L'invention concerne un dispositif d'insertion d'un outillage, notamment
d'une sonde, à l'intérieur d'un générateur de vapeur. Les générateurs de vapeur sont notamment utilisés dans les centrales nucléaires où ils forment des échangeurs de chaleur comportant deux circuits distincts, respectivement un circuit primaire dans lequel circule de l'eau chaude à très haute pression provenant du réacteur, et un circuit secondaire dans lequel l'eau est porté à ébullition. La vapeur ainsi formée s'échappe alors du générateur de vapeur et est utilisée pour faire tourner des turbines couplées à un alternateur.
La figure 1 représente une partie d'un générateur de vapeur classique 1. Celui-ci se présente sous la forme d'un réservoir cylindrique comportant une partie basse 2 destinée au raccordement du circuit primaire, et une partie haute 3 destinée à la sortie de la vapeur et au séchage de celle-ci.
Le générateur de vapeur 1 comporte une enveloppe externe appelée virole 4 et une enveloppe interne appelée jupe enveloppe 5. Des tubes 6 sont disposés dans le volume délimité par la jupe enveloppe 5. Ceux-ci présentent une forme générale de U inversé et sont destinés à la circulation de l'eau du circuit primaire. Ils échangent alors de la chaleur avec l'eau du circuit secondaire se trouvant à l'intérieur de la jupe enveloppe 5. Ces tubes 6 sont montés, en partie basse 2, sur une plaque support appelée plaque tubulaire 7 et traversent des plaques entretoises 8 espacées régulièrement les unes des autres et parallèles entre elles, ces dernières permettant d'éviter tout mouvement des tubes 6 les uns par rapport aux autres. Chaque plaque entretoise 8 forme avec les tubes 6 un passage appelé rû d'eau 9, s'étendant diamétralement par rapport à la plaque entretoise 8, selon un axe A référencé par ses deux extrémités, appelées 0 et 180 .
Les plaques entretoises 8 comportent, pour le passage des tubes 6, des ouvertures définies chacune par une ligne assurant d'une part des zones de contact avec un tube pour assurer la tenue de celui-ci et délimitant d'autre part des zones de passage pour l'eau ou la vapeur du circuit secondaire, suivant la position de la plaque entretoise correspondante 8.
Les zones de passage précitées peuvent éventuellement se boucher, au moins partiellement, ce qui nuit au rendement de l'installation.
Il est donc utile de pouvoir accéder aux zones de liaison entre les tubes 6 et les plaques entretoises 8 de manière à pouvoir y placer un appareillage, par exemple une sonde vidéo permettant d'effectuer une inspection de ces zones.
Un tel accès est difficile et n'est pas envisageable avec les supports d'outils ou d'appareillage actuels, du fait de la construction compacte du générateur de vapeur 1 et du peu d'accès extérieurs ménagés dans la virole 4 et la jupe enveloppe 5. L'invention vise à remédier à ces inconvénients en proposant un 10 dispositif d'insertion d'un outillage permettant d'accéder aux zones d'interface des différentes plaques entretoises d'un générateur de vapeur. A cet effet, l'invention concerne un dispositif d'insertion d'un outillage, notamment d'une sonde, à l'intérieur d'un générateur de vapeur, caractérisé en ce qu'il comporte une chaîne, destinée à supporter l'outillage, 15 comprenant une pluralité de maillons successifs articulés les uns par rapport aux autres, la chaîne présentant une extrémité qui, destinée à être insérée par une ouverture du générateur de vapeur, comporte au moins un maillon d'extrémité présentant des moyens d'actionnement en rotation de celui-ci par rapport au maillon situé en arrière dans le sens d'introduction de lla chaîne. 20 Le dispositif d'insertion comporte alors une chaîne dont la courbure de l'extrémité peut être commandée. Le fonctionnement du dispositif d'insertion est décrit ci-après. Les générateurs de vapeur comportent, dans leur partie supérieure, deux trous d'hommes diamétralement opposés et disposés selon l'axe 00-1800 précité, 25 appelés respectivement trous d'homme à 0 et 180 , en référence à leur position. En outre, la jupe enveloppe comporte un trou dit de caméra permettant l'accès à la partie supérieure en U des tubes, disposé en regard de l'axe 00-180 du rû d'eau des plaques entretoise, à proximité de l'extrémité 30 définie par la position à 0 . Chaque plaque entretoise comporte de plus deux encoches diamétralement opposées et disposées selon l'axe du rû d'eau. En particulier, l'encoche disposée dans la position à 0 définit une ouverture dont les dimensions permettent le passage de la chaîne du dispositif 35 d'insertion selon l'invention.
La chaîne supportant l'outillage est ainsi insérée par le trou d'homme supérieur à 0 , puis par le trou de caméra, et longe ensuite la paroi de la jupe enveloppe en descendant jusqu'à hauteur de la première plaque entretoise.
La chaîne peut alors traverser successivement, lors de sa descente, les encoches formées dans les plaques entretoises et disposées à 0 , de manière à accéder à la plaque entretoise choisie. On actionne alors la rotation du maillon d'extrémité de manière à former courber l'extrémité de la chaîne hors du plan de celle-ci, vers l'intérieur 10 du rû d'eau. L'extrémité de la chaîne n'est alors plus disposée en regard de l'encoche mais sur de la plaque entretoise, de sorte que lors de la descente ultérieure de la chaîne, celle-ci soit en appui contre la plaque, dans l'axe du rû d'eau, et glisse sur celle-ci. 15 La poursuite du mouvement de descente de la chaîne force cette dernière à progresser le long de la plaque entretoise, dans l'axe du rû d'eau. Il est ainsi possible d'accéder à n'importe quelle partie de la plaque entretoise, le long du rû d'eau. Avantageusement, les moyens d'actionnement en rotation 20 comportent au moins un vérin relié au maillon d'extrémité à une première extrémité et au maillon situé en arrière à une seconde extrémité. Le rentrée ou la sortie du vérin permettent ainsi de fermer ou d'ouvrir l'angle entre les deux maillons. Selon une caractéristique de l'invention, la rotation des maillons les 25 uns par rapport aux autres est possible dans un sens de rotation et est limitée dans le sens de rotation opposé. De cette manière, la courbure de la chaîne ne peut être effectuée que dans un seul sens. Cette caractéristique permet notamment, dans le cas où les plaques entretoises comportent des trous le long de l'axe du rû d'eau, de 30 permettre la progression de la chaîne le long du rû d'eau sans que le maillon d'extrémité ne s'engage dans les trous précités. Préférentiellement, le dispositif comporte une perche, destinée à être insérée dans une enveloppe du générateur, présentant une première extrémité, destinée à être fixée à l'enveloppe, et une seconde extrémité libre, 35 coopérant avec la chaîne et équipée de moyens de motorisation de celle-ci.
La perche permet de faciliter la mise en place de la chaîne à l'intérieur de la jupe enveloppe. En effet, le trou de caméra, n'est pas nécessairement disposé en regard des encoches de passage de la chaîne ménagées dans les plaques entretoises. La perche permet ainsi à l'utilisateur de disposer, lors de l'insertion, l'extrémité de la chaîne en regard de ces encoches. En outre, la motorisation de la chaîne permet de faciliter et de commander son insertion. Selon une possibilité de l'invention, les moyens de motorisation comportent au moins deux galets disposés en regard l'un de l'autre et espacés de manière à définir un passage de chaîne, chaque galet venant en appui contre la chaîne de manière à réaliser son entraînement par entraînement en rotation d'au moins un galet. Avantageusement, la chaîne est équipée d'une sonde vidéo flexible et de forme allongée, destinée à être insérée entre les tubes du générateur de vapeur, la sonde étant montée de manière déplaçable par rapport à la chaîne, au moins un maillon appartenant à l'extrémité avant de la chaîne comportant une première came de déviation de la sonde, la sonde étant montée déplaçable le long de la chaîne, en amont de la première came de déviation dans le sens de l'insertion de la sonde, et transversalement par rapport à la chaîne, dans une première direction, en aval de la première came de déviation. Après insertion de la chaîne dans le rû d'eau, il est ainsi possible d'insérer la sonde entre les tuyaux, de manière à atteindre un point ou une position prédéfinie, décalée latéralement par rapport à l'axe du rû d'eau, et inspecter ainsi les zones de passage des différents tubes à travers la plaque entretoise. Selon une caractéristique de l'invention, le maillon équipé de la première came de déviation comporte une seconde came de déviation permettant la déviation de la sonde dans une seconde direction transversale à la chaîne, ledit maillon comportant en outre des moyens de sélection permettant d'orienter la sonde sur l'une ou l'autre des cames de déviation. La sonde peut alors être orientée dans deux directions différentes, par exemple deux directions opposées et perpendiculaires à l'axe de rû d'eau. Préférentiellement, les première et seconde cames de déviation se présentent respectivement sous la forme d'un premier et d'un second canal, les moyens de sélection comportant une biellette montée pivotante sur le maillon et présentant une première et une seconde faces de guidage inclinées l'une par rapport à l'autre, la biellette étant actionnée, notamment par un vérin, entre une première position dans laquelle la biellette ferme le second canal et dans laquelle la première face de guidage est sensiblement disposée dans le prolongement du premier canal, et une seconde position dans laquelle la biellette entrave le premier canal et dans laquelle la seconde face de guidage est sensiblement disposée dans le prolongement du second canal. On sélectionne ainsi la direction de déviation à obtenir en positionnant la biellette. Une fois que cette dernière est en place, la sonde prend appui, lors de son insertion, contre la face de guidage correspondante de la biellette, de manière à être dirigé dans le canal de déviation correspondant de sorte que, en sortie du canal, la sonde soit orientée dans la direction voulue. Le changement de direction s'effectue après retrait de la sonde hors du maillon présentant les canaux de déviation, par changement de la position de la biellette.
Selon une possibilité de l'invention, la chaîne est équipée d'une gaine à l'intérieur de laquelle est insérée la sonde. La gaine permet d'éviter le frottement et l'usure de la sonde sur les arrêtes saillante des maillons de la chaîne. Avantageusement, au moins un maillon appartenant à l'extrémité 20 avant de la chaîne est équipé de moyens d'entraînement de la sonde. Selon une caractéristique de l'invention, les moyens d'entraînement de la sonde comportent au moins deux galets disposés en regard l'un de l'autre et espacés de manière à définir un passage de sonde, chaque galet venant en appui contre la sonde de manière à réaliser son entraînement par entraînement 25 en rotation d'au moins un galet. Préférentiellement, au moins un galet d'entraînement de la sonde est monté sur un vérin apte à dégager le galet de sa position d'entraînement en condition d'arrêt, de manière à pouvoir dégager la sonde manuellement. Avantageusement, au moins un maillon appartenant à l'extrémité 30 avant de la chaîne est équipé d'au moins une caméra latérale permettant la visualisation de la sonde issue de l'une des cames de déviation. Cette caméra permet notamment de s'assurer que la sonde est correctement positionnée dans l'intervalle ménagé entre deux tuyaux du générateur de vapeur.
Selon une caractéristique de l'invention, au moins un maillon appartenant à l'extrémité avant de la chaîne est équipé de moyens d'immobilisation de celle-ci. Les moyens d'immobilisation permettent de conserver la position 5 de la chaîne une fois insérée dans le rû d'eau, de manière à faciliter l'insertion et le retrait de la sonde entre les tuyaux du générateur de vapeur. Préférentiellement, les moyens d'immobilisation de la chaîne comportent au moins un vérin latéral comprenant une extrémité libre mobile formant une tête de blocage destinée à prendre appui contre au moins un tube 10 du générateur de vapeur, la sortie du vérin permettant le blocage de la chaîne. De toute façon, l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de ce dispositif d'insertion d'un outillage. 15 Figure 1 est une vue en coupe partielle d'un générateur de vapeur classique ; Figure 2 est une vue latérale de la chaîne du dispositif selon l'invention ; Figure 3 est une vue en coupe longitudinale de celle-ci ; 20 Figure 4 est une vue latérale de la sonde ; Figure 5 est une vue en coupe longitudinale d'un générateur de vapeur dans lequel est inséré le dispositif selon l'invention ; Figure 6 est une vue agrandie de la figure 5; Figure 7 est une vue en coupe transversale du générateur de 25 vapeur; Figure 8 est une vue agrandie de la figure 7 Le dispositif d'insertion selon l'invention est notamment représenté en figures 2 et 3. Celui-ci comporte une chaîne 10, comprenant une pluralité de maillons 11 successifs, articulés les uns par rapport aux autres. La chaîne 10 30 est préférentiellement réalisée en matière synthétique. Celle-ci est agencée de sorte que la rotation des maillons 11 les uns par rapport aux autres est possible dans un sens de rotation et est empêchée dans le sens de rotation opposé, comme cela est connu en soi. La flexion de la chaîne n'est ainsi possible que dans un seul sens.
La chaîne 10 comporte une tête élargie 12 à son extrémité, celle-ci étant formée de trois maillons successifs ou modules 13, 14, 15, également monté pivotants l'un par rapport à l'autre dans un seul sens de rotation. Comme représenté en figure 2, les maillons 13, 14, 15 formant la tête 12 comportent un axe de rotation décalé par rapport à l'axe longitudinal B de la chaîne 10, contrairement aux autres maillons 11 de la chaîne 10. Les parois d'extrémités des maillons 11 forment ainsi des butées empêchant la rotation des maillons 11 dans le sens contraire au sens de courbure ou de flexion de la chaîne 10.
On définira le premier maillon 13 comme étant le maillon d'extrémité de la chaîne 10, c'est-à-dire en avant de celle-ci, les maillons 13, 14, 15 étant numérotés de l'avant vers l'arrière. La chaîne comporte, en arrière du troisième maillon 15, une gaine annelée 16 insérée dans les maillons 11 et fixée au troisième maillon 15 à son extrémité arrière. Une sonde vidéo flexible 17 comportant une caméra 18 à son extrémité avant 19 est montée déplaçable dans la gaine 16. Le troisième maillon 15 comporte un canal 20, disposé longitudinalement et dans le prolongement de la gaine 16, à l'intérieur duquel la sonde 17 est montée de manière déplaçable. Le troisième maillon 15 comporte en outre deux galets 21, 22 entraînés par un moteur 23 et un système d'engrenage, disposés en regard l'un de l'autre et de part et d'autre du canal 20, de manière à définir un espace de passage de la sonde. Chaque galet 21, 22 vient en appui contre la sonde 17 de manière à réaliser son entraînement lors de leur rotation.
Le galet 22 est monté sur un vérin pneumatique 24 apte à le dégager de sa position d'entraînement en condition d'arrêt, c'est-à-dire lorsque le vérin 24 n'est plus alimenté, de manière à pouvoir dégager manuellement la sonde 17. Le second maillon 14, de forme générale parallélépipédique, comporte un premier et un second canal de déviation 25, 26. Le premier canal 25 comporte une première extrémité 27 disposée dans le prolongement du canal 20 du troisième maillon 15 et une seconde extrémité 28 débouchant au niveau d'une première face latérale 29 du second maillon 14. Le premier canal 25 comporte, en vue de dessus, la forme générale d'un arc de cercle. Le second canal 26, similaire au premier 25, comporte une première extrémité 30 disposée dans le prolongement du canal 20 du troisième maillon 15 et une seconde extrémité 31 débouchant au niveau d'une seconde face latérale 32 du second maillon 14, opposée à la première 29. Les premier 25 et second 26 canaux possèdent ainsii une première extrémité 27, 30 commune.
Le second maillon 14 comporte en outre une biellette 33 montée pivotante sur celui-ci et présentant une première 34 et une seconde 35 faces de guidage inclinées l'une par rapport à l'autre. La biellette 34 présente, en vue de dessus, une forme générale en V dont la pointe est tournée du côté du canal 20 du troisième maillon 15 et fait saillie dans la première ouverture commune 27, 30 des premier et second canaux 25 , 26. La biellette 33 est actionnée par un vérin pneumatique 36 au niveau de son extrémité évasée, entre une première position, représentée en figure 3, dans laquelle la biellette 33 ferme le second canal 26 et dans laquelle la première face de guidage 34 est sensiblement disposée dans le prolongement du premier canal 25, et une seconde position, non représentée, dans laquelle la biellette 33 entrave le premier canal 25 et dans laquelle la seconde face de guidage 35 est sensiblement disposée dans le prolongement du second canal 26. La biellette 33 forme ainsi un moyen de sélection permettant d'orienter la sonde 17 vers le premier canal 25 dans sa première position et vers le second canal 26 dans sa seconde position de sorte que, lors de l'insertion de la sonde 17, celle-ci débouche sensiblement perpendiculairement à l'axe B de la chaîne d'un côté ou de l'autre de celle-ci. Le changement de position de la biellette 33 est possible après 25 retrait de la sonde 17 du second maillon 14. Le premier maillon 13 comporte une forme générale trapézoïdale dont la petite base est tournée du côté du second maillon 14 et la grande base forme l'extrémité de la chaîne 10. Le premier maillon 13 est équipé de deux vérins 37, 38, disposés 30 de manière symétrique par rapport à l'axe B de la chaîne 10. Chaque vérin 37, 38 comporte une première extrémité 39 fixée au second maillon 14 et une seconde extrémité 40 fixée au premier maillon 13. La fixation des extrémités 39, 40 des vérins 37, 38 est réalisée par l'intermédiaire de pivots ou de rotules, écartées de l'axe de rotation du premier maillon sur le second, comme 35 représenté en figure 2.
Chaque vérin 37, 38 est actionnable entre une position rentrée dans laquelle le premier 13 et le second 14 maillons sont disposés sensiblement dans un même plan et une position sortie, représentée en pointillé en figure 2, dans laquelle le premier maillon 13 est entraîné en rotation par rapport au second maillon 14, dans le sens autorisé par la chaîne 10. Selon une variante de l'invention non représentée, les maillons 14 et 15 sont également équipés de vérins permettant de commander leur inclinaison. Le premier maillon 13 comporte en outre deux caméras 41, 42 disposés au niveau des bords inclinés vers l'arrière du premier maillon 13 de sorte que les caméras soient orientées de façon à visualiser l'insertion de la sonde 17 entre les tuyaux 6 du générateur de vapeur 1, comme cela est décrit ci-après. Le premier maillon 13 comporte de plus deux vérins 43, 44 faisant saillie au niveau des faces latérales du premier maillon 13. Chaque vérin 43, 44 est disposé sensiblement perpendiculairement à l'axe B de la chaîne 10 et comprend une tige mobile dont l'extrémité libre forme une tête de blocage 45 de forme arrondie. Le premier maillon 13 comporte de plus une caméra 46 au niveau 20 de son extrémité avant ainsi que des moyens d'éclairage 47 disposés de part et d'autre de la caméra 46. Les figures 5 à 8 représentent la mise en place du dispositif d'insertion selon l'invention. Les éléments communs aux figures 1 et 5 à 8, sont représentés 25 avec les mêmes références. Comme cela apparaît en figure 5, la chaîne est insérée à l'intérieur de la virole 4 par un trou d'homme supérieur disposé dans la position dite à 0 , disposé en partie haute 3 du générateur de vapeur. La chaîne 10 traverse ensuite un trou d'évent 49 puis une 30 ouverture 50 ménagée dans une plaque principale inférieure 51. La chaîne est alors insérée dans la jupe enveloppe 5, par l'intermédiaire d'un trou de caméra 52. Comme représenté plus particulièrement en figure 6, le dispositif d'insertion comporte en outre une perche 53, insérée par un opérateur à 35 l'intérieur du trou de caméra 52, la perche 53 présentant une première extrémité, fixée à la jupe enveloppe 5 au moyen d'une platine support 54 et une seconde extrémité libre, coopérant avec la chaîne 10 et équipée de moyens de motorisation 55 de celle-ci. Plus précisément, les moyens de motorisation 55 comportent deux galets disposés en regard l'un de l'autre et espacés de manière à définir un passage pour chaîne, chaque galet venant en appui contre cette dernière de manière à réaliser son entraînement par entraînement en rotation des galets. Une caméra de contrôle 56 est insérée dans la jupe enveloppe 5 par le trou de caméra 52. L'alimentation des différents éléments est réalisée par l'intermédiaire d'un faisceau de câbles et/ou de conduites 57. La chaîne est être tendue par l'intermédiaire d'un tendeur 58 fixé à la partie supérieure 3 du générateur de vapeur 1. L'opérateur met en position la chaîne 10 à l'aide la perche 53 et de la caméra de contrôle 56, en particulier en regard des encoches 57 ménagées dans les plaques entretoises 8, comme cela est mieux représentée en figure 8. L'opérateur amorce alors la descente de la chaîne 10 par l'intermédiaire des moyens de motorisation 55. Une fois que l'extrémité de la chaîne 10 est disposée à la bonne hauteur, c'est-à-dire au-dessus et à proximité de la plaque entretoise 8 à contrôler, l'opérateur commande la rotation du premier maillon 13. Lorsque le premier maillon 13 est en position sortie, dans laquelle il forme un angle suffisant avec le second maillon 14, la chaîne est descendue jusqu'au contact de l'extrémité avant du premier maillon 13 sur le bord 58 de la plaque entretoise correspondante.
La descente de la chaîne 10 entraîne alors cette dernière, et plus particulièrement la tête 12 de celle-ci, le long du rû d'eau 9, comme cela est représenté plus particulièrement en figure 7. La caméra 46 permet de visualiser la position de la tête 12 dans le rû d'eau 9.
Une fois que la position voulue de la tête 12 de la chaîne 10 est atteinte, les vérins d'immobilisation 43, 44 sont actionnés de sorte que l'extrémité libre 45 de leur tige prenne appui contre les tuyaux 6 disposés en regard. Plus particulièrement, chaque extrémité libre 45 est disposée de sorte que celle-ci prenne appui sur deux tuyaux 6 disposés côte à côte, de manière à assurer un bon positionnement de la tête 12 de la chaîne 10.
Pour chaque côté de la chaîne 10, la distance d entre l'axe du vérin d'immobilisation 43, 44 et l'axe C passant par la seconde ouverture 28, 31 du conduit correspondant 25, 26 est égale à un multiple du pas p séparant deux tuyaux 6 disposés côte à côte.
De cette manière, il est assuré que, après blocage de la tête 12, la sonde 17 débouche nécessairement dans un intervalle délimité par deux rangées de tuyaux 6 perpendiculaires à l'axe A du rû d'eau 9. L'actionnement en rotation des galets 21, 22 permet le déplacement de la sonde 17 selon l'axe C perpendiculaire au rû d'eau 9, passant par la seconde ouverture 28, 31 du canal correspondant 25, 26, de sorte que la sonde 4 puisse atteindre n'importe quel point de la plaque entretoise disposé sur cet axe. Les caméras 41, 42 permettent de s'assurer du bon déroulement de l'insertion de la sonde 17 entre les tuyaux 6. II est ainsi possible d'atteindre tout point de la plaque entretoise 8 15 par ajustement de la position de la tête 12 de la chaîne 10 et de la position de l'extrémité 19 de la sonde 17. Comme vu précédemment, l'actionnement de la biellette 33 permet de modifier la direction de sortie de la sonde 17. Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas à la seule forme 20 d'exécution de ce dispositif, décrite ci-dessus à titre d'exemple, mais elle embrasse au contraire toutes les variantes. C'est ainsi notamment que la chaîne pourrait être équipée de tout type d'appareil de mesure ou d'outils, autres qu'une sonde vidéo. w