CH365459A - Appareil à carotter pour réacteur nucléaire à graphite - Google Patents

Description

  Appareil à carotter pour réacteur nucléaire à graphite    Dans un réacteur à graphite, il est de la plus  haute importance de suivre la variation de l'énergie  emmagasinée sous flux de neutrons. La connaissance  de la quantité d'énergie susceptible d'être libérée per  met de déterminer l'instant du recuit du réacteur et  d'évaluer les températures atteintes au cours de  l'opération.  



  Cette variation peut être déterminée par examen  d'échantillons prélevés dans la masse même des     blocs     de graphite du réacteur.  



  L'objet de l'invention est un appareil à carotter  permettant de prélever de tels échantillons, sous la  forme de petits     cylindres    ou   carottes   taillées dans  les parois intérieures des canaux des empilements  d'un réacteur nucléaire. L'invention a pour but de  réaliser un appareil qui permette de tailler ces carot  tes, sans altérer les propriétés du     graphite    que l'on  désire analyser, et, en particulier sans provoquer, au  cours de la taille, une élévation de la température de  ce graphite.  



  L'appareil à carotter selon l'invention     est    carac  térisé en ce qu'il comprend un bâti de forme allongée  pouvant être introduit dans un canal du réacteur,  déplacé     axialement    et orienté dans ce canal, un outil  de coupe porté par ce bâti, pouvant tourner autour  d'un axe perpendiculaire à l'axe     longitudinal    du bâti,  un moteur d'entraînement disposé à l'extérieur du  canal, une     transmission    du mouvement reliant le mo  teur à l'outil pour entraîner ledit outil en rotation  autour de son axe, des moyens dits   d'avance   per  mettant de déplacer ledit     outil    le long de son axe, et  des moyens permettant de provoquer, à la fin de la  taille,

   la rupture de la carotte à sa base pour séparer  celle-ci de la paroi de graphite et l'extraire du canal,  et un dispositif de refroidissement dudit     outilde    coupe.  



  Le dessin représente, à titre d'exemple, une  forme d'exécution de l'objet de l'invention.    La     fig.    1 est une vue en coupe longitudinale de  la partie essentielle de l'appareil, en position de tra  vail dans un canal de réacteur, trois tronçons de l'ap  pareil     ayant    été représentés les uns au-dessous des  autres afin de permettre d'utiliser une échelle conve  nable pour la clarté du dessin ;  la     fig.    2 est une vue transversale suivant la ligne       II-II    de la     fig.    1 ;

    la     fig.    3 est une vue de l'appareil en coupe trans  versale     suivant    la     ligne        III-III    de la     fig.    1 ;  la     fig.    4     est    une vue, à échelle agrandie, de l'ap  pareil, en coupe transversale suivant la ligne IV-IV  de la     fig.    1 ;  la     fig.    5 est une vue de détail     représentant    l'une  des pièces de l'appareil, en coupe suivant la     ligne          V-V    de la     fig.    6 ;

    la     fig.    6 est une vue de cette pièce en coupe sui  vant la ligne VI-VI de la     fig.    5 ;  la     fig.    7 est une vue, à échelle agrandie, en coupe  axiale montrant des détails de     l'outil    de coupe et de  ses dispositifs d'entraînement,     d'avance    et de  basculement.  



  la     fig.    8     est    une vue en coupe     longitudinale    du  troisième     tronçon    de la     fig.    1 équipé du système de  refroidissement ;  la     fig.    9 est une vue en coupe de la     fig.    8 sui  vant la ligne     IX-IX.     



  Suivant le mode de réalisation,     l'appareil    com  porte un bâti 1, de forme allongée, sa longueur étant  en rapport avec celle des canaux     tels    que C du réac  teur auquel est destiné cet appareil. Ce bâti ou    hampe       comporte    un tube de     liaison    2 et plusieurs  manchons porteurs tels que 3a, 3b, ... etc. ..., et 3n.

    Il est entendu que les trois     parties    de la     fig.    1, dis  posées verticalement les unes au-dessous. des autres,  sont en     réalité,    raccordées les unes aux autres pour  former un seul bâti dont le nombre de     manchons    por-           teurs    peut varier suivant la longueur dudit bâti, ces       manchons    étant, de préférence, disposés à écartement       fixe    le long de l'appareil. Le diamètre extérieur de  ces manchons est, au jeu près, égal au diamètre in  térieur des canaux, de manière que l'appareil puisse  facilement coulisser dans un canal.  



  La     partie    extrême   avant   du bâti est     consti-          tuée    par un élément profilé allongé 4, à     section    en  U,     supporté    à son extrémité par le manchon 3c et  rattaché en 5 au     manchon    3b.  



  Ce bâti peut être enfoncé dans le canal à la dis  tance où doit se faire le prélèvement. Il peut être im  mobilisé extérieurement par un     dispositif    6     (fig.    1 et  3) qui permet de fixer le bâti en rotation et en trans  lation suivant les coordonnées fixées pour le prélève  ment. Ce dispositif comprend un     collier    7     enserrant     la     partie    du tube de liaison 2 extérieure au canal C,  et un     tampon    8 en     aluminium    fixe     dans    le boisseau  B sur la face F de la pile.

   Ce tampon 8     porte    sur sa  périphérie des butées 9 sur lesquelles peut s'appuyer  un goujon 10     pouvant    être fixé en position par un  écrou 11,     dans    une lumière 12 ménagée dans le       collier.     



  Le dispositif de coupe proprement     dit    13, le mé  canisme d'avance 14 et     l'outil    de coupe sont disposés  dans l'élément en U, 4, près de l'extrémité   inté  rieure   du bâti (c'est-à-dire l'extrémité logée     dans    le  canal du graphite). Cet outil est entraîné par un mo  teur disposé hors de ce canal ; la     transmission    de  mouvement entre le moteur et l'outil, est -assurée au  moyen d'une     tringlerie    de commande 15 formée d'un       certain    nombre de tringles assemblées par des man  chons tels que 16.

   Cette     tringlerie    est     supportée    par  des     paliers    à billes 17 dans lesquels elle tourne, ces  paliers étant montés     dans    des     flasques        supportés    par  les manchons tels que 3a, 3b ou par l'élément 4.  Cette     tringlerie    porte à son extrémité un pignon d'an  gle 18 engrenant avec un autre pignon d'angle 19       solidaire    d'une poulie 20 dans un palier à blues 21       supporté    par l'élément en U, 4.

   Le mouvement de la       poulie    20 est     transmis    par une courroie 22 à une  poulie 23 dont l'axe 24 porte un filetage 25 sur le  quel est vissé l'outil de coupe 26, cet axe 24     touril-          lonnant    par ailleurs dans un     palier    à billes 27. Le  boîtier de ce palier est     supporté        (fig.    7) de chaque  côté de     Pappareil    au moyen de deux ergots de gui  dage 28, 29, fixés l'un au-dessous de l'autre sur la  paroi du boîtier et pouvant     coulisser        dans    une lu  mière verticale 30 pratiquée dans la paroi correspon  dante de l'élément en U, 4.

   Cette lumière a, sur la  plus grande partie de sa longueur une largeur     égale,     au jeu près au diamètre des ergots,     mais    présente à  son extrémité supérieure une     portion    30a de plus       grande    largeur.   L'outil de coupe 26     est    une fraise à       taille    en  bout  , comportant une couronne 31 dont le diamètre  intérieur fixe le diamètre de l'échantillon E pouvant  être prélevé. Cette fraise comporte un     chambrage     intérieur 32.

   La couronne 31 peut comporter 8 dents  de 2,5 mm de profondeur<B>;</B> les     diamètres    extérieur et    intérieur de cette fraise peuvent être respectivement  de 19 et 15 mm ; le     chambrage    peut avoir 20 mm de  profondeur et 16 mm de diamètre.  



  Extérieurement la fraise présente une dépouille  qui peut être de l'ordre de quelques degrés,     3c,    par  exemple.  



  Le moteur d'entraînement (non représenté) se  fixe sur un socle en bout du bâti. Par exemple, on  peut     utiliser    un moteur d'une puissance nominale de  0,25     kw        communiquant    à la tige 15 de commande  de rotation de vitesse de 2000 tours/minute.  



  Le dispositif d'avance 14 destiné à provoquer  une translation de la fraise suivant son axe     comporte     deux rainures-cames 35     obliques    par     rapport    à l'axe  de l'appareil     taillées    respectivement sur     les    ailes d'un  fer profilé en U, 34     (fig.    1, 2, 7). Cette pièce 34 dite    rampe d'avance   coulisse sur l'élément en U 4 ;  chacun des deux ergots 28 du porte-outil traverse  respectivement une des rainures 33.

   Cette rampe 34  dont la forme apparaît clairement aux     fig.    5 et 6,  comporte à l'arrière un bloc 35 fixé entre les deux  ailes du U, qui est traversé librement en 36 par la       tringle    15, et est traversé en 37 par une     tringlerie    de  commande d'avance 38 à laquelle la     rampe    est fixée  par des goupilles 39.

   Cette     tringlerie    38     comprend     une tringle tubulaire 40 logée à l'intérieur du tube  de liaison 2, une tubulure 41 soudée au tube 40 et  fixée au bloc 35 comme indiqué ci-dessus, et un rac  cord souple 42 pourvu d'une tubulure 43 fixée dans  .un bloc 44 qui porte     certains    des roulements à billes  17 supportant la tringle 15 ; ce bloc 44 est     percé     d'orifices 45 permettant à de l'air comprimé insufflé  dans la     tringlerie    38, de se déverser     dans    la partie  avant de l'appareil, et notamment sur     l'outil    de     coupe.     



  Cette     tringlerie    38 peut être     déplacée    longitudi  nalement par action manuelle.  



  Dans une variante améliorée de la réalisation  précédente et que l'on va décrire en se référant aux       fig.    8 et 9, un robinet 46 est fixé, au voisinage de la  fraise 26 sur l'élément profilé 4. Ce robinet, qui peut  être avantageusement du type à pointeau,     porte    un  gicleur 47 orienté vers la fraise 26. Une conduite 48  est branchée sur le robinet 46. Elle aboutit, en sui  vant le bâti sur lequel elle est fixée à     intervalles     réguliers, à l'extérieur du canal contenant l'appareil  à carotter, et elle est     reliée    par exemple à une bou  teille d'anhydride carbonique liquéfié.  



  Le robinet 46 est commandé par une tringle 49  s'étendant le long du bâti et supportée par celui-ci.  La tringle 49 est actionnée à partir de l'extrémité  libre du canal.  



  Naturellement, et comme pour les     organes    de  transmission déjà décrits dans la première     réalisation,     la conduite 48 et la tringle 49 sont constituées     d7élé-          ments    assemblés bout à bout permettant de donner  à l'ensemble de l'appareil la longueur voulue et fa  cilitant son démontage.  



  Cet appareil fonctionne de la     manière    suivante  La tringle de commande d'avance ayant été tirée  en arrière par     rapport    au bâti, de manière à ramener      le porte-fraise au voisinage de la base de l'élément  en U, 4 l'appareil est enfoncé à la profondeur voulue  pour disposer la fraise à l'endroit où l'on désire effec  tuer le prélèvement. Le bâti est orienté autour de son  axe suivant la direction désirée pour l'outil, et est  immobilisé dans cette position par le collier 7.  



  Le moteur d'entraînement peut alors être mis en  marche, tandis que de l'air comprimé est insufflé  dans le tube de la     tringlerie    de commande d'avance.  



  Au fur et à mesure que s'effectue la taille de la  carotte, on exerce à la main une pression continue  sur la     tringlerie    de commande de la rampe 34, en fai  sant ainsi avancer la fraise suivant son axe, tandis  que la direction de cet axe reste fixe, le porte-fraise  27 étant guidé sur les deux côtés de l'appareil par  les deux lumières 30. Les deux paires d'ergots 28-28  et 29-29 se trouvant dans les portions étroites de ces  lumières 30.  



  Le     chambrage    32, qui laisse un jeu entre la paroi  intérieure de la fraise et l'échantillon E     (fig.    7) dimi  nue les frottements et contribue à limiter l'échauffe  ment résultant de l'opération de coupe. La dépouille  de la fraise lui évite de talonner.  



  La liaison souple, par courroie 22, entre les deux  poulies 20 et 23 permet le débattement angulaire de  la transmission lors de la pénétration de l'outil dans  le graphite.  



  Lorsque la fraise a pénétré entièrement dans le  graphite, la paire d'ergots 29-29 se trouve dans la  portion élargie 30a des lumières 30 ; en faisant re  culer le bâti, on fait basculer l'axe de la fraise,  comme représenté à la     fig.    7, ce qui est possible en  raison de la dépouille donnée à la fraise ; la carotte  se sépare de la masse de graphite par cassure et de  meure dans le     chambrage    de la fraise. On ramène la  fraise à sa position primitive en agissant sur la rampe,  et on sort l'appareil du canal.  



  La carotte est ramenée à l'extérieur en même  temps que la fraise ; on notera toutefois que les pré  lèvements devront s'effectuer de     préférence      au  ciel   d'une canal, sur un arc de     60,)    de part et  d'autre de la verticale, afin d'avoir la certitude que  la carotte demeure bien à l'intérieur de la fraise.

Claims (1)

1. REVENDICATION Appareil à carotter pour réacteur nucléaire à graphite, caractérisé en ce qu'il comprend un bâti de forme allongée pouvant être introduit dans un canal du réacteur, déplacé axialement et orienté dans ce canal, un outil de coupe porté par ce bâti, pouvant tourner autour d'un axe perpendiculaire à l'axe lon gitudinal du bâti, un moteur d'entraînement disposé à l'extérieur du canal, une transmission de mouve ment reliant le moteur à l'outil pour entraîner ledit outil en rotation autour de son axe, des moyens d'avance permettant de déplacer ledit outil le long de son axe, des moyens permettant de provoquer, à la fin de la taille,

   la rupture de la carotte à sa base pour séparer celle-ci de la paroi de graphite et l'ex- traire du canal et un dispositif de refroidissement dudit outil de coupe. SOUS-REVENDICATIONS 1. Appareil à carotter suivant la revendication, dans lequel l'outil de coupe est constitué par une fraise à taille en bout, à denture en forme de cou ronne et pourvue d'un chambrage cylindrique des tiné à recevoir la carotte. 2.

   Appareil à carotter suivant la sous-revendica- tion 1, dans lequel la transmission de mouvement entre le moteur et la fraise comporte une tringlerie rotative supportée par des paliers à billes, une pre mière poulie entraînée en rotation par ladite tringle- rie, une seconde poulie solidaire de l'axe de la fraise, et une courroie de transmission reliant les deux dites poulies. 3.

   Appareil à carotter suivant la revendication, dans lequel l'outil de coupe est porté par un support qui peut se déplacer perpendiculairement à l'axe longitudinal de l'appareil, ce support étant guidé par des paires d'ergots solidaires du support et coulissant dans des lumières ou rainures allongées fixes mé nagées dans la paroi du bâti. 4.

   Appareil à carotter suivant la sous-revendi- cation 3, dans lequel lesdits moyens d'avance com prennent une paire de rainures-cames pouvant cou lisser longitudinalement dans le bâti, et constituant une rampe qui coopère avec l'une des paires d'ergots dudit support pour commander des mouvements de ce support perpendiculairement à l'axe du canal. 5.

   Appareil à carotter suivant les sous-revendi- cations 1 et 4, dans lequel ladite fraise présente ex térieurement une dépouille permettant, à la fin de l'opération de coupe, de faire basculer ladite fraise en séparant ainsi, par cassure, la carotte de la masse du graphite, lesdites rainures fixes présentant une portion élargie permettant un mouvement transver sal aux rainures fixes, de la paire d'ergots non guidée par la rampe. 6. Appareil à carotter suivant la sous-revendi- cation 4, dans lequel ladite rampe est commandée manuellement au moyen d'une tringlerie. 7.

   Appareil à carotter suivant la sous-revendi- cation 6, dans lequel ladite tringlerie de commande de la came est tubulaire et sert de tuyauterie pour l'injection d'air comprimé dans l'appareil en vue d'éviter un échauffement de la fraise et de la carotte. 8.

   Appareil à carotter suivant la revendication, dans lequel le dispositif de refroidissement comporte un gicleur situé au voisinage de l'outil de coupe et relié à un robinet solidaire du bâti et voisin du gicleur, une conduite reliée au robinet et à une source de fluide de refroidissement disposée à l'ex térieur du canal, et une tringlerie placée le long du bâti et permettant de régler l'ouverture du robinet de la zone extérieure au canal.