Brevet FR2242631A1 — publié le 19750328

ha présente invention est relative à un dispositif de raccordement de deux conduits tubulaires, notamment de deux tuyauteries parcourues par un fluide liquide sous pression, ce dispositif tout en assurant le libre passage du fluide d'un conduit à l'autre, autorisant un déplacement relatif de ces conduits dans une direction quelconque, soit selon la direction de leur axe commun, soit dans un plan perpendiculaire à cette direction, soit selon une direction quelconque combinant l'un et l'autre de ces deux déplacements. L'invention s'applique plus spécialement quoique non exclusivement, dans le cas oh les conduits sont constitués par des tuyauteries montées à l'intérieur de la cuve d'un réacteur nucléaire à neutrons rapides refroidi par du sodium liquide, le dispositif assurant notamment le raccordement du conduit diffuseur de sortie d'une pompe primairerrealisant la cir collation du sodium dans la cuve - à travers le coeur et des échangeurs de chaleur, et d'une tuyauterie de grand diamètre renvoyant le sodium ainsi refoulé par la pompe sous le sommier de support du coeur Le dispositif considéré a dans ces conditions pour but d'assurer un confinement convenable du sodium, depuis la pompe primaire vers le sommier, en permettant la dilatation différen- - tielle entre'les deux conduits dont il assure le raccordement, cette dilatation se manifestant par un déplacement relatif de la jonction entre ces conduits qui doit pouvoir être toléré sans décentrement excessif des conduits et sans fuite importante du fluide qui les traverse. On connaît déjà diverses solutions répondant#au problème de raccordement de tels conduits, dont l'une consiste notamment à utiliser une manchette articulée munie à ses extrémités d'embouts de type roulant. Toutefois, une telle réalisation est généralement complexe dans sa technologie et surtout présente un encombrement en hauteur important, pénalisant la construction du réacteur. Une autre solution consiste à utiliser des compensateurs de dilatation tels que des soufflets métalliques a ondes parallèles; dans ce cas également, des difficultés surviennent lorsqu'il s'agit de remplacer les compensateurs en cas de détérioration éventuelle. La présente invention a donc pour objet un dispositif de raccordement qui pallie les inconvénients des réalisations antérieures, notamment en autorisant une jonction simple et efficace entre les deux conduits à relier, tolérant des déplacements de ces conduits dans des directions quelconques, tout en limitant à des valeurs très faibles les fuites éventuelles. A cet effet, le dispositif considéré se caractérise en ce qu'il comporte des moyens de centrage et d'appui mutuel des extrémités des deux conduits et des moyens d'étanchéité à faible fuite, indépendants des moyens de centrage. Dans un premier mode de réalisation de l'invention ot les deux conduits sont adaptés à tolérer un déplacement relatif parallèlement à la direction de leur axe commun, les moyens d'appui et de. centrage sont constitués par une rangée unique de pions portés par la surface externe du premier conduit, ces pions étant en contact avec la surface interne du second conduit dans lequel pénètre l'extrémité du premier, les moyens d'étanchéité comprenant un talon annulaire porté par la surface externe du premier conduit et muni dans une de ses faces de saillies circulaires appliquées contre la surface interne du second conduit par la différence de pression établie entre l'intérieur et l'extérieur des conduits. Dans un autre mode de réalisation ou les deux conduits sont adaptés à tolérer un déplacement relatif perpendiculairement à la direction de leur axe commun, les moyens d'appui et de centrage sont constitués par deux rangées de pions portés par deux brides transversales parallèles solidaires du premier conduit, ces pions étant respectivement en contact avec les faces opposées et parallèles aux brides d'une couronne annulaire portée par l'extrémité du second conduit, cette couronne comprenant un talon annulaire mince muni dans une de ses faces de saillies circulàires appliquées contre la surface de l'une des brides par la différence de pression établie entre l'intérieur et l'extérieur des conduits Enfin et dans une troisième variante de réalisation, où les deux conduits sont adaptés à tolérer un déplacement relatif dans une direction quelconque, se décomposant en un déplacement parallèlement à l'axe commun des conduits et en un déplacement perpendiculaire à cette direction, les moyens d'appui et de centrage et les moyens d'étanchéité, réalisés selon l'une et l'autre des deux variantes précédentes respectivement, sont combinés, la liaison entre les conduits s'effectuant au moyen d'une virole intermédiaire, coaxiale aux deux conduits. D'autres caractéristiques d'un dispositif de raccorde- ment établi conformément à l'invention apparaitront encore à travers la description qui suit de plusieurs exemples de rea- lisation, donnés à titre indicatif et non limitatif, en référence aux dessins annexés sur#lesquels:: - la Fig. 1 est une vue schématique en coupe axiale du dlspositif de raccordement considéré, adapté notamment à la liaison de deux conduits sensiblement coaxiaux, aptes à subir l'un par rapport à l'autre un déplacement selon la direction de leur axe commun, - la Fig 2 est une vue en coupe d'un autre mode de réalisation dans lequel les deux conduits réunis par le dispositif de raccordement sont susceptibles de subir un déplacement relatif selon une direction perpendiculaire leur axe commun, - la Fig. 3 est une vue de détail d'une autre variante, directement dérivée de celle illustrée sur la Fig. 2, - la Fig 4 est une vue en coupe d'une autre variante de réalisation dans laquelle les deux conduits sont susceptibles de subir l'un par rapport à l'autre un déplacement relatif selon une direction quelconque, combinant un déplacement selon leur axe commun et un déplacement selon une direction perpendiculaire. On a représenté sur la Fig. 1, les extrémités de deux conduits I et 2 destinés à être raccordés l'un à l'autre par un dispositif selon la présente invention. Ces deux conduits 1 et 2, sensiblement coaxiaux sont notamment destinés à assurer le transfert d'un fluide liquide sous pression, par exemple du sodium liquide, entre une pompe primaire a prélevant ce sodium dans la cuve b d'un réacteur nucléaire à neutrons rapides (partiellement representée) et le refoulant par son diffuseur de sortie c jusque sous le sommier d, (également partiellement repré sente, supportant le coeur e de ce réacteur.Les conduits 1 et 2 sont ouverts à leurs extrémités dirigées l'une vers 1 'autre et sont agencés de telle sorte que le conduit 1 présente un embout d'extrémité 3 de diamètre légèrement supérieur au diamètre externe du conduit 2 de façon à autoriser celui-ci à pénétrer légèrement dans le conduit 1. Pour assurer le raccordement des deux conduits 1 et 2, le second par exemple comporte dans sa surface externe 4 une série de pions de centrage 5, aptes à venir porter contre la surface interne 6 de l'embout d'extrémité 3 prolongeant le conduit 1. De plus, ce même conduit 2 porte des moyens d'étanchéité de la liaison, constitués dans l'exemple de réalisation représenté, par un talon déformable 7 comportant une lèvre métallique mince 8, notamment en acier inoxydable, munie dans sa surface dirigée vers la surface interne 6 de l'embout 3 de saillies circulaires 9, venant porter contre cette surface en constituant avec cette dernière un labyrinthe d'étanchéité.La pression du sodium liquide à l'intérieur des conduits 1 et 2 étant supposee superieure à la pression qui règne à l'extérieur de. ces conduits, la lèvre 8 du talon 7 est appliquée contre la surface, en réalisant un laminage du sodium avec un taux de fuite vers l'extérieur limité et acceptable. Dans l'exemple illustré sur la Fig. 1, le dispositif de raccordement combinant ainsi des moyens de centrage et des moyens d'étanchéité, autorise un déplacement relatif du conduit 2 par rapport au conduit 1 selon une direction sensiblement confondue avec l'axe commun de ces conduits. En revanche et dans la variante illustrée sur la Fig. 2, le dispositif de raccordement est agencé de telle sorte que le déplacement des conduits let 2 s'effectue selon une direction sensiblement perpendiculaire à la précédente. Il est d'ailleurs à noter que le dispositif utilisé dans ce second cas pourrait être combiné avec tout autre moyen en lui-même classique, tel qu'un soufflet par exemple, autorisant simultanément un déplacement axial indépendamment du mouvement transversal toléré par le dispositif lui-même. Dans cette variante, l'extrémité du conduit 1 est munie de deux brides, respectivement 10 et 11, perpendiculaires à la direction des conduits, ces deux brides parallèles entre elles étant munies dans leurs surfaces en regard de deux séries de pions de centrage régulièrement espacés, désignés sur le dessin par les références 12 et 13 selon qu'ils appartiennent à la bride 10 ou à la bride 11. Ces pions 12 et 13 délimitent entre eux un espace#permettant llengagement d'une couronne 14portant contre les pions 12 et 13, cette couronne étant elle-même solidaire d'une virole 15 solidarisée d'un épaulement 16 prolongeant le conduit 2.La couronne 14 est également munie d'un talon déformable 17, comportant une lèvre mince 18 présentant des saillies circulaires 19 en appui contre la surface de la bride 11, sous Igeffet du gradient de pression qui règne entre l'intérieur et l'extérieur des conduits 1 et 2. Dans les exemples précédents, on a supposé que la pression du sodium circulant à l'intérieur des conduits 1 et 2 est supérieure à celle qui règne à ltexterleur de ces mêmes conduits. En variante, dans le cas où la pression qui règne dans ces conduits est inférieure à la pression extérieure, le dispositif de raccordement est réalisé de la façon illustrée sur la Fig. 3, où la levre mince 18 du talon 17 est dirigée vers l'extérieur des conduits et non plus vers l'intérieur comme dans les exemples des Fig. 1 et 2. A-noter également que dans tous les cas, les pions de centrage et le talon portant les saillies circulaires d'étanchéité peuvent indifféremment être portés ou solidarisés par la couronne annulaire de l'un ou de l'autre des deux conduits. La Fig. 4 illustre une autre variante de réalisation qui combine# les deux dispositions respectivement illustrées sur ~ les Fig. 1 et 2, en permettant à la jonction des conduits 1 et 2 d'autoriser un déplacement relatif aussi bien selon l'axe commun des conduits (cas de la Fig. 1) que selon une direction perpendiculaire (cas de la Fig. 2). Dans cette variante, on retrouve, solidaires du conduit 1, deux brides parallèles 30 et 31, portant des pions 32 et 33 venant en appui contre une couronne 34, elle-même solidaire d'une virole extérieure 35 coaxiale-aux deux conduits. Cette virole porte un talon déformable 36 venant assurer l'étanchéité par application de sa lèvre mince contre la face correspondante de la bride 31.Le conduit 2 présente par ailleurs à son extrémité ouverte, un épaulement transversal 37, muni d'une seconde virole 38 portant une autre série de pions 39 et un talon déformable 40, ces pions 39 et ce talon 40 constituant les moyens de centrage et d'étanchéité du conduit 2 par rapport à la virole 35. Dans cette variante, on combine ainsi à la fois un déplacement transversal des conduits 1 et 2 par les pions 32 et 33 et le talon 36 et un déplacement axial par les pions 39 et le talon 40. Dans l'application particulière de l'invention aux tuyauteries internes des réacteurs à neutrons rapides et notamment aux canalisations de transfert de sodium liquide sous pression, le dispositif de raccordement considéré est immergé dans le sodium, c 'est-à-dire dans un fluide qui présente la même nature que celui qui est transféré à l'intérieur des conduits. Il n'y a donc pas lieu de prévoir nécessairement un système de récupération des fuites à travers les talons déformables, comme il pourrait être souhaitable de le faire dans d'autres applications ou les deux fluides seraient de nature différentee Bien entendu, il va de soi que l'invention ne se limite nullement aux exemples de réalisation plus spécialement décrits et représentés ci-dessus; elle en embrasse au contraire toutes les variantes, notamment celles ou de tels dispositifs de raccordement seraient associés à des organes de centrage et d'étanchéité présentant une technologie différente, la nature du fluide qui circule à 1 'intérieur des conduits étant indifférente. REVENDICATIONS 1. Dispositif de raccordement de deux conduits tubulaires placés bout à bout, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de centrage et d'appui mutuel des extrémités des deux conduits et des moyens d'étanchéité à faible fuite, indépendants des moyens de centrage. 2. Dispositif de raccordement selon la revendication 1, dans lequel les deux conduits sont adaptés à tolérer un déplacement relatif parallèlement à la direction de leur axe commun, caractérisé en ce que les moyens d'appui et de centrage sont constitués par une rangée unique de pions portés par la surface externe ou interne du premier conduit, ces pions étant en contact avec la surface respectivement interne ou externe du second conduit respectivement recevant ou entourant l'extrémité du premier, les moyens d'étanchéité comprenant un talon annulaire porte par la surface externe ou interne du premier conduit et muni dans une de ses faces de saillies circulaires appliquées contre la surface interne ou externe du second conduit par la différence de pression établie entre l'intérieur et l'extérieur des deux conduits.# 3.Dispositif de raccordement-selon la revendication i, dans lequel les deux conduits sont adaptés à tolérer un déplacement relatif perpendiculairement à la direction de leur axe commun, caractérisé en ce que les moyens d'appui et de centrage sont constitués par deux rangées de pions portés par deux brides transversales parallèles solidaires du premier conduit, ces pions étant respectivement en contact avec les faces opposéss et parallèles aux brides d'une couronne annulaire portée par l'extrémité du second conduit, cette couronne comprenant un talon annulaire mince muni dans une de ses faces de saillies circulaires appliquées contre la surface de l'une des brides par la différence de pression établie entre l'intérieur et l'extérieur des conduits. 4. Dispositif de raccordement selon la revendication 1, dans lequel les deux conduits sont adaptés à tolérer un déplacement relatif perpendiculairement à la direction de leur axe commun, caractérisé en ce que les moyens d'appui et de centrage sont constitués de deux rangées de pions, portés par les faces opposées d'une couronne annulaire solidaire de l'extrémité du second conduit et parallèle à deux brides transversales, parallèles l'une à l'autre et solidaires du premier conduit, ces pions étant en contact avec ces brides, la couronne ou l'une des brides comprenant un talon annulaire mince muni dans une de ses faces de saillies circulaires appliquée s respectivement contre la surface de la bride ou de la couronne par la différence de pression établie entre l'intérieur et l'extérieur des conduits. 5. Dispositif de raccordement selon la revendication 1, dans lèquel les deux conduits sont adaptés à tolérer un déplacement relatif dans une direction quelconque, se décomposant en un déplacement parallèlement l'axe commun des conduits et en un déplacement perpendiculaire à cette direction, caractérisé en ce qu il combine des moyens de centrage-et d'étanchéité respectivement selon les revendications 2 et 3 ou 2 et 4, la liaison entre les conduits s'effectuant au moyen d'une virole intermédiaire, coaxiale aux deux conduits.