Les freins Stromag NFF spécifiés pour un pont roulant de manipulation du combustible usé en centrale nucléaire.
Le retrait et l’élimination des barres de combustible épuisé d’un réacteur nucléaire constituent un processus extrêmement précis et contrôlé.
Les barres de combustible usé sont placées au fond d’un bassin dédié, afin d’y commencer leur refroidissement durant plusieurs années. Le pont roulant hautement spécialisé qui transporte et positionne ces barres doit offrir une fiabilité exemplaire. Pour un pont roulant récemment mis en service en République tchèque, un OEM a choisi de spécifier les freins électromagnétiques compacts de la série NFF de Stromag, une marque phare d’Altra Industrial Motion Corporation.
Tous les 12 à 24 mois, on retire du cœur d’un réacteur nucléaire jusqu’à un tiers de sa charge totale de combustible. Les barres de combustible usé récemment extraites du cœur vont générer d’immenses quantités de chaleur et de rayonnements qu’il faut impérativement contrôler et contenir localement, avant de les placer dans des conteneurs blindés pour être finalement éliminées. Le bassin dédié au combustible usé est généralement profond d’au moins 12 mètres, avec des températures rigoureusement maintenues en-dessous de 50 oC. Les bassins contiennent de l’acide borique pour sa capacité à absorber les neutrons, ce qui réduit les rayonnements ionisants émanant des barres et contribue à assurer leur sous-criticité.
Lorsqu’il a été demandé à l’un des principaux constructeurs européens de réacteurs nucléaires et d’équipements connexes de concevoir un nouveau pont pour manipuler les barres de combustible usé dans ce bassin, il savait que seuls les composants les plus fiables pouvaient être spécifiés. Le pont roulant n’est utilisé qu’épisodiquement, avec souvent plusieurs jours entre chaque opération. De ce fait, les pièces critiques comme les moteurs, le treuil et les freins doivent être adaptées à des périodes d’inactivité sans entretien ni maintenance. Sur le treuil, les freins de maintien et les entraînements du chariot sont particulièrement importants, car ils ne seraient sollicités qu’en cas de coupure d’alimentation pour remplir leur rôle de maintien.
Kay Wendelberger, ingénieur du customer care de Stromag, commente :« Comme nous avions précédemment travaillé avec ce constructeur, nous étions avertis des exigences d’un tel environnement en matière d’application. Outre la nécessité d’un système de freinage qui fonctionnerait fiablement malgré son usage peu fréquent, le constructeur recherchait une solution compacte offrant une bonne protection contre la poussière et l’humidité. La série NFF de freins électromagnétiques actionnés par ressort offrait toutes les fonctionnalités requises, notamment la protection IP66 et le traitement de surface spécialisé assurant la fiabilité à long terme, même dans les environnements les plus sévères. »
La série NFF de freins double face à ressorts a été conçue pour fournir un freinage fiable dans le cas d’applications exposées à des environnements sévères. La conception à double face favorise une grande puissance de freinage pour un encombrement réduit, une combinaison idéale pour les applications de levage en espace restreint. Toutes les pièces en acier du frein possèdent des surfaces spécialement traitées par nitrocarburation et post-oxydation, protégeant de l’humidité, des poussières et des matériaux corrosifs.
Pour cette application particulière, les freins étaient requis pour effectuer des tâches de maintien au cas où une coupure d’alimentation devait perturber le pont roulant. Les doubles entraînements de translation nécessitaient plusieurs freins NFF 4 de couple nominal 44 Nm. Un seul frein NFF 400 de couple nominal 4 400 Nm a été installé sur l’entraînement du treuil. Les freins électromagnétiques à ressort sont maintenus ouverts tant que le frein est sous tension, permettant au système d’entraînement et au treuil du pont roulant de commander vitesse et positionnement. En cas de coupure d’alimentation, le frein se ferme automatiquement, maintenant le pont roulant en position pendant que sont effectués les travaux de maintenance ou de réparation.
Kay conclut ainsi :« La série NFF est conçue pour être directement montée sur l’arbre du moteur sans avoir à démonter le frein. Cela permet de l’installer rapidement et de minimiser l’encombrement de l’application. Nos ingénieurs ont étroitement travaillé avec cet OEM afin de fournir les modèles les mieux adaptés à cette application particulière, ainsi qu’à veiller à une installation et une mise en service sans problème. Le pont roulant est maintenant en fonctionnement dans la centrale nucléaire et nous travaillons avec le constructeur sur d’autres projets similaires. »
Photo : La série Stromag NFF de freins double face à ressort est conçue pour fournir un freinage fiable dans les applications exposées à des environnements sévères.
