FR2609421A1

FR2609421A1 - Method and device for inserting tools for steam generators

Info

Publication number: FR2609421A1
Application number: FR8700138A
Authority: FR
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1987-01-09
Filing date: 1987-01-09
Publication date: 1988-07-15
Also published as: FR2609421B1

Abstract

A pole 901 to the end of which there is fixed a tool-carrying pallet 902 is inserted manually into the bowl of the steam generator SG making use of a support "gutter" 903. It is stood up vertically on the clevices 904 then grasped by a centering/lifting device 905 fixed onto the orifice of the manhole 906. The relative position in space of the lifting device and of the intervention remote manipulator 907, in the loading position, is measured with care; the lifting device has a device for adjusting azimuth, precisely positioning the face for gripping the tool parallel to the face for fastening onto the remote manipulator. This method is intended for rapidly exchanging the tools of remote manipulators used for repairing and maintaining SGs of pressurised-water nuclear reactors.

Description

PROCEDE ET DISPOSITIF D'INTRODUCTION D'OUTILS POUR GENERATEURS DE VAPEUR
L'invention concerne un ensemble mécanique de téléinterventions destiné à des travaux de nature multiple (contrôles, réparations,..) sur les tubes échangeurs des générateurs de vapeur (GV) de centrales nucléaires à eau pressurisée; effectués à des cadences rapides.METHOD AND DEVICE FOR INTRODUCING TOOLS FOR STEAM GENERATORS
The invention relates to a mechanical remote control assembly intended for multiple types of work (checks, repairs, etc.) on the exchanger tubes of steam generators (steam generators) of pressurized water nuclear power plants; performed at fast rates.

On compte 3000 à 6000 tubes dans un générateur de vapeur; en conséquence, une intervention généralisée à un grand nombre de tubes impose que chaque opération élémentaire puisse être réalisée à une cadence industrielle compatible avec les temps impartis aux arrêts périodiques des centrales nucléaires (arrêts de tranches.There are 3000 to 6000 tubes in a steam generator; consequently, a generalized intervention with a large number of tubes requires that each elementary operation can be carried out at an industrial rate compatible with the times allocated to the periodic shutdowns of nuclear power plants (unit shutdowns.

Il s'agit d'opérations qui sont faites à partir de la boite à eau (ou bol) des générateurs de vapeur telles que: inspection, métrologie, reprise d'usinage, bouchonnage de tubes fuitards, réparations des tubes fuitards etc... On dénombre plus d'une cinquantaine d'outils différents utilisés pour réaliser ces opérations.These are operations that are made from the water box (or bowl) of the steam generators such as: inspection, metrology, resumption of machining, plugging leaking tubes, repairing leaking tubes etc ... There are more than fifty different tools used to carry out these operations.

Or, à l'exception de trois ou quatre opérations élémentaires qui sont faites automatiquement et à grande cadence, toutes les autres opérations sont actuellement accomplies en manuel, sinon avec des robots télécommandés à cadence lente. A cet égard, de nombreux télémanipulateurs ou robots ont été développés sur lesquels est embarqué un outil qui est successivement présenté devant les tubes à traiter; et des dispositifs de transfert ont été décrits antérieurement: "apparatus for working on tube-sheets" (US 4,329,769), "dispositif de contrôle pour échangeur de chaleur" (FR: 2 431 109), "dispositif de positionnement sélectif" (FR 2 394 374), destinés à charger et à échanger des outils d'intervention placés sur des télémanipulateurs.However, with the exception of three or four elementary operations which are performed automatically and at a high rate, all the other operations are currently performed manually, if not with remote-controlled robots at a slow rate. In this regard, many remote manipulators or robots have been developed on which is embarked a tool which is successively presented in front of the tubes to be treated; and transfer devices have been described previously: "apparatus for working on tube-sheets" (US 4,329,769), "control device for heat exchanger" (FR: 2,431,109), "selective positioning device" (FR 2 394 374), intended for loading and exchanging intervention tools placed on remote manipulators.

Ces dispositifs sont encombrants, lents, et souvent complexes. These devices are bulky, slow, and often complex.

Par ailleurs, si l'on prend l'exemple d'une intervention de manchonnage des tubes par soudage, ce travail complexe implique la mise en oeuvre d'une douzaine d'outils différents employés successivement: contrôle, métrologie, alésage d'entrée sur la plaque tubulaire, nettoyage du tube, introduction de la manchette, expansion haute et basse de la manchette (accostage), soudure haute, soudure basse, contrôle non destructif de bonne exécution.Furthermore, if we take the example of a pipe sleeving intervention by welding, this complex work involves the implementation of a dozen different tools used successively: control, metrology, inlet bore on the tube plate, cleaning of the tube, introduction of the cuff, upper and lower expansion of the cuff (docking), high weld, low weld, non-destructive test of good performance.

Le temps "net" d'outil pour chacune de ces opérations élémentaires est inférieur à deux minutes. Mais le temps d'intervention englobe tous ces temps "nets", ainsi que les durées de manutention d'outils pour aller d'un tube à l'autre, les temps nécessaires pour aller chercher chaque manchette qui est emmanchée dans chaque tube, les temps nécessaires à réagréer les outils (affutage d'une électrode de soudage après une quinzaine de soudures, par exemple), les temps dévolus aux échanges d'outils.The "clean" tool time for each of these basic operations is less than two minutes. But the intervention time includes all these "net" times, as well as the tool handling times to go from one tube to another, the times necessary to get each cuff that is fitted into each tube, the time required to rearrange the tools (sharpening of a welding electrode after fifteen welds, for example), the time devoted to the exchange of tools.

i présente invention concerne un procédé rapide, polyvalent, d'échange d'outil entre l'extérieur du générateur de vapeur et un télémanipulateur opérant dans la boîte à eau; ainsi que les dispositifs (outillages) correspondants. Dans le demande de brevet français PV 86.10605, des dispositifs conçusdans cet esprit ont été décrits. The present invention relates to a rapid, versatile process for exchanging tools between the exterior of the steam generator and a remote manipulator operating in the water box; as well as the corresponding devices (tools). In French patent application PV 86.10605, devices designed with this in mind have been described.

La présente invention est caractérisée par le fait qu'une perche d'introduction sur laquelle est placé l'outil (ou une palette porte-outil) est redressée manuellement à la verticale après introduction dans le bol de l'extrémité portant l'outil, et qu'elle est saisie dans un outillage fixe positionné de façon précise sur le trou d'homme, servant de centreur et d'ascenseur; que la position de ce centreur/ascenseur est préalablement repérée avec précision par rapport au télémanipulateur, et que ce centreur possède un organe permettant d'ajuster l'azimuth de la perche portant l'outil (ou la palette).The present invention is characterized by the fact that an insertion pole on which the tool is placed (or a tool-carrying pallet) is manually straightened vertically after introduction into the bowl of the end carrying the tool, and that it is seized in a fixed tool positioned precisely on the manhole, serving as a centering device and an elevator; that the position of this centering device / elevator is previously identified with precision with respect to the manipulator, and that this centering device has a member making it possible to adjust the azimuth of the pole carrying the tool (or the pallet).

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

La figure 1 situe les boîtes à eau des Générateurs de Vapeur (GV) des réacteurs à eau pressurisée.Figure 1 shows the water boxes of the Steam Generators (GV) of pressurized water reactors.

La botte à eau du GV est une demi sphère formée de deux chambres 901 séparées par une plaque verticale 904; ces chambres sont surplombées par la plaque tubulaire (PT) 902 d'où partent et où aboutissent les tubes échangeurs 903 montés en épingle. Chaque chambre (bol) possède deux ouvertures: le trou d'homme d'accès 905 de diamètre 400mm. environ, et la tubulure 906 du circuit primaire.The GV water boot is a half sphere formed by two chambers 901 separated by a vertical plate 904; these chambers are overhung by the tubular plate (PT) 902 from which leave and where terminate the exchanger tubes 903 mounted in a pin. Each chamber (bowl) has two openings: the access manhole 905 with a diameter of 400mm. approximately, and the tubing 906 of the primary circuit.

La figure 2 schématise le procédé d'échange d'outils depuis l'extérieur d'un GV, ainsi que la cinématique d'introduction d'un outil, pour desservir dans ':n bol 901 un télémanipulateur 907 préalablement installé sous la plaque tubulaire 902.Figure 2 shows schematically the method of exchanging tools from outside a GV, as well as the kinematics of introducing a tool, to serve in ': n bowl 901 a manipulator 907 previously installed under the tube plate 902.

Sur la bride du trou d'homme 905 est fixée une plaque 910 portant une chape 911 et une rotule de centrage 912, et qui reçoit une gouttière de guidage 913 amovible.On the flange of the manhole 905 is fixed a plate 910 carrying a yoke 911 and a centering ball 912, and which receives a removable guide gutter 913.

l'a plaque étant arrimfe. la chape 911 est réglée pour présenter un axe de pivotement horizontal, qui servira aux manoeuvres de la perche de manutention. the plate being stowed. the yoke 911 is adjusted to have a horizontal pivot axis, which will be used for the operations of the handling pole.

Le bâti 914 de l'ascenseur-centreur 915 est ensuite étayé verticalement par des vérins 916 entre le sol et la rotule de centrage 912 solidaire de la chape.The frame 914 of the elevator-centering device 915 is then supported vertically by jacks 916 between the ground and the centering ball 912 secured to the yoke.

Une palette porte-outil 917 est placée en bout de la perche 918, dans un réceptacle 919. L'opérateur pose ce réceptacle sur la gouttiere de guidage 913 et introduit l'ensemble axialement au trou d'homme jusqu'à pouvoir engager l'axe 920 de la perche dans la chape 911.A tool holder pallet 917 is placed at the end of the pole 918, in a receptacle 919. The operator places this receptacle on the guide gutter 913 and introduces the assembly axially to the manhole until it can engage the axis 920 of the pole in the yoke 911.

La cinématique d'élévation de la palette porte-outil à son niveau d'accrochage au télémanipulateur 907 est représentée sur les figures 3a,b,c.The kinematics of raising the tool-holder pallet to its level of attachment to the remote manipulator 907 is shown in FIGS. 3a, b, c.

La perche 918 est redressée manuellement autour de son axe 920 pour être présentée verticalement à l'aplomb de l'ascenseur-centreur 915. En s'élevant, le centreur vient coiffer la base de la perche, puis dégage l'axe 920 de la chape 911, et amène la palette 917 à son niveau d'accostage sur le manipulateur (fig.3a). Dès ce moment, les positions des outils dans l'espace sont maîtrisées à mieux du millimètre.The pole 918 is manually straightened around its axis 920 to be presented vertically above the elevator-centering device 915. When rising, the centering device covers the base of the pole, then releases the axis 920 from the clevis 911, and brings the pallet 917 to its docking level on the manipulator (fig.3a). From this moment, the positions of the tools in space are better controlled to the millimeter.

De façon à présenter l'interface de l'outil rigoureusement parallèle à celle du télémanipulateur. la base de la perche 918 comporte une clavette 922 de centrage qui se loge dans un fourreau 921 de l'ascenseur-centreur 915. ce fourreau possède un certain débattement angulaire 923 dans l'ascenseur, pour le réglage d'azimuth de l'interface de l'outil embarqué 917 par rapport sa position d'accostage sur le manipulateur (fig.3c). So as to present the interface of the tool strictly parallel to that of the remote manipulator. the base of the pole 918 includes a centering key 922 which is housed in a sheath 921 of the elevator-centering device 915. this sheath has a certain angular movement 923 in the elevator, for adjusting the azimuth of the interface of the on-board tool 917 relative to its docking position on the manipulator (fig.3c).

L'outil est présenté quelques dizaines de millimètres au dessus de sa position réelle, pour en redescendant venir s'engager dans l'interface du manipulateur. En poursuivant la descente, la perche 918 se dégage de la palette porte-outil 917, jusqu a revenir en position dans la chape 911, d'où elle est reprise manuellement (fig.3b).The tool is presented a few tens of millimeters above its real position, to come back down to engage in the interface of the manipulator. Continuing the descent, the pole 918 disengages from the tool holder pallet 917, until it returns to position in the yoke 911, from where it is taken up manually (fig.3b).

La manoeuvre d'extraction d'un outil est identique: le manipulateur vient se placer en position initiale de chargement, pour que la perche en s'élevant vienne saisir la palette porte-outil. Celle-ci est relevée de quelques centimètres pour se dégager de l'interface manipulateur, qui est escamote avant la descente de la perche et son extraction manuelle.The operation for extracting a tool is identical: the manipulator is placed in the initial loading position, so that the pole, rising, comes to grip the tool-holding pallet. This is raised a few centimeters to clear the manipulator interface, which is retracted before the descent of the pole and its manual extraction.

Ces manoeuvres impliquent la connaissance préalable des positions relatives des organes de transfert et du manipulateur: orientation de l'interface outil sur la perche et orientation de la perche dans l'ascenseur-centreur en fonction de la position du manipulateur, courses de 1'ascenseur-centreur pour la présentation de l'outil, l'accostage sur le manipulateur, l'escamotage.These maneuvers imply the prior knowledge of the relative positions of the transfer members and of the manipulator: orientation of the tool interface on the pole and orientation of the pole in the elevator-centering device as a function of the position of the manipulator, strokes of the elevator -centrer for the presentation of the tool, docking on the manipulator, retraction.

On utilise pour cela un dispositif de mesures préalables, composé d'une perche 918 où l'outil 917 est remplacé par une tête de mesures à palpeurs, contre laquelle vient s'appliquer l'interface du télémanipulateur 907. Par cette opération on est à même de donner la valeur de préréglage de l'angle de rotation autour d'un axe vertical à mieux du degré près; et de définir la position d'attente du télémanipulateur lorsque s'effectuent les transferts d'outils. For this, a device for preliminary measurements is used, composed of a pole 918 where the tool 917 is replaced by a probe measuring head, against which the interface of the remote manipulator 907 is applied. By this operation we are at even to give the preset value of the angle of rotation around a vertical axis to the nearest degree; and to define the standby position of the manipulator when the tool transfers are carried out.

Claims

CLAIMS:

Claim 1:

Method of introducing tools into bowls of steam generators (cl), intended to place them on a remote manipulator already installed in said bowl, where the tool (or the tool-holding pallet) is placed on the end a rigid pole which is introduced manually into the bowl of the GV, substantially parallel to the axis of the manhole, pole which is then straightened vertically in order to bring the tool to the remote manipulator, characterized in that the pole is taken up, after being placed vertically, at its end, by a centralizer-lift fixed on the outside of the steam generator.

Claim 2:

Application device of claim 1 intended to precisely position the pallet pole vertically, characterized in that it comprises a plate 910 stowed on the manhole 905 of the steam generator, with a yoke 911 defining a pivot axis which is adjusted horizontally after lashing.

Claim 3:

Application device of claim 1 intended to maneuver the pallet pole vertically, characterized in that it comprises a lifting member 914, fixed to the manhole directly or by means of the previous plate 910, adjusted vertically, having a lift 915 also ensuring the centering of the end of the pole 918; and that this elevator remains attached to the lashing plate for the duration of the intervention.

Claim 4:

Application device of claim 1 intended to maneuver the pallet-carrying pole vertically, according to claim 3, characterized in that the elevator / centering device has a rotating member (sheath) 921 which allows the orientation of the pole 918 with its pallet 917 rigorously parallel to the interface of the remote manipulator 907 serving the tube plate (azimuth correction by rotation about a vertical axis).

Claim 5:

A method of introducing tools into bowls of steam generators (SG), according to claim 1, characterized in that one performs in a preliminary manipulation the measurement of the relative positions of a pole in its elevator relative to the manipulator which is brought into the tool transfer position.

Claim 6:

Precise prior measurement device for the relative positions of the transfer members and the manipulator, according to claim 5, characterized by: a pole 918 equipped with a measuring head, provided with feelers against which the remote manipulator serving the tube plate is applied (or the interface carried by the remote manipulator cart); so as to exactly determine the relative heights and the azimuthal orientation corrections.