube à réparer, au niveau de la soudure ou de la brasure réalisée à partir de l'intérieur du tube.5. Method using the device according to 1, for repairing the GV tubes according to 5, characterized in that an inert gas protection is provided at the periphery and outside of the tube to be repaired, at the weld or the solder made from inside the tube.

6. Procédé mettant en oeuvre le dispositif selon 1, caractérisé en ce qu'il comprend deux équipages d'intervention menant symétriquement deux vecteurs sur un tube particulier; caractérisé également en ce que ces vecteurs sont équipés d'orifices de soufflage de gaz. 6. Method implementing the device according to 1, characterized in that it comprises two intervention crews leading symmetrically two vectors on a particular tube; also characterized in that these vectors are equipped with gas blowing orifices.