Brevet FR2013135A1 — publié le 19700327

i 2013135 La présente invention concerne des bâtiments de pression et plus particulièrement, mais non exclusivement, elle a pour objet un bâtiment de pression en béton précontraint conçu pour recevoir une installation génératrice d'énergie comportant un réacteur nucléaire et une machine à turbine à gaz fonctionnant en 5 circuit fermé. Quand une telle installation génératrice d'énergie est placée dans un bâtiment de pression en béton précontraint, il est souhaitable que'La machine à turbine à gaz, à tout le moins, puisse être ôtée du bâtiment de pression pour son entretien. H est donc nécessaire que le bâtiment de pression soit pourvu d'une 10 ouverture par laquelle on puisse enlever la machine à turbine à gaz. Un but de la présente invention est de proposer un élément d'obturation pour une telle ouverture, cet élément d'obturation étant amovible et.n'altérant pas de façon sensible, lorsqu'il est en place, la résistance du bâtiment de pression considéré comme un tout. 15 Selon la présente invention, un élément d'obturation pour un bâtiment de pression comprend deux parties mobiles l'une par rapport à l'autre, l'une d'elles étant conçue pour fermer une ouverture prévue dans le bâtiment de pression tandis que l'autre est maintenue écartée du bâtiment de pression par ladite première partie et est destinée à se fixer au bâtiment de pression au moins en 20 deux points par au moins un câble ou un moyen similaire, l'assemblage étant tel qu'en cours de fonctionnement, un déplacement relatif des parties augmente la tension dudit câble, cette tension agissant, par l'intermédiaire de la seconde partie, pour appliquer cette dite première partie en contact avec la zone du bâtiment de pression entourant cette ouverture. 25 Ainsi, on peut disposer ces parties pour réaliser une obturation étanche au fluide conçue pour être mise en communication avec une source de fluide à haute pression dont l'arrivée provoque ce dit déplacement relatif. De préférence, ladite première partie comporte un premier couvercle d'acier et ladite seconde partie comprend un second couvercle d'acier qui peut 30 être couvert par une couche de béton dans laquelle passe au moins un câble. L'invention concerne aussi un bâtiment de pression pourvu d'un élément d'obturation selon les prescriptions de l'invention ci-dessus. Selon une forme d'exécution préférée de l'invention, le bâtiment de pression précontraint est muni de plusieurs câbles de tension qui s'étendent dans le 35 matériau constituant le bâtiment de pression à peu près perpendiculairement à la 69 24369 2 2013135 surface du bâtiment de pression comportant ladite ouverture, au moins un câble passant au-dessus de ladite seconde partie et étant fixé entre une paire de câbles de tension qui sont placés sur les côtés opposés de ladite ouverture. De préférence, la seconde partie est fixée au bâtiment de pression par 5 plusieurs câbles, chacun de ces câbles étant maintenu entre une paire de câbles de tension disposés sur les côtés opposés de ladite ouverture. En variante, ces câbles peuvent être assemblés en forme de filet sur ladite seconde partie. Les câbles de fixation et les câbles de tension sont de préférence en acier Le matériau constituant le bâtiment de pression peut être du béton. 10 On décrira maintenant l'invention, à titre d'exemple, en référence au' dessin annexé dans lequel : - la figure 1- est une vue en coupe d'une partie-du bâtiment de pression en béton précontraint selon l'invention ; et - la figure 2 est une vue en plan schématique d'une partie du bâtiment 15 de pression de la figure 1 . A la figure 1, on a représenté un bâtiment de pression 10 en béton précontraint conçu pour contenir yne installation génératrice d'énergie (non représentée) comportant une machine à turbine à gaz fonctionnant en circuit fermé, - cette machine présentant des ©changeurs de chaleur le long du.circuit, et un réac 20 teur nucléaire disposé pour chauffer le gaz de travail de la machine à turbine à gaz avant son entrée dans la ou les turbines de la machine. La machine à turbine à ;gaz et ses échangeurs de chaleur associés sont placés dans une cuve 12 cylindrique qui est montée de façon.amovible dans une cavité 14 cylindrique prévue dans la surface supérieure 16 du bâtiment,d.e. pression 10. La cavité" 1 4 est couver-25 te par une paroi 18 d'acier mince dont l'extrémité ouverte supérieure .20 est soudée à la face interne d'une bande d'acier 22. La bande 22 est soudée à l'intérieur d'une autre bande 24 dont la base est soudée >à son tourjï l'intérieur d'une structure de bordure 26 creuse logée dans une rainureccirculaire 28 pey profonde de la surface 16, cette bordure entourant coaxîalemënt la cavité 14. 30 Le bâtiment de pression 10 comprend un grand nombre de câbles de ten sion 30 en acier, deux de ceux-ci seulement étant représentés, ces câbles étant logés dans des passages tubul aires (nor^eprésentés) formés ou noyés dans le béton et qui sont a peu près perpendiculaires à la surface 16. Quelques uns de ces câbles 30 au moins traversent des trous 32 ménagés dans la bordure.26. La cavité 14 69 24369 3 2013135 est ainsi entourée par des cables 30 séparés et écartés angulairement, chacun d'eux s'étendant à peu près parallèlement à l'axe de la cavité. Les câbles 30 sont fixés par des moyens non représentés à la base du bâtiment de pression 10. Lors de la construction du bâtiment de pression 10 les câbles 5 30 sont soumis à une tension importante, par exemple à l'aide de vérins hydrauliques, afin d'être tendus ; tandis que les câbles 30 sont tendus, leurs extrémités 34 sont accrochées dans des organes de fixation 36 cylindriques au moyen de douilles fendues (non représentées). La plupart des organes de fixation 36 transmettent directement la tension 10 de leurs câbles 30 respectifs à fa surface 16 du bâtiment de pression 10, alors que ceux qui sont accouplés aux câbles 30 qui traversent la bordure 26 transmettent la tension de leurs câbles 30 respectifs au reste du bâtiment de pression 10 par l'intermédiaire de la bordure 26, sauf en ce qui concerne ce qu'on va décrire ci-après . 15 Le béton du bâtiment de pression 10 est donc maintenu en état de compres sion par les câbles 30. La cavité 14 est munie d'un organe d'obturation, indiqué de façon générale en 40, composé d'un couvercle hémisphérique intérieur 42 en acier conçu pour coopérer avec la cuve 12 pour la fermer et d'un couvercle hémisphérique 20 extérieur 44 en acier qui est concentrique au couvercle 42 en étant écarté de ce dernier. Les couvercles 42, 44 sont mobiles l'un par rapport à l'autre selon une direction parallèle à l'axe de la cavité 14 et ils sont percés d'orifices respectifs 46, 48 alignés et de même axe que la cavité 14, ainsi que d'un certain nombre 25 d'autres paires de trous alignés, par exemple quatre, deux de ces paires d'orifices étant indiquées en 50, 52. Les axes des paires de trous 50, 52 sont parallèles à l'axe de la cavité 14. Un arbre de sortie 54 de la machine à turbine à gaz traverse les orifices 46, 48 tandis que des tuyaux 56, 58 traversent respectivement les paires de trous 50, 52, ces tuyaux servant à amener le fluide d'échange de 30 chaleur vers au moins certains des échangeurs de chaleur et à l'en évacuer. Un {oint à labyrinthe annulaire 60 entoure coaxialement l'arbre 54 et est en contact d'étanchéité contre les parois radialement intérieures des orifices 46, 48 ; si on le désire, on peut prévoir d'autres joints (non représentés) associés à l'arbre 54. Les surfaces extérieures des tuyaux 56, 58 sont herméniquement reliées 35 au couvercle intérieur 42 par des joints à soufflet flexibles respectivement 61, 62 69 24369 4 2013135 et au couvercle extérieur 44 par des joints à soufflet flexibles respectivement 63, 64 ; A nouveau, on peut prévoir, si on le désire, d'autres joints (non représentés) associés aux tuyaux 56, 58. 5 Les couvercles 42, 44 présentent respectivement des rebords 66, 68 s'é- tendant radialement vers l'extérieur, ces rebords se trouvant dans des plans parallèles à la surface 16 et étant écartés l'un de l'autre par des cales 70 mobiles. Sur la paroi radialement extérieure du couvercle intérieur 42 est prévue une rainure circulaire 72, de même axe que la cavité 1 4 et contenant une bague d'é-10 tanchéité 74 qui prend appui de façon étanche contre la paroi radialement intérieure du couvercle extérieur 44 dans la zone des rebords 68. Plusieurs perforations 76 traversent le rebord 68 du couvercle extérieur 44 et communiquent avec l'espace fermé 78 compris entre les couvercles 42, 44. Le rebord 66 du couvercle intérieur 42 est boulonné en 80 sur un épaule-15 ment 82 de la bande 24 qui s'étend radialement vers l'extérieur. Des bagues d'é-tanchéité 84, 86 en métal souple sont soudées respectivement, comme on le décrira ci-dessous, entre le rebord 66 et une bande 88 de métal composite et entre le rebord 68 et la bande 88, cette dernière étant soudée à fa bordure 26 et étant constituée de plusieurs feuillards soudés ensemble. 20 Le couvercle intérieur 42 présente dans la zone du rebord 66, une partie annulaire creuse 90 s'étendant radialement vers l'intérieur, cette partie constituant une double paroi couvrant la région du couvercle intérieur 42 qui n'est pas entourée par le couvercle extérieur 44. La paroi radialement extérieure du couvercle extérieur 44 est couverte 25 d'une couche 92 de béton, ou d'un autre matériau de répartition des efforts, sur laquelle s'étendent des câbles 94 en acier. Les câbles 94 s'étendent entre des points à peu près diamétralement opposés de l'élément d'obturation 40, leur disposition étant représentée schématique-ment à la figure 3. On comprendra que les câbles 94 doivent être assemblés de 30 façon à éviter l'arbre 54 et les tuyaux 56, 58. Les extrémités opposées des câbles 94 sont respectivement fixées autour de la cavité 14, à des organes de fixation 36 diamétralement opposés. En variante, les câbles 94 peuvent être disposés en forme de filet sur la couche 92 de béton. 69 24369 5 2013135 Quand on désire fixer en position i'élément d'obturation 40 sur le bâtiment de pression 10, on fait descendre dans la cavité 14 la cuve 12 à laquelle est fixé, par des moyens non représentés, l'organed'obturation, jusqu'à ce que le rebord 66 du couvercle intérieur 42 repose sur les bandes 22, 24 ; et on serre 5 les boulons 80. On dispose ensuite les câbles 94 sur la couche 92 de béton couvrant le couvercle extérieur 44 comme on l'a décrit ci-dessus, ces câbles é-tant accrochés solidement entre les organes de fixation 36 respectifs. On envoie par les. perforations 76 du fluide à haute pression, précisément à une pression d'environ 69 bars (1000 livres par pouce carré), dans l'espace 10 fermé 78 compris entre les couvercles 42 , 44, ce qui provoque le soulèvement du couvercle extérieur 44 par rapport au couvercle intérieur 42. La pression du fluide est choisie pour que le couvercle 44 exerce sur les câbles 94 une force plus grande que celle qui sera produite par leurs charges de travail normal. Tandis que le couvercle extérieur 44 est soulevé , on met en place les 15 câbles 70 entre les rebords 66, 68 afin de maintenir le couvercle extérieur 44 en position soulevée. On peut à présent supprimer l'alimentation en fluide à haute pression et souder à leur emplacement les bagues d'étanchéité 84, 86. L'élément d'obturation 40 est ainsi appliqué en contact contre le zone du bâtiment de pression 10 entourant la cavité 14 par au moins une fraction de 20 la force de tension des câbles 30 et de. celle des câbles 94, la tension étant transmise par l'intermédiaire de l'élément d'obturation 40 et des bandes 22, 24, à la zone du bâtiment de pression 10 entourant la cavité 14. Si on le veut, on peut choisir la pression du fluide dans l'espace 78 pour faire en sorte que le couvercle 44 exerce sur les câbles 94 une force suffisante 25 pour écarter les organes de.fixation 36 de la bordure 26, . en augmentant ainsi la tension des câbles 30. Dans ce cas, la totalité de la tension des câbles 30 et des câbles 94 est transmise, par l'intermédiaire de l'élément d'obturation 40 et des bandes 22, 24, à la zone du bâtiment de pression 10 entourant la cavité 14. 30 En variante, les câbles 94 peuvent être fixés à la surface supérieure 16 du bâtiment de pression 10 indépendamment des organes de fixation 36 et des câbles 30. Dans ce cas, on choisît la pression du fluide dans l'espace.78 pour faire en sorte que le couvercle 44 exerce sur les câbles 94 une. force plus grande que celle que produiront leurs charges de travail normal. 35 On comprendra que quand l'élément d'obturation 40 est enlevé du 69 24369 6 2013135 bâtiment de pression 10, la partie bétonnée de ce dernier qui entoure la cavité 14 est encore maintenue en compression par les câbles 30. On comprendra, en outre, que l'on pourrait utiliser des matériaux autres que le béton pour construire le bâtiment de pression 10, par exemple du 5 fer moulé. Bien entendu la présente invention n'est pas limitée aux termes de la description qui précède mais elle en comprend, au contraire, toutes les variantes à fa portée d'un homme de l'art. 69 24369 7 2013135 Revendications 1 . Elément d'obturation pour un bâtiment de pression comportant deux parties mobiles l'une par rapport à l'autre, une de ces parties étant conçue pour obturer une ouverture prévue dans le bâtiment de pression, tandis que l'autre partie est écartée du bâtiment de pression par la dite première partie en étant 5 adaptée pour se fixer au bâtiment de pression au moins en deux points par au moins un câble ou un moyen analogue, l'assemblage étant tel qu'en cours de fonctionnement, un déplacement relatif des parties augmente la tension dudit cable, cette tension agissant, par l'intermédiaire de la seconde partie, pour appliquer cette première partie en contact avec la zone du bâtiment de pression 10 entourant cette ouverture . 2. Elément d'obturation selon 1, dans lequel lesdites parties seront disposées pour former une fermeture étanche au fluide destinée à être mise en communication avec une source de fluide à haute pression, l'arrivée dudit fluide provoquant ledit mouvement relatif. 15 3. Elément d'obturation selon 1 ou 2, dans lequel la première partie comprend un premier couvercle d'acier et la seconde partie comporte un second couvercle d'acier qui est couvert par une couche de béton sur lequel passe ledit câble. 4. Bâtiment de pression pourvu d'un élément d'obturation sur les revendi-20 cations précédentes. 5. Bâtiment de pression selon 4, dans lequel sont prévus plusieurs câbles de tension qui s'étendent dans le matériau constituant le bâtiment de pression selon une direction perpendiculaire à la surface du bâtiment de pression contenant ladite ouverture, un câble au moins passant par dessus la seconde partie et 25 se fixant entre une paire de câbles de tension qui soht placés sur les câtés opposés de ladite ouverture. 6. Bâtiment de pression selon 5, dans lequel la seconde partie est attachée au bâtiment de pression par plusieurs câbles, chacun d'eux étant fixé entre une paire de câbles de tension qui sont placés sur les côtés opposés de ladite 30 ouverture. 7. Bâtiment de pression selon 5, dans lequel les câbles sont disposés en forme de filet sur la seconde partie de l'élément d'obturation. 8. Bâtiment de pression selon l'une quelconque des revendications 4 à 7, dans lequel les câbles de tension sont en acier. 9. Bâtiment de pression selon l'une quelconque des revendications 4 à 8 dans lequel le matériau constituant le bâtiment est du béton.