FR2754892A1 - Procede et dispositif de controle geometrique d'un assemblage de combustible par photogrammetrie - Google Patents

Abstract

On réalise, sur chacune des arêtes de grille (7, 7') d'au moins deux ensembles d'arêtes de grille alignées d'au moins trois grilles (2) d'un assemblage de combustible (1), au moins un couple de prises de vues sous des angles différents, en utilisant au moins trois couples de stations de prises de vues (11, 11') alignées suivant la direction d'une arête (8, 8') de l'assemblage de combustible (1). On détermine, à partir des prises de vues, les coordonnées dans un repère fixe de l'espace, d'au moins un point de chacune des arêtes de grille (7, 7') et on réalise une comparaison des coordonnées obtenues pour chacun des ensembles d'arêtes de grille (7, 7') alignées suivant une arête (8, 8') de l'assemblage de combustible (1) pour déterminer un écart éventuel à la rectitude des arêtes (8, 8') de l'assemblage de combustible (1).

Description

L'invention concerne un procédé et un dispositif de contrôle géométrique d'un assemblage de combustible d'un réacteur nucléaire, par photogrammétrie, pour contrôler la rectitude des arêtes de l'assemblage de combustible.

Les réacteurs nucléaires, tels que les réacteurs nucléaires à eau sous pression, comportent un coeur constitué par des assemblages de combustible de forme prismatique placés de manière juxtaposée.

Les assemblages de combustible comportent une ossature de forme prismatique dans laquelle des crayons de combustible sont engagés et maintenus pour constituer un faisceau dans lequel les crayons sont parallèles entre eux et disposés suivant la direction longitudinale de l'assemblage.

L'ossature comporte en particulier des grillesentretoises réparties suivant la direction longitudinale de l'assemblage qui comportent un réseau d'ouvertures destinées à recevoir les crayons combustibles pour les maintenir dans une disposition ordonnée dans les plans transversaux de l'assemblage perpendiculaires à la direction longitudinale.

Les grilles sont reliées entre elles par des tubes-guides de direction longitudinale qui se substituent à certains crayons de l'assemblage de combustible.

L'assemblage de combustible est fermé à ses extrémités par des embouts engagés et fixés sur les extrémités des tubes-guides.

Pendant le fonctionnement du réacteur nucléaire, le matériau fissile contenu dans les crayons de combustible s'épuise du fait des réactions nucléaires et il est nécessaire d'effectuer périodiquement le rechargement du coeur du réacteur nucléaire, pendant un arrêt à froid du réacteur.

Généralement, le rechargement est effectué sur une partie seulement (par exemple un-tiers) des assemblages du coeur.

Les assemblages de combustible irradiés extraits de la cuve du réacteur contenant le coeur, pendant une opération de rechargement, sont transférés depuis le bâtiment du réacteur jusqu'a un bâtiment voisin appelé bâtiment du combustible, pour être stockés dans une piscine de désactivation.

I1 est nécessaire d'effectuer divers contrôles sur les assemblages de combustible irradiés extraits de la cuve du réacteur nucléaire, par exemple pour déterminer si ces assemblages ne sont pas générateurs de fuites radioactives. I1 est également nécessaire d'effectuer des contrôles de type géométrique sur les assemblages de combustible, pour obtenir des informations sur le comportement des assemblages de combustible dans le coeur pendant le fonctionnement du réacteur nucléaire et pour définir un plan de rechargement du réacteur nucléaire prenant en compte des déformations éventuelles d'assemblages de combustible qui doivent être réintroduits dans le coeur.

En particulier, il est nécessaire d'effectuer un contrôle de rectitude de l'assemblage de combustible par contrôle de la forme des arêtes de la surface prismatique droite délimitant extérieurement l'assemblage de combustible.

On utilise habituellement, pour effectuer le contrôle géométrique de rectitude des assemblages de combustible, une installation comprenant des moyens de positionnement précis de l'assemblage de combustible et une caméra réglée par rapport à des éléments de référence de l'installation et montée pour se déplacer verticalement le long de l'assemblage en cours de contrôle qui est fixé sur les moyens de positionnement.

Un tel dispositif nécessite l'utilisation et la mise en oeuvre de moyens de la centrale nucléaire tels que le pont-passerelle situé au-dessus de la piscine du combustible, ce qui s'avère gênant pour l'organisation des opérations de maintenance dans le réacteur nucléaire pendant les phases de rechargement.

En outre, le temps nécessaire pour la mise en place de l'assemblage sur le dispositif et la réalisation des mesures est très long et augmente en conséquence le temps total nécessaire pour les opérations de rechargement du réacteur. Ce contrôle ne peut être effectué que par sondage sur quelques assemblages de combustible.

On connaît également un dispositif de contrôle par ultrasons des assemblages de combustible comportant deux poutres indépendantes placées verticalement en regard de deux faces orthogonales de l'assemblage de combustible. Les poutres comportent au moins trois capteurs à ultrasons disposés suivant la direction longitudinale des poutres à intervalles réguliers et placés en regard des faces des plaquettes périphériques des grilles de l'assemblage de combustible. L'assemblage est maintenu dans une position précise par un moyen de préhension adapté. Cette opération de contrôle est également longue à mettre en oeuvre et nécessite un positionnement précis de l'assemblage de combustible.

On connaît également par le FR-A-2.721.704 un dispositif d'inspection automatique d'assemblages de combustible'qui comporte une caméra associée à un système d'illumination montée mobile suivant trois axes de manière à réaliser le balayage de ensemble de l1assem- blage de combustible. Les images de la caméra sont traitées numériquement dans un ordinateur qui fournit des données dimensionnelles sur l'assemblage de combustible.

L'utilisation d'un tel dispositif demande un temps d'exploitation important et nécessite un positionnement de l'assemblage de combustible sur un socle avant d'effectuer le contrôle.

Les procédés et dispositifs de contrôle suivant l'art antérieur nécessitent donc toujours la mise en place de l'assemblage de combustible sur une partie de l'installation de contrôle, ce qui oblige à limiter le contrôle à certains des assemblages considérés comme douteux.

On ne connaissait donc pas de procédé et de dispositif permettant de réaliser le contrôle des assemblages de combustible, de manière systématique, après leur déchargement du coeur, par exemple pendant leur transfert dans la piscine de désactivation de la centrale nucléaire.

Il est connu d'utiliser des techniques de photo grammétrie mettant en oeuvre des prises de vue d'un objet suivant deux angles différents, pour obtenir une vue stéréoscopique de cet objet ou encore des informations sur les dimensions ou la forme de l'objet. Ces techniques sont appliquées dans certains secteurs de l'industrie, par exemple pour contrôler les cotes et la forme géométrique d'ensembles chaudronnés de grandes dimensions ou de constructions de génie civil. Ces contrôles peuvent être utilisés dans le but de vérifier qu'une réalisation est bien conforme, au moment de sa recette, ou encore pour vérifier son comportement dans le temps ou au cours d'essais.

Du fait du grand nombre de prises de vues nécessaires pour effectuer le contrôle d'une réalisation industrielle, les techniques photogrammétriques mise en oeuvre dans l'industrie nécessitent un temps d'exécution relativement long, en particulier pour l'acquisition des images, pour la réalisation des mesures sur les images et pour l'exploitation des mesures mettant en oeuvre des calculs complexes.

Le temps d'exécution des prises de vues et des mesures sur l'objet contrôlé s'ajoute au temps nécessaire pour effectuer un étalonnage de l'installation de photogrammétrie.

Jusqu'ici on n'a jamais proposé d'utiliser des techniques photogrammétriques pour le contrôle de rectitude des assemblages de combustible et ces techniques semblent a priori peu adaptées du fait de la complexité et de la durée des opérations mises en oeuvre pour obtenir les caractéristiques géométriques dans l'espace d'un objet.

Le but de l'invention est donc de proposer un procédé de contrôle géométrique d'un assemblage de combustible pour un réacteur nucléaire comportant, à l'intérieur d'une ossature de forme prismatique, un faisceau de crayons combustibles parallèles entre eux disposés suivant la direction longitudinale de l'assemblage de combustible, l'ossature comportant une pluralité de grilles-entretoises de maintien transversal des crayons combustibles espacées l'une de l'autre suivant la direction longitudinale de l'assemblage de combustible, de forme prismatique droite et comportant des arêtes alignées suivant des arêtes longitudinales de l'assemblage de combustible, le procédé ayant pour but de contrôler la rectitude des arêtes de l'assemblage de combustible, en un temps le plus court possible, pendant une phase de manutention de l'assemblage de combustible, en utilisant une technique de photogrammétrie.

Dans ce but
- on réalise sur chacune des arêtes de grille d'au moins deux ensembles d'arêtes de grille alignées d'au moins trois grilles d'un assemblage de combustible, au moins un couple de prises de vues sous des angles différents, en utilisant au moins trois couples de stations de prises de vues alignées suivant la direction d'une arête de l'assemblage de combustible,
- on détermine, à partir des prises de vues, les coordonnées dans un repère fixe de l'espace, d'au moins un point de chacune des arêtes de grille, et
- on réalise une comparaison des coordonnées obtenues pour chacun des ensembles d'arêtes de grille alignées suivant une arête de l'assemblage de combustible, pour déterminer un écart éventuel à la rectitude des arêtes de l'assemblage de combustible.

Afin de bien faire comprendre l'invention, on va maintenant décrire, à titre d'exemple non limitatif, un assemblage de combustible, un dispositif pour effectuer un contrôle de rectitude des arêtes de l'assemblage par photogrammétrie et la mise en oeuvre de ce dispositif suivant le procédé de l'invention.

La figure 1 est une vue en élévation d'un assemblage de combustible d'un réacteur nucléaire refroidi par de l'eau sous pression.

Les figures 2, 3 et 4 sont des vues schématiques montrant de manière exagérée plusieurs types de déforma- tion d'un assemblage de combustible ; les figures 2 et 3 sont des vues en élévation ; la vue de la figure 4 est une vue de dessus.

La figure 5 est une vue en perspective d'une installation de contrôle d'un assemblage de combustible mettant en oeuvre le procédé suivant l'invention.

La figure 6 est une vue en élévation latérale d'une installation de contrôle pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention.

La figure 7 est une vue en coupe par un plan horizontal de l'installation représentée sur les figures 5 et 6.

La figure 8 est une vue en perspective montrant le principe du procédé de contrôle des arêtes d'un assemblage de combustible par photogrammétrie.

La figure 9 est une vue en élévation d'un gabarit permettant l'étalonnage de l'installation de contrôle photogrammétrique d'assemblages de combustible.

La figure 10 est une vue en plan du bâtiment du combustible d'une centrale nucléaire dans lequel est mis en oeuvre le procédé de contrôle suivant l'invention.

Sur la figure 1, on a représenté un assemblage de combustible pour un réacteur nucléaire à eau sous pression désigné de manière générale par le repère 1.

L'assemblage de combustible 1 comporte une ossature constituée par des grilles-entretoises 2 espacées suivant la longueur de l'assemblage de combustible, des tubes-guides 3 engagés à l'intérieur des grilles-entretoises successives de l'assemblage de combustible ainsi qu'un embout supérieur 4 et un embout inférieur 5 fixés sur les parties d'extrémité des tubes-guides 3.

Les crayons combustibles 6 de l'assemblage de combustible sont engagés dans l'ossature de manière à constituer un faisceau de crayons parallèles. Les grilles-entretoises 2 comportent des ouvertures disposées suivant un réseau régulier dans chacune desquelles est engagé un crayon de combustible ou un tube-guide 3.

L'assemblage de combustible 1 présente une forme prismatique droite à section carrée, c'est-à-dire parallélépipédique à section carrée. Les grilles-entretoises 2 présentent elles-mêmes une forme prismatique droite à section carrée et sont délimitées extérieurement par une ceinture de forme parallélépipédique pliée à 90" suivant quatre arêtes telles que 7 et 7'.

Les arêtes 7 et 7' des grilles 2 successives de l'assemblage de combustible 1 sont alignées suivant les quatre arêtes de l'assemblage. Sur la figure 1, on a représenté deux arêtes 8 et 8' de l'assemblage de combustible suivant lesquelles sont alignées les arêtes telles que 7 et 7' des grilles-entretoises successives 2 de l'ossature de l'assemblage.

Après un certain temps de séjour dans le coeur du réacteur nucléaire en fonctionnement, l'ossature de l'assemblage peut présenter certaines déformations qui peuvent se traduire en particulier par des arêtes 8 et 8' de l'assemblage de combustible présentant une forme arquée, comme il est visible sur les figures 2 et 3 où la déformation a été représentée de manière très fortement exagérée. Les arêtes de l'assemblage peuvent également présenter une déformée en forme de S.

Sur la figure 2, on a représenté un assemblage de combustible dont les arêtes 8 et 8' présentent une déformation en forme d'arc-de-cercle, de telle sorte que l'axe 9 de l'embout supérieur de l'assemblage de combustible se trouve décalé latéralement par rapport à l'axe 9' de l'embout inférieur 5 de l'assemblage de combustible.

Dans le cas de la déformation représentée sur la figure 3, les arêtes 8 et 8' de l'assemblage de combustible sont également déformées en arc-de-cercle et l'embout supérieur 4 et l'embout inférieur 5 de l'assemblage de combustible sont restés sensiblement parallèles et sont toujours centrés sur l'axe 9 de l'assemblage de combustible.

Sur la figure 4, on a représenté une déformation dans laquelle la partie supérieure 4 de l'assemblage de combustible constituée par l'embout supérieur a tourné par rapport à l'embout inférieur 5 autour de l'axe de l'assemblage de combustible. On parle alors de vrillage de l'assemblage de combustible alors que dans le cas représenté sur les figures 2 et 3 on parle d'arcure de l'assemblage de combustible.

Ces types de défauts peuvent être décelés en utilisant le procédé selon l'invention et un dispositif pour sa mise en oeuvre tel que représenté sur les figures 5, 6 et 7.

Le dispositif selon l'invention peut permettre également de tracer la déformée des arêtes de l'assemblage de combustible avec une précision plus ou moins grande, suivant le nombre de prises de vues utilisé.

Sur les figures 5 et 6, on a représenté un dispositif de contrôle de rectitude des arêtes d'un assemblage de combustible, par une technique photogrammétrique.

L'assemblage de combustible 1 est placé dans une disposition verticale entre deux mâts verticaux 10 et 10' sur lesquels sont fixées des caméras 11 et 11' disposées chacune au niveau d'une grille-entretoise 2 de l'assemblage de combustible 1.

Pour chacune des grilles telles que 2a, 2b, 2c, 2d et 2e de l'assemblage de combustible 1 sur lesquelles on effectue des prises de vues, une caméra 11 fixée sur le mât 10 et une caméra 11' fixée sur le mât 10' sont dirigées vers les arêtes 7 et 7' de la grille-entretoise.

Les caméras 11 et 11' permettent de réaliser deux prises de vues des arêtes 7 et 7' sous des angles différents.

Suivant la précision avec laquelle on désire obtenir la déformée des arêtes 8 et 8' de l'assemblage de combustible le long desquelles sont alignées les arêtes 7 et 7' des grilles-entretoises successives 2, on disposera sur les mâts 10 et 10' un nombre plus ou moins grand de caméras associées par couple de manière à assurer des prises de vues le long de deux arêtes de l'assemblage de combustible.

Dans le cas du mode de réalisation représenté sur la figure 5, on utilise cinq couples de caméras disposées en vis-à-vis de cinq grilles-entretoises réparties suivant la hauteur de l'assemblage de combustible.

Généralement, on réalisera une visée sur des grilles-entretoises situées à la partie supérieure et à la partie inférieure de l'assemblage de combustible ou éventuellement au niveau des embouts de l'assemblage de combustible ainsi que sur les arêtes d'une ou plusieurs grilles situées entre les deux extrémités de l'assemblage de combustible.

Au minimum, on réalisera des prises de vues sur deux arêtes d'une grille disposée à la partie supérieure de l'assemblage combustible, sur une grille disposée à la partie inférieure et sur une grille disposée dans une partie médiane de l'assemblage de combustible.

Sur la figure 6, on a représenté de manière schématique les caméras 11 fixées sur le mât 10 permettant la visée des arêtes de cinq grilles-entretoises 2a, 2b, 2c, 2d et 2e.

Les champs des caméras 11 à l'intérieur des faisceaux de visée correspondant 12 sont tels que les caméras permettent d'obtenir une image des arêtes 7 et 7' de la grille sur toute sa hauteur. De plus, l'axe de visée 13 de chacune des caméras est dirigé sensiblement sur le point milieu de l'arête de la grille-entretoise correspondante.

Chacune des caméras 11 est reliée à un module de traitement électronique 14 qui est un ordinateur permettant d'analyser les images provenant des caméras et de déterminer la position sur l'image reçue des arêtes des grilles-entretoises, avec une grande précision.

Sur la figure 7, on a représenté deux caméras 11 et 11' placées sensiblement à un même niveau suivant la hauteur de l'assemblage de combustible, de manière à réaliser la visée des arêtes 7 et 7' d'une même grilleentretoise 2 de l'assemblage de combustible 1.

Chacune des caméras 11 et 11' présente un champ de visée 12 ou 12' couvrant l'ensemble de l'assemblage de combustible.

De plus, les caméras 11 et 11' sont dirigées vers les arêtes 7 et 7' de la grille-entretoise 2 de l'assemblage de combustible, de manière à se trouver respectivement sur le plan bissecteur de l'angle dièdre des deux faces de l'assemblage dont l'arête est constituée par l'arête 7 ou 7' de la grille-entretoise, respectivement.

De ce fait, sur la section horizontale représentée sur la figure 7, les axes de visée 13 et 13' des caméras 11 et 11' sont dirigés suivant les bissectrices de la section de la grille qui font un angle de 45" avec chacune des faces externes de la grille qui se coupent suivant l'arête 7 ou suivant l'arête 7' respectivement.

Du fait de l'ouverture du faisceau définissant le champ des caméras 11 et 11', chacune des caméras 11 et 11' permet de fournir une vue de l'arête 7 et une vue de l'arête 7', de sorte que les caméras 11 et 11' fournissent, pour chacune des arêtes 7 et 7', deux vues sous des angles différents.

Pour obtenir des images bien visibles des arêtes 7 et 7' de la grille-entretoise 2, des moyens d'éclairage 15 et 15' sont associés aux caméras 11 et 11' et dirigés vers les arêtes 7 et 7' respectivement.

Chacun des couples de caméras 11 et 11' disposées au niveau d'une grille-entretoise 2 fournit ainsi deux vues de deux arêtes 7 et 7' d'une grille-entretoise.

L'ensemble des caméras 11 et 11' disposées suivant la direction longitudinale des mâts 10 et 10' parallèles aux arêtes de l'assemblage de combustible 1 permet de réaliser deux prises de vues sous deux angles différents de chacune des arêtes de grille 7 et 7' alignées suivant deux arêtes de l'assemblage de combustible.

Sur la figure 8, on a représenté une partie de l'assemblage de combustible 1 comportant deux grillesentretoises successives 2a, 2b comportant des arêtes respectivement 7a, 7'a et 7b, 7'b sur lesquelles on réalise des mesures par photogrammétrie. Pour chacune des arêtes 7a, 7'a, 7b, 7'b, on réalise un couple de prises de vues en utilisant soit le couple de caméras îîa, ll'a pour les arêtes 7a, 7'a de la grille 2a, soit le couple de caméras llb, ll'b pour les prises de vues sur les arêtes 7b, 7'b de la grille-entretoise 2b.

Pour chacune des arêtes de grille, par exemple l'arête 7a, on réalise une prise de vue avec l'une des caméras (lia) et une seconde prise de vue sous un angle différent avec la seconde caméra (ll'a).

L'arête 7a se trouve à l'intersection d'un premier plan 16a et d'un second plan 17a contenant l'arête 7a et le point principal de la caméra correspondante îîa ou ll'a.

Les mesures effectuées sur les images fournies par les caméras îîa, Il'a, éloignées l'une de l'autre de la distance entre les mâts 10 et 10', compte tenu d'une opération d'étalonnage qui sera décrite par la suite, permet de déterminer les plans 16a et 17a et donc leur intersection 7a, dans un repère fixe de l'espace, appelé référentiel, qui est détermine au moment de l'étalonnage du dispositif de prises de vues photogrammétriques.

La position des arêtes de grille est donc déterminée à partir de l'intersection d'un premier plan de visée à 45C d'une première caméra et d'un second plan de visée d'une seconde caméra faisant un angle différent de 45" avec les faces de l'assemblage se recoupant au niveau de l'arête.

Les images obtenues par l'une et l'autre des deux caméras sont analysées dans l'ordinateur de traitement d'images 14 pour fournir la position des arêtes dans un repère fixe ou au minimum la position d'un point des arêtes défini par ses coordonnées dans le repère fixe.

Préalablement aux prises de vues et à l'analyse des images par l'ordinateur 14, on réalise un étalonnage du dispositif de contrôle photogrammétrique.

Sur la figure 9, on a représenté, à titre d'exemple, un canevas d'étalonnage 20 qui peut être utilisé pour effectuer l'étalonnage du système de contrôle photogrammétrique.

Le canevas 20 est constitué par un cadre à l'in térieur duquel sont tendus des fils 21 espacés l'un de l'autre d'une distance dépendant des caractéristiques des caméras.

Sur les fils tendus 21 du canevas 20 sont matérialisés des points 22, par exemple par des billes ou par éléments de marquage de type approprié.

La dimension du cadre est telle que sa longueur est supérieure à la longueur d'un assemblage de combustible 1 et sa largeur supérieure à la diagonale de l'assemblage de combustible (ou à la diagonale des grillesentretoises).

Le canevas d'étalonnage 20 est utilisé avant d'effectuer une série de mesure sur des assemblages de combustible. On place le canevas 20 dans la zone d'observation des caméras 11 et 11' dans une position correspondant à la position de l'assemblage de combustible 1.

Dans cette position, le canevas 20 enveloppe le contour d'un assemblage de combustible 1, quelle que soit l'orientation de ce canevas.

On réalise une prise de vue du canevas 20 en utilisant les caméras 11 et 11' situées sur les mâts 10 et 10' de part et d'autre de l'emplacement réservé au canevas et aux assemblages de combustible.

On réalise plusieurs prises de vues pour chacune des caméras en faisant tourner le canevas autour de son axe longitudinal.

Les points 22 du canevas ont des coordonnées qui sont connues et qui peuvent être définies dans un repère constituant un référentiel objet.

Les prises de vues effectuées sur le canevas sont utilisées pour effectuer la détermination des caractéristiques du système de contrôle photogrammétrique.

Ces caractéristiques sont relatives
- aux paramètres de l'orientation interne de chacune des caméras, ces paramètres étant constitués par la distance principale de la caméra (distance focale + distance de réglage), par l'excentrement du point principal de la caméra et par la distorsion due à l'objectif, et
- aux paramètres de l'orientation externe, c'està-dire aux paramètres du système définissant les positions et orientations des différentes caméras les unes par rapport aux autres.

En ce qui concerne l'orientation externe du système de caméras, on détermine, pour chacune des caméras, les coordonnées du centre de perspective et l'orientation de la caméra. On obtient ainsi une matrice de passage du référentiel objet au référentiel image, permettant l'exploitation des prises de vues ultérieures sur l'objet.

Les mesures effectuées sur les images sont réalisées en tenant compte de la taille des pixels des caméras, la taille des pixels étant déterminée au préalable.

Pour effectuer l'étalonnage de l'ensemble du système de contrôle par photogrammétrie à partir des caméras, on utilise les données d'étalonnage interne de chacune des caméras, les coordonnées des points de référence sur le canevas qui sont connues et les mesures effectuées sur les images des fils fournies par les camé ras et exprimées par des coordonnées dans le référentiel image associé à chacune des caméras du système photogrammétrique.

On en déduit les coordonnées du centre de perspective dans le référentiel objet et l'orientation du référentiel image des caméras dans le référentiel objet, c ' est-à-dire dans le repère fixe de l'espace dans lequel seront exprimées les coordonnées des bords de grilles.

On effectue ensuite une vérification des déterminations effectuées lors de l'étalonnage en calculant les coordonnées des points 22 matérialisés sur les fils du canevas. On obtient ainsi une évaluation des incertitudes du système quant à la détermination des coordonnées sous la forme des écarts maximaux entre les coordonnées calculées et les coordonnées de référence.

On effectue alors des prises de vues en utilisant les caméras 11 et 11' sur un assemblage de combustible 1, comme représenté sur les figures 5 et 6.

Le principe des mesures effectuées sur les images obtenues des arêtes de grille consiste à déterminer les coordonnées image de points situés sur l'arête de grille de l'image. Les coordonnées image obtenues sont corrigées des défauts d'excentrement et de distorsion, en utilisant les données d'étalonnage de chacune des caméras. Pour cela, un programme utilisé par l'ordinateur d'exploitation d'images 14 analyse ligne par ligne la zone dans laquelle se trouve l'arête de grille sur l'image fournie par la caméra et donne pour chacun des segments balayés sur une ligne, l'abscisse de l'arête de grille sur la ligne considérée.

On effectue ensuite un traitement statistique des mesures pour déterminer les coordonnées de l'arête de grille ou éventuellement les coordonnées du point milieu de l'arête de grille uniquement.

On effectue ensuite le calcul, pour chacune des caméras, d'un ensemble de caméras 11, du plan de visée de l'arête de grille correspondant par exemple au plan 16a ou au plan 16'a représenté sur la figure 8, en ce qui concerne les caméras îîa et Il'a.

On projette ensuite sur ce plan de visée les visées réalisées sur la même arête de grille par la seconde caméra du couple photogrammétrique de caméras, par exemple le plan de visée 17a de l'arête 7a par la caméra Il'a. L'arête 7a correspond à l'intersection des plans 16a et 17a.

Sur la figure 8, on a représenté, dans le cas de l'arête 7'a, un premier plan 17'a correspondant à une position théorique de l'arête et un second plan 17"a correspondant à un décalage de l'arête dû à une déformation de l'assemblage de combustible. Le défaut de rectitude correspondant peut être mesuré. Les coordonnées des arêtes de grille ou du point milieu de ces arêtes sont exprimées dans le repère de référence relatif au système de contrôle qui est défini au moment de l'étalonnage.

On effectue ensuite, dans l'ordinateur 14 d'exploitation des prises de vues par les caméras, la comparaison des coordonnées obtenues pour chacune des arêtes par le couple de caméras effectuant des prises de vues de cette arête.

On obtient ainsi une évaluation de la rectitude des arêtes de l'assemblage de combustible suivant lesquelles sont alignées les arêtes des grilles-entretoises.

En fonction du nombre de couples de caméras utilisées pour la visée des bords de grilles, on peut tracer, de manière plus ou moins précise, la déformée des arêtes de l'assemblage de combustible et donner une image globale de la déformation de l'assemblage de combustible.

On obtient en particulier le déplacement des arêtes par rapport à leur position théorique dans un plan perpendiculaire à l'axe de l'assemblage sous forme de coordonnées suivant deux directions X, Y du plan. On peut également obtenir la déformée globale de l'assemblage à partir des coordonnées mesurées de points des arêtes de l'assemblage répartis suivant la hauteur de l'assemblage.

Ces données peuvent être utilisées en particulier pour établir en temps réel un plan de rechargement du coeur du réacteur nucléaire, pour recueillir des données nécessaires pour évaluer la tenue des assemblages de combustible dans le coeur du réacteur nucléaire après un certain temps de séjour dans le coeur et en conséquence pour améliorer la qualité des assemblages de combustible en identifiant les points faibles de ces assemblages de combustible.

Comme il est visible sur la figure 10, le procédé suivant l'invention peut être mis en oeuvre pendant la manutention d'un assemblage de combustible à l'intérieur du bâtiment du combustible 23 du réacteur nucléaire qui est placé de manière adjacente par rapport au bâtiment de sécurité 24 dans lequel est placée la cuve renfermant le coeur du réacteur nucléaire.

Pendant un arrêt du réacteur nucléaire, les assemblages de combustible du coeur sont sortis de la cuve à l'intérieur du bâtiment de sécurité 24, dans une dispos pris en charge par un second basculeur qui permet de les remettre en position verticale.

Sur la figure 10, on a représenté un assemblage de combustible 27 en position verticale dans la zone de transfert 26 du bâtiment du combustible 23.

La mise en oeuvre du procédé de contrôle de rectitude suivant l'invention peut être réalisée à l'intérieur de la zone de transfert 26, deux mâts 28 et 28' verticaux portant chacun un ensemble de caméras disposées successivement dans la direction verticale étant placées en vis-à-vis de la zone dans laquelle l'assemblage de combustible 27 est placé en position verticale, par le pont de manutention du bâtiment du combustible 23. Le contrôle de la rectitude de l'assemblage de combustible est effectué en un temps suffisamment court pour que ce contrôle ne retarde pas les opérations de manutention de l'assemblage de combustible 27.

Les arêtes de l'assemblage sur lesquelles on effectue le contrôle qui définissent une face de l'assemblage sont repérées par une référence donnée à la face comportant les deux arêtes. Les références associées aux faces d'assemblage sur lesquelles on a réalisé un contrôle sont enregistrées en regard des résultats du contrôle.

Les données concernant la rectitude des assemblages de combustible sont fournies en temps réel et peuvent être archivées de manière à prévoir un plan de rechargement du réacteur nucléaire.

En outre, du fait de l'étalonnage préalable du système, il n'est pas nécessaire de matérialiser un repère de référence et l'assemblage de combustible peut occuper une position variable, quant à son orientation, dans la zone observée par les caméras.

On peut utiliser uniquement deux couples de caméras pour effectuer le contrôle, un premier couple de caméras permettant de réaliser des prises de vue sur deux grilles successives et un second couple de caméras permettant de réaliser des prises de vue sur une grille unique distincte des deux grilles successives. On peut ainsi obtenir au moins trois points de mesure, pour déterminer la rectitude de l'assemblage de combustible.

Le contrôle de rectitude de l'assemblage de combustible peut être effectué au moment du passage de l'assemblage de combustible dans la zone de transfert 26 après son déchargement du coeur du réacteur nucléaire ou au moment de son passage dans la zone de transfert 26, lors du rechargement du coeur.

Après son passage dans la zone de transfert 26, lors du déchargement, l'assemblage de combustible est déposé dans la piscine de désactivation 29 du bâtiment du combustible du réacteur nucléaire.

Le contrôle peut également être effectué par un dispositif tel que décrit plus haut disposé dans la piscine de désactivation 29.

L'invention permet donc de réaliser des contrôles de rectitude qui sont parfaitement intégrés aux opérations de déchargement et de rechargement du coeur d'un réacteur nucléaire.

Les contrôles sont réalisés de manière automatique et la précision des mesures peut être très élevée, cette précision étant déterminée en grande partie par la méthode utilisée pour l'analyse des images fournies par les caméras.

L'invention ne se limite pas au mode de réalisation qui a été décrit.

C'est ainsi qu'on peut utiliser un nombre quelconque de caméras pour effectuer des mesures sur un nombre quelconque d'arêtes de grille alignées suivant au moins deux arêtes longitudinales de l'assemblage de combustible.

Au minimum, il est nécessaire d'utiliser trois couples de caméras disposés respectivement à la partie supérieure, à la partie inférieure et dans une partie médiane de l'assemblage de combustible pour déterminer par comparaison les caractéristiques de rectitude des arêtes de l'assemblage de combustible.

On peut utiliser tout type de caméra adapté aux méthodes photogrammétriques et fournissant une image qui peut être exploitée automatiquement par un ordinateur.

L'ordinateur d'exploitation des images peut être programmé de toute manière voulue pour réaliser les calculs lors de l'étalonnage et lors de la détermination des coordonnées des arêtes de grille et pour fournir en sortie les résultats concernant la rectitude des arêtes de l'assemblage de combustible sous une forme numérique ou graphique quelconque.

I1 est possible également d'effectuer un contrôle visuel de l'aspect de grilles-entretoises, pendant les opérations de contrôle géométrique de la déformée de l'assemblage de combustible, à l'aide des caméras vidéo.

Le contrôle d'aspect peut être effectué par examen, en temps réel, d'images des grilles-entretoises sur des écrans vidéo. Il peut être nécessaire, pour contrôler l'aspect des grilles-entetoises sur toute leur périphérie, de faire tourner l'assemblage de combustible, autour de son axe, de 180C au poste de contrôle. Il est également possible de prévoir au moins un ensemble de caméras supplémentaire placé à l'opposé des ensembles de caméras utilisés pour le contrôle géométrique de rectitude, par rapport à l'assemblage de combustible. Cet ensemble de caméras supplémentaire n'est utilisé que pour le contrôle d'aspect des grilles-entetoises.

Les défauts qui peuvent être décelés par le contrôle d'aspect sont en particulier les suivants défauts d'arrachement, manque de matière, cisaillement, fissures, déformations, pliage des ailettes, corrosion.

Ces contrôles permettent de recenser les défauts des grilles et de suivre l'évolution des défauts lors de campagne de contrôle ultérieur des assemblages de combustible.

Ces contrôles peuvent être utilisés dans le cadre du retour d'expérience pour apporter des améliorations sur les grilles.

L'invention s'applique au contrôle de tout assemblage de combustible de forme prismatique comportant des arêtes rectilignes suivant lesquelles sont alignées des arêtes de bords de grilles de l'assemblage de combustible.

Claims (17)

REVENDICATIONS

1.- Procédé de contrôle géométrique d'un assemblage de combustible (1) pour un réacteur nucléaire comportant, à l'intérieur d'une ossature de forme prismatique, un faisceau de crayons combustibles (6) parallèles entre eux, disposés suivant la direction longitudinale de l'assemblage de combustible (1), l'ossature comportant une pluralité de grilles-entretoises (2) de maintien transversal des crayons combustibles (6) espacées l'une de l'autre suivant la direction longitudinale de l'assemblage de combustible (1), de forme prismatique droite et comportant des arêtes alignées (7, 7') suivant des arêtes longitudinales (8, 8') de l'assemblage de combustible (1), le procédé ayant pour but de contrôler la rectitude des arêtes (8, 8') de l'assemblage de combustible (1), caractérisé par le fait

- qu'on réalise sur chacune des arêtes de grille (7, 7') d'au moins deux ensembles d'arêtes de grille alignées d'au moins trois grilles (2) d'un assemblage de combustible (1), au moins un couple de prises de vues sous des angles différents, en utilisant au moins trois couples de stations de prises de vues (11, 11') alignées suivant la direction d'une arête (8, 8') de l'assemblage de combustible,

- qu'on détermine, à partir des prises de vues, les coordonnées dans un repère fixe de l'espace, d'au moins un point de chacune des arêtes de grille (7, 7'), et

- qu'on réalise une comparaison des coordonnées obtenues pour chacun des ensembles d'arêtes de grille (7, 7') alignées suivant une arête (8, 8') de l'assemblage de combustible (1), pour déterminer un écart éventuel à la rectitude des arêtes (8, 8') de l'assemblage de combustible.

2.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que, préalablement à la réalisation des prises de vues sur les arêtes de grille (7, 7') de l'assemblage de combustible (1), on effectue un étalonnage des stations de prises de vues (11, 11'), individuellement et dans leur ensemble, en réalisant des prises de vues sur un canevas d'étalonnage (20) comportant des repères (22) ayant des coordonnées connues.

3.- Procédé suivant la revendication 2, caractérisé par le fait que le canevas d'étalonnage (20) comporte des lignes parallèles aux arêtes (8, 8') de l'assemblage de combustible dans sa position de mesure sur lesquelles sont disposés les repères (22).

4.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisé par le fait que l'étalonnage permet de déterminer les paramètres de l'orientation interne de chacune des caméras (11,11') et les paramètres définissant l'orientation externe des caméras les unes par rapport aux autres.

5.- Procédé suivant la revendication 4, caractérisé par le fait que la détermination des paramètres de l'orientation externe permet d'obtenir une matrice de passage d'un référentiel image associé à chacune des caméras (11, 11') à un référentiel objet constituant le repère fixe dans lequel sont déterminées les coordonnées des arêtes de grille.

6.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que, pour chacune des grilles-entretoises (2) sur laquelle on effectue des prises de vues d'arêtes (7, 7'), une des stations de prises de vues (11) est constituée par une caméra dont le champ de visée permet de fournir des images d'au moins une première et une seconde arêtes de grille (7, 7') de la grille-entretoise (2) et dont l'axe optique est disposé dans un plan bissecteur de deux faces externes de la grille-entretoise (2) se coupant suivant la première arête (7) de la grille-entretoise (2) et une seconde station de prises de vues (11') est constituée par une caméra dont le champ de visée permet de réaliser une prise de vues de la première arête (7) de la grille et dont l'axe de visée (13') est disposé dans un plan bissecteur de deux faces de la grille-entretoise (2) se coupant suivant la seconde arête (7') de la grilleentretoise (2).

7.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que le contrôle géométrique de l'assemblage de combustible (1) est réalisé pendant la manutention de l'assemblage de combustible, au cours d'une opération de déchargement ou de rechargement du réacteur nucléaire.

8.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que le contrôle géométrique de l'assemblage de combustible (1) est réalisé dans la piscine de désactivation (29).

9.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait qu'on détermine, à partir des coordonnées des arêtes de grille (7, 7'), la déformée globale de l'assemblage de combustible (1).

10.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé par le fait qu'on effectue, simultanément au contrôle géométrique, un contrôle d'aspect de grilles-entretoises (2) de l'assemblage de combustible (1), par examen d'images des grilles-entretoises fournies par des caméras.

11.- Dispositif de contrôle géométrique d'un assemblage de combustible (1) pour un réacteur nucléaire comportant, à l'intérieur d'une ossature de forme prismatique, un faisceau de crayons combustibles (6) parallèles entre eux, disposés suivant la direction longitudinale de l'assemblage de combustible (1), l'ossature comportant une pluralité de grilles-entretoises (2) de maintien transversal des crayons combustibles (6) espacées l'une de l'autre suivant la direction longitudinale de l'assemblage de combustible (1), de forme prismatique droite et comportant des arêtes alignées suivant des arêtes longitudinales (8, 8') de l'assemblage de combustible (1), caractérisé par le fait qu'il comporte

- deux supports rectilignes sensiblement parallèles (10, 10') placés à une certaine distance l'un de l'autre,

- un ensemble d'au moins deux caméras (11) fixé sur le premier support (10) dans des dispositions espacées l'une de l'autre,

- un second ensemble d'au moins deux caméras (11') fixé sur le second support (10') dans des dispositions espacées l'une de l'autre,

- chacune des caméras (11) du premier ensemble de caméras fixé sur le premier support (10) constituant avec une seconde caméra (11') fixée sur le second support (10') un couple de stations de prises de vues photogrammétriques d'au moins deux arêtes (7, 7') d'une grilleentretoise (2) de l'assemblage de combustible (1), et

- un ordinateur d'exploitation d'images relié aux caméras (11, 11'), pour réaliser la détermination des coordonnées d'au moins un point de chacune des arêtes de grille (7, 7') dont on effectue les prises de vues, par une méthode photogrammétrique.

12.- Dispositif suivant la revendication 11, caractérisé par le fait qu'il comporte

- un ensemble d'au moins trois caméras (11) fixé sur le premier support (10), et

- un ensemble d'au moins trois caméras (11') fixé sur le second support (10').

13.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 11 et 12, caractérisé par le fait qu'il comporte de plus un canevas d'étalonnage (20) constitué par un cadre sur lequel est fixée une pluralité de fils (21) dans une disposition tendue, de manière à être rectilignes et parallèles entre eux, une pluralité de repères (22) étant placés sur chacun des fils (21) du canevas d'étalonnage (20).

14.- Dispositif suivant la revendication 13, caractérisé par le fait que le cadre du canevas (20) présente une longueur supérieure à la longueur d'un assemblage de combustible et une largeur supérieure à la longueur de la diagonale d'une grille-entretoise (2) de l'assemblage de combustible.

15.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 11 à 14, caractérisé par le fait que le premier support (10) et le second support (10') sont constitués par des mâts verticaux (10, 10') sur lesquels les caméras (11, 11') sont disposées par couple d'une première caméra (11) sur le premier mât (10) et d'une seconde caméra (11') sur le second mât (10') placées sensiblement à un même niveau pour réaliser de prises de vues d'arêtes (7, 7') d'une grille-entretoise (2) de l'assemblage de combustible (1) en position verticale dans une zone de contrôle adjacente aux mâts (10, 10').

16.- Dispositif suivant la revendication 15, caractérisé par le fait que les mâts (10, 10') sont disposés dans une zone de transfert (26) des assemblages de combustible à l'intérieur du bâtiment du combustible (23) du réacteur nucléaire.

17.- Dispositif suivant la revendication 11, caractérisé par le fait qu'il comporte de plùs, au moins un ensemble supplémentaire de caméras, pour effectuer le contrôle visuel des grilles-entretoises (2) de l'assemblage de combustible (1), placé à l'opposé des ensembles de caméras utilisés pour le contrôle géométrique, par rapport à l'assemblage de combustible (1).