DEMANDE DE BREVET D'INVENTION

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1 RÉPUBLIQUE FRANÇAISE INSTITUT NATIONAL DE LA PROPRIÉTÉ INDUSTRIELLE PARIS N" de publication : (A n liuubfcf que pour le classement et.les commandes de reproduction. ) 2 J N" d'enregistrement national : (A utiliser pour les paiements d'annuités, les demandes de copies officielles et toutes autres correspondances avec i'i.n.p.i.) DEMANDE DE BREVET D'INVENTION 1 fe PUBLICATION (22) Dats de dé P ôt 22 mai 1970, à 16 h 30 mn. Date d2 la mise à la disposition du public de la demande B.O.P.I. - «Listes» n. 24 du (51) Classification internationale (Int. Cl.) F 28 f 11/00//G 21 c 15/00. (71) Déposant : COMMISSARIAT A L'ÉNERGIE ATOMIQUE, résidant en France. Titulaire : Idem (7j) (74) Mandataire : Brcvatome. (54) Procédé d'intervention dans un échangeur " tubulaire et installation pour sa mise en œuvr (72) Invention de Ja^-HatR ">t Peu! Thome. 63) 6*2) (3~T) pr ; o*it~. conventionnelle : BAL) ORIGINAL ' nt.--.«e-? -! : imprltyifpr»!*'fifjai r V de la Convention PARIS (1b*» COP^

2 : '" On sait que dans l'exploitation pratique d'un réacteur nucléaire, les incidents survenant dans les échangeurs sont à l'origine de pannes de fonctionnement graves et durables. En général, ces incidents nécessitent, en effet, l'arrêt complet du réacteur pendant un temps suffisant pour permettre 5 le démontage de l'échangeur responsable, sa séparation et sa remise en place. La présente invention due à la collaboration de Monsieur Jean-Pierre PEYROT de la Société Techniques Nouvelles Appliquées et de Monsieur Paul THOMÉ du Commissariat à l'energie Atomique vise essentiellement à amoindrir les conséquences néfastes des fuites ou autres incidents susceptibles de se pro- 10 duire dans un échangeur, en permettant de le remettre en état de fonctionnement sans avoir à le démonter : la remise en étant s'effectue alors en intervenant directement dans l'échangeur, qui reste en place dans le réacteur, en particulier pour réparer un tube d'échange sur lequel une fuite a été constatée ou, plus souvent, pour le condamner. 15 L'invention propose à cet effet, un procédé d'intervention dans un échangeur à faisceau tubulaire, qui se caractérise essentiellement en ce qu'il consiste à introduire une machine d'intervention dans l'échangeur, à une extrémité du faisceau, à positionner ladite machine par rapport à un repère fixe prévu à cet effet dans 1 1 échangeur, puis à l'amener jusqu'à un tube prédé- 20 terminé par une progression pas à pas en dénombrant les tubes successifs qui séparent ledit tube prédéterminé dudit repère. ~ La remise en état d'un échangeur, peut ensuite consister notamment, après avoir mis en place la machine jusqu'à un tube supposé déficient, à procéder à une détection de fuites sur ce tube, puis à mettre en place un 25 bouchon à son extrémité et à réaliser l'étanchéité autour de ce bouchon. L'étanchéité est avantageusement assurée par soudure, mais on peut également _ remplacer le soudage par toute autre méthode connue, par exemple par un mandrinage. Dans l'installation de mise en oeuvre de ce procédé, l'échangeur 30 comporte avantageusement une colonne axiale exempte de tubes permettant le passage de la machine d'intervention, introduite par une extrémité accessible de l'échangeur, jusqu'à un espace d'intervention situé au-delà de l'extrémité opposée du faisceau. Dans un mode de réalisation particulier, on peut utiliser deux 35 machines, l'une introduits par une colonne centrale t"lie que définie ci-dessus, l'autre mir.e en place à l'extrémité accessible du f.iisccau tubulaire. Cette seconde machine présente par exemple, un Ijti annulaire "four coulisser sur un prolongement de la colonne centrale. 6AD ORIGINAL CÔPY

3 M-* Dans un échangeur cylindrique les repères peuvent être par exeuple constitués par des pions répartis aanulairanent dans 1'échangeur, pour chaque machine, mais en petit nombre, de manière à être discernables sans ambiguïté les uns des autres. 5 En variante, la mise en place de la machine peut également s'effectuer d'une manière automatique, jusqu'à une position prédéterminée correspondant à un tel repère. La machine ainsi mise en place peut comporter des moyens déformables permettant d'amener un outil déterminé jusqu'au tube désiré, la progression 10 pas à pas s'effectuant ensuite de préférence suivant des coordonnées polaires, c'est-à-dire en dénombrant d'abord les rangées de tubes suivant un rayon, puis en dénombrant sur un cercle, les tubes d'une même rangée. On peut, par exemple, faire développer un bras télescopique de la machine, puis faire tourner celle-ci autour d'un axe fixe. Une machine utilisable, dans laquelle le 15 bras télescopique est remplacé par un parallélogramme défomable, est décrite dans le brevet français n Naturellement d'autres solutions sont également utilisables : on peut par exemple, prévoir de faire déplacer une machine, à partir d'un repère prédéterminé, sur des rails disposés en coordonnées polaires ou en coordonnées 20 rectangulaires, le long de la plaque tubulaire définissant l'extrémité du faisceau. Les différentes opérations d'intervention nécessaires peuvent ensuite être réalisées sans modifier le positionnement de la machine. Celle-ci comporte par exemple à cet effet un barillet à trois positions, permettant d'effectuer 25 successivement sur le même tube trois opérations s détection de fuite, mise en. place d'un bouchon, soudure. Un mode de mise en oeuvre particulier du procédé selon l'invention est décrit ci-après, en même temps qu'une installation pour sa mise en oeuvre. Naturellement cette description ne saurait avoir aucun caractère limitatif 30 vis-à-vis de l'invention. Elle fait référence aux figures 1 à 3» dans lesquelles ; - la figure 1 représente schématiquement, en coupe transversale partielle, l'installation selon l'invention, après mise en place d'une première machine d'intervention, 35 - la figure 2 illustre la même installation, mais avec une autre machine d'intervention, - la figure 3 constitue un détail de la partie inférieure de l'installation, montrant la. machine d'intervention de la figure 2.

4 : '" Dans le mode de m*se en oeuvre particulier décrit, le procédé selon l'invention permet en effet é s ir>-ç/'venir à li> fais sut*'ïes deux extrémités du faisceau d'un échangeur tabulaire, par exemple pour la détection de fiâtes. EL utilise dans ce bat» dsex machines d! intér vent-lan différentes, respectivement 5 pour chacune des extrémités dn faisceau tabulaire. Came le montrent 1»? figures, 1 'éehafigeur auquel est" appliquée l'invention,, est ici im* }- '.«ne car?» individuelle î à l'intérieur d'un réacteur nucléaire. La en*»*1. est <li.vi.33* par a*e cloison intermédiaire 2 qui sépare une nw supérieure 3 d'cè le réfrigérant da réacteur rentre chaud dans 10 l'échangent*, et une zone inférieur?! A qui reçoit le réfrigérant refroidi à la sortie de T'échangeur. L'échangea? lui-atae est essentiellement constitué par un faisceau tubulaire 5 dont les tubes, verticaux, «ccunent l f espace annulaire entre une virole cylindrique verticale extérieure 6 et une colonne centrale 7 selon son les extrémités des différents tubes sost soudées respectivement 15 à uneni?.'- «e tubulaire supérieure B et à une pistas tiîbuleirs inférieure 9. La 'oloane centrais 7 comporte un pralcsgeaeat- au-dessus du faisceau tubulaire ai» travers des protections supérieures d? la oir«e du réacteur. Lorsque l'échangeur est en fonctioatt-œnt nqnenl. c-?tte colonne est reliée à un raccord 10, figuré es traits mixtes* nowr assurer l^feissioa. du fluide d'échange 20 (eau notamment) gui doit circul er- à 1 s intérf jx des t«bes de 1'échangeur. L'extrémité inférieure de la cclome centrale 7 débouché, en effet, dans une chambre inférieure il, sous la pl&que tubulaiie 9. Au-dessus de la rlanue tuuiiaire 8 est ménagée iae ekasbre supérieure 12 dans l aquelle est re?ju <*-; isk? n.njâe d'échange à 1?, sortie des tubes du 25 faisceau. Cette chambre ï-e prolî,?* vers le haut- per sa. espace annulaire 13, «éaagé autour de la colon?!s " sni ««-"rît de sortie 14. fluide d'-échange jusqu'au raccord L'installation décrit» ccmccrt-e d us'machines tv-intervention qui peuvent être introduites?«l : àutéric-.:r r^is de l'échesgsar gaur intervenir 30 i espectivement. sur chacune des exfcrêaités àn faisceau tabulaire» après avoir Jéaonté les raccords 10 et U- La première machin* *vt t-^yièserrée sofcâïatiqaekent en position d'intervention sur la figare 2, Elis est fetëx-cûatfa le eàsafcre 12 pour taie intervention ae-dessns la plagie tasdlfeire Sîîpsïiaer 8. Lors de son '5 introduction, cette machine r^èseats fosio sfelî-ale amailaire qui pemet de la faire passer dans i 2 espace dernière la guidant dans ses dêplacessats. 13.nksmï de la coleame 7» cette 6AD ORIGINAL

5 La seconde machine 16 est inversement représentée en position d'intervention sur les figures 1 et 3. Elle permet d'intervenir sur les extrémités des tubes de l'échangeur sous la plaque tubulaire inf é* ' *nre 9, Elle est introduite par la colonne centrale 7 jusqu'à la chambre inférieure 11 5 qui constitue un espace d'intervention pour cette extrémité du faisceau tubulaire. Grâce à la conception particulière de l'échangeur, il estpossible d'y introduire à la fois les deux machines 15 et l6, la machine 16 passant à l'intérieur de la colonne 7, et par conséquent à l'intérieur de la machine 10 supérieure 15. Pour chacune des machines 15 et l6 s l'échangeur comporte sur la colonne centrale 7, des repères respectivement schématisés en 17 et 18 sur les figures 1, 2 et 3- Ces repères fixes sont en petit nombre (par exemple six pour chaque machine) à intervalles angulaires réguliers. Lors de son introduction 15 dans l'échangeur, la machine d'intervention est positionnée par rapport aux repères correspondants. Le nombre limité de ces repères permet de sélectionner l'un d'entre eux, bien déterminé, sans ambiguïté. Chaque machine comporte des moyens déformables qui permettent ensuite d'amener un outil d'intervention jusqu'à un tube prédéterminé. Ces moyens 20 sont constitués par un bras repliable 20 dans le cas de la machine supérieure e bras permettant de déplacer un outil le long d'un rayai du faisceau ce qui, en conjonction avec une rotation de la machine autour de l'axe de 1 l'échangeur, permet d'atteindre n'importe quel tube. Dans le cas de la machine inférieure l6, les moyens déformables sont constitués par un bras télescopique qui se développe et se déplace dans l'espace 11 pour remplir les mêmes fonctions que le bras repliable 20 de la machine 15. Dans chaque cas, le déplacement d'un outil contre la plaque tubulaire correspondante, s'effectue par une progression pas à pas en dénombrant les tubes sucessifs qui séparent toi tube déterminé, sur lequel doit avoir lieu 30 l'intervention, du repère sélectionné par rapport auquel a été positionnée la machine. Eh procédant ainsi, il est possible d'atteindre sans ambiguïté le tube désiré et de plus, on peut s'assurer que les deux machines 15 et 16 amènent leurs outils respectifs jusqu'aux deux extrémités d'un mène tube 35 prédéterminé. Compte tenu de la géométrie cylindrique du faisceau tabulaire et de la conception des machines d'intervention, la progression s'effectue suivant des coordonnées polaires, c'est-à-dire en dénombrant d'abord les rangées de tubes suivant un rayon du faisceau, puis en dénombrant sur un cercle les tubes

6 d'une mène rangée. Le dénombrement est assuré en utilisant un mécanisme de progression pas à pas de type connu, permettant par exemple de prendre appui sur une extrémité de tube pour provoquer le déplaçaient jusqu'au tube suivant. 5 Les mêmes machines permettent d'effectuer différentes opérations successives aux extrémités d'un tube, sans modifier leur positionnement dans 1'échangeur. Elles comportent, à cet effet, des barillets à plusieurs positions avec les outils appropriés. On peut ainsi réaliser l'ensemble des opérations généralement nécessaires, pour remettre un échangeur en état de fonctionner. 10 A titre d'exemple, après avoir mis en place les machines dans 1'échangeur jusqu'à un tube d'échange supposé déficient, on peut procéder à une détection de fuite sur ce tube, les deux machines étant alors amenées respectivement jusqu'aux deux extrànités de ce tube. Ayant vérifié que le tube examiné doit ête condamné, on peut ensuite mettre en place un bouchon à l'une 15 au moins de ses extrémités, puis enfin souder ce bouchon tout autour sur le tube correspondant, pour réaliser l'étanchéité. L'outil utilisé alors, peut être par exemple analogue à celui qui a été décrit dans le brevet français n Naturellement, l'invention n'est nullement limitée au mode de 20 réalisation particulier décrit ci-dessus à titre d'exemple.

7 REVENDICATIONS 1.- Installation d'intervention dans un échangeur à faisceau tubulaire, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins une machine d'intervention et des moyens pour introduire ladite machine dans un échangeur à faisceau tubulaire, à une extrémité du faisceau, pour la positionner par rapport à un repère fixe prévu à cet effet dans l'échangeur, et pour l'amener jusqu'à un tube prédéterminé par une progression pas à pas en dénombrant les tubes successifs qui séparent ledit tube prédéterminé dudit repère et en ce que l'échangeur comporte une colonne axiale exempte de tubes permettant le passage de la machine d'intervention, introduite par une extrémité accessible de l'échangeur, jusqu'à un espace d'intervention situé au-delà de l'extrémité opposée du faisceau. 2.- Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte, en plus d'une première machine, introduite par ladite colonne centrale, une seconde machine pour l'extrémité accessible du faisceau, ladite seconde machine présentant une forme annulaire pour coulisser sur un prolongement de ladite colonne centrale.

8 M - * io mas. FIG.1 Il

9 M-* FIG. 3