Brevet FR2300402A1 — publié le 19760903

La présente invention a pour objet un dispositif de raccordement entre une tôle métallique recouvrant une enceinte en béton et une conduite débouchant dans l'enceinte. De façon plus précise, la présente invention concerne un dispositif de raccordement entre une tôle métallique recouvrant la face interne d'une enceinte en béton contenant un fluide chaud sous pression, ladite tôle étant ancrée par zones dans ledit béton et une conduite débouchant dans ladite enceinte et devant être raccordée de façon étanche à ladite tôle. Plus précisément encore, l'invention concerne le cas où ladite conduite également métallique débouche de façon sensiblement perpendiculaire à la paroi de Enceinte au point de raccordement. Ladite conduite traverse totalement l'épaisseur de béton constituant l'enceinte. Ce problème se présente en particulier dans le cas des caissons de réacteurs nucléaires dits à "peau chaude". I1 s'agit par exemple de certains réacteurs à eau bouillante dans lesquels l'enceinte de résistance à la pression est précisément constituée par un caisson en béton précontraint à "peau chaude". La présente invention a précisément pour objet un dispositif de raccordement entre une tôle et une conduite qui permet de supprimer ou du moins de diminuer sensiblement les contraintes dans cette zone, dues aux effets de température et de pression. Le dispositif de raccordement entre une tôle métallique ancrée sur la face interne d'une enceinte en béton et une conduite 'métallique dont l'épaisseur est supérieure à celle de ladite tôle et admettant un axe de révolution et débouchant à l'intérieur de ladite enceinte aprèS en avoir traversé la paroi, ladite tôle comportant un trou dont le bord doit être raccordé à i'extrémité de ladite conduite, se caractérise en ce qu'il comprend un élément de raccordement progressif ayant la forme d'un convergent dont le col est soudé à l'extrémité de ladite conduite, et dont la partie évasée est soudée au rebord du trou de ladite tôle, l'épaisseur de la paroi dudit convergent augmentant depuis ladite tôle 7usqu'à ladite conduite, et des moyens solidaires dudit col et de la paroi de l'orifice ménagé dans la paroi de ladite enceinte, pour contrô- ler les déplacements dudit col sous l'action des dilatations thermiques. Selon un mode préféré de réalisation, les moyens de contrôle des déplacements du coi sont constitués par une Jupe tronconique raccordée audit col par sa petite base et ancrée par sa grande base dans la paroi de l'orifice ménagé dans la paroi de ladite enceinte De toutes façons, l'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit d'un mode de réalisation de l'invention donné à titre d'exemple non limitatif. La description se réfère aux figures 1 et 2, sur lesquelles - la figure 1 représente l'Art connu en matière de peau d'étanchéité, - la figure 2 représente une demi-vue en coupe horizontale du raccordement entre la peau d'étanchéité et la conduite, selon la présente invention. On rappelle que dans son principe, la structure d'isolation thermique à "peau chaude" est constituée par une tôle d'étanchéité métallique directement en contact avec le fluide intérieur chaud. L'isolation thermique constituée par un béton spécial est placée derrière la peau d'étanchéité et lui sert de support. Le béton d'isolation thermique s'appuie lui-même sur le béton de structure du caisson. Dans ce cas général, la tôle de peau chaude comporte des efforts à peu près équilibrés entre les panneaux adJacents plans. Pour mieux exposer le problème, la figure 1 montre en coupe partielle le mode d'ancrage de la tôle d'étanchéité constituant la peau d'étanchéité 4. La peau 4 est maintenue solidaire du béton de structure 5 par des ancrages, qui peuvent être des gouJons 4' dans le cas présent, ou des nervures (non représentées; et qui traversent le béton d'isolation 5'. Un écran de refroidissement constitué par un système de tubes à circulation d'eau 3, parallèles à la tôle 4 recueille les calories qui traversent l'isolation thermique. On a représenté sur la figure 2 un mode de raccordement de la conduite 2 (par exemple une conduite de sortie de vapeur chaude d'un réacteur à eau bouillante) à la tôle 4 constituant par exemple la peau d'étanchéité du caisson bétonné 6 du réacteur. La conduite 2 débouche dans ltencelnte 8 délimitée par le caisson 6 par l'orifice cylindrique 10 ménagé dans le caisson. Le problème consiste donc à raccorder le rebord circulaire 12 du trou ménagé dans la tôle 4 à l'extrémité 14 de la conduite 2. La paroi de l'orifice cylindrique 10 est recouverte par un tube métallique de coffrage 16 ancré dans le béton. Comme on le verra ultérieurement entre le tube 16 et la conduite 2 se trouve une couche d'isolant thermique 18; par ailleurs, des canalisations 19 assurent le refroidissement du tube 16 On peut donc considérer que le tube 16 constitue une zone froide par rapport au reste de l'installation et donc de ce fait pas ou peu soumise aux dilata tions thermiques. Le raccordement est assuré par un élément de raccorde ment 20 ayant même axe de révolutlon XX' que la conduite 2. La pièce de raccordement 20 a la forme d'un convergent dont le bord évasé est soudé sur le bord 12 de la peau 4 et dont le col 22 est soudé sur l'extrémité 14 de la conduite 2. La conduite 2, pour supporter la pression, a une épaisseur sensiblement plus impor tante que la peau 4. La pièce 20 a une épaisseur qui va en aug mentant lorsqu'on se rapproche du col 22 Dans cette région, l'épaisseur est suffisante pour que les contraintes appliquées dues à la pression ne dépassent pas la limite élastique. On a ainsi une variation généralement croissante de l'épaisseur de paroi depuis la tôle 4 Jusquià la conduite 2. Le béton d'isola tion épouse exactement la-forme de l'élément 20 dans la région 24. L'élément 22 se prolonge par une jupe tronconique 26 se terminant par une bride 28 filetée. Ce filetage coopère avec un premier filetage du tube 30 dont la deuxième extrémité com porte un deuxième filetage coopérant avec le filetage 32 du tube e coffrage 16 Les deux filetages sont à pas égaux pour permettre l'avancée du tube 39 par vissage simultané intérieur et extérieur. Cet ensemble est immobilisé par la contre-vis de blocage 34. La conduite est guidée lors de ses dilatations axiales par un ensemble coulissant constitué par la bague 36 solidaire du tube 16 et par le tube 38 solidaire de la conduite 2. Le mode d'action de ce raccordement sous l'effet des contraintes thermiques est le suivant En cours de fonctionnement, sous l'effet de l'alter- nance de températures élevées et basses, la pièce 20 est rendue cycliquement de plus en plus plastique lorsqu'on passe du col à la périphérie, l'appui sur le béton d'isolation thermique étant intermittent et ne procurant pas de grandes contraintes localisées de flexion en raison de la continuité des épaisseurs. De plus, la forme arrondie du convergent peut permettre de reporter par effet de voute les efforts dûs à la pression interne vers les deux appuis constitués par la tôle 4 et par le col 22, ce qui diminue les effets de flexion. Cette pièce constitue ainsi une butée pour la tôle 4 vis-à-vis de son éventuel glissement tendant à décentrer l'orifice pratiqué dans la tôle 4 par rapport à l'axe XX'. Le col 22 constitue un point à déplacement contrôlé grace à la jupe tronconique 26 et en particulier grace à son épaisseur. La jupe 26 et le tube 30 forment un pont thermique entre le tube 16 qui est froid et la conduite 2 chaude. L'extrémité 14 de la conduite 2 ayant un déplacement contrôlé par la jupe 26, les dilatations axiales de la conduite 2 sont absorbées grâce à l'ensemble de guidage. Il va de soi qu'on pourrait utiliser d'autres moyens de contrôle des déplacements du col. On pourrait en particulier utiliser une virole comportant deux branches formant entre elles un faible angle, les branches étant réalisées dans des matériaux ayant des coefficients de dilatation différents pour obtenir, compte tenu des températures différentes, des déplacements du col se combinant au mieux avec les dilatations du convergent. REVENDICATIONS 1. Dispositif de raccordement entre une tôle métallique ancrée sur la face interne d'une enceinte en béton et une conduite métallique dont l'épaisseur est supérieure à celle de ladite tôle, admettant un axe de révolution et débouchant à l'intérieur de ladite enceinte après avoir traversé la paroi de ladite enceinte, ladite tôle comportant un trou dont le bord doit être raccordé à l'extrémité de ladite conduite, caractérisé en ce qu'il comprend un élément de raccordement progressif ayant la forme du convergent dont le col est soudé à l'extrémité de ladite conduite et dont la partie évasée est soudée au rebord du trou de ladite tôle, l'épaisseur de la paroi dudit convergent augmentant depuis ladite tôle jusqu'à ladite conduite, et des moyens, solidaires dudit col et de la paroi de l'orifice ménagé dans la paroi de ladite enceinte, pour contrôler les déplacements dudit col sous l'action des dilatations thermiques. 2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens sont constitués par une jupe tronconique raccordée audit col par sa petite base et ancrée par sa grande base dans la paroi de l'orifice ménagé dans la paroi de ladite enceinte. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la paroi de l'orifice ménagé dans la paroi de l'enceinte est recouverte par un tube de coffrage entourant ladite conduite en ce que la grande base de-la jupe tronconique est munie d'un filetage externe coopérant avec le filetage interne d'un tube coaxial à ladite jupe, ledit tube étant vissé à l'intérieur dudit tube de coffrage, et en ce que l'espace compris entre ledit tube de coffrage et ladite conduite est rempli par un matériau isolant. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit tube de coffrage comporte sur sa face interne des moyens de guidage en translation de ladite conduite.