Brevet FR2340489A1 — publié le 19770902

L'invention a pour objet un dispositif d'obturation d'un orifice à l'intérieur d'une enceinte munie d'un orifice d'accès de section. inférieure à la section de l'orrifice à obturer. L'invention est conçue spécialement pour 12 obturation provisoire d'orifices ménagés dans les fonds de générateurs de vapeur pour des centrales électriques. Dans des centrales électriques et notamment électronucléaires, l'énergie est produite à partir d'un fluide primaire chauffé à l'intérieur du réacteur. Ce fluide, par exemple de l'eau maintenue sous pression, cède sa chaleur à un fluide secondaire qui est vaporisé, la vapeur ainsi produite serrant à l'entrainement de turbines de production d'énergie électrique. L'échangeur de chaleur que l'on appelle également géné- rateur de vapeur, est constitué d'une enceinte cylindrique conte nant un faisceau de tubes de circulation du fluide primaire, le fluide secondaire noyant lesdits tubes et se chauffant à leur contact, Enceinte est généralement cylindrique et les tubes sont montés sur une plaque tubulaire et débouchent dans un fond sphérique séparé en deux hémisphères par une cloison ; le fluide primaire arrive dans unehémisphère d'un côté de la cloison, et ressort par l'autre hémisphère, les tubes ayant la forme de U passant d'un hémisphère à l'autre, cette forme facilitant les dilatations. Dans ces conditions, les deux hémisphères du fond du générateur sont reliés à des conduites d'arrivée et d'évacuation du fluide primaire par des tubulures munies d'orifices de diamètre assez important. Il peut autre nécessaire pour vérification ou entretien, d'accèder à l'intérieur du fond du générateur. On prévoit donc un orifice d'accès. Cependant, comme le fluide primaire est sous une pression importante, on préfère donner à l'orifice d'accès une section aussi réduite que possible, ét dont le diamètre est normalement juste suffisant pour le passage d1un homme muni ,évidemment d'un combinaison de protection. Naturellement, pendant cette opération, le circuit de circulation du fluide primaire est arrenté afin d'écarter tout risque d'arrivée intempestive d'eau chaude ou tiède dans le fond du générateur. Dtautre part, l'orifice par lequel débouche la canalisation de circulation du fluide primaire a un assez grand diamètre et il faut envisager le risque de chute de l'opérateur ou simplement ./... d'outils dans la canalisation. Enfin, cet orifice béant constitue psychologiquement une gent, et pour toutes ces raisons il est indispensable d'obturer le plus rapidement possible cet orifice lors- qu'un opérateur doit pénétrer à l'intérieur du fond zou générateur. C'est pourquoi, dès que l'opérateur a pénétré dans le fond du générateur, il met en place un couvercle sur l'orifice de la conduite de fluide primaire. Cependant, comme cet orifice a un diamètre généralement supérieur au diamètre de l'orifice d'accès, le couvercle doit être introduit dans le fond en plusieurs morceaux. Jusqu'à présent, les couvercles utilisés sont par exemple en trois éléments qui se fixent sur une portée plane circulaire ménagée sur le pourtour de l'orifice, un joint d'étanchéité étant interposé entre l'orifice et la portée d'appui. Corme le joint d'étanchéité est constitué la plus souvent d'une membrane souple, celle-ci peut être en un seul morceau recouvrant la totalité de la section de l'orrifice, et introduit plié dans l'orifice d'accès. La mise en place de ce couvercle démontable n'est pas facile, et assez longue, notamment pour un opérateur muni d'une combinaison qui peut goder ses mouvements. D'ailleurg, pour éviter les risques de chute dans la conduite pendant l'opération de montage et de mise en place du couvercle, l'orifice est obturé par une tape d'obturation provisoire également en trois parties et mise en place en toute première opération. Ayant mis en place cette tape d'obturation provisoire, l'opérateur, jusqu'à présent, place des goujons dans un certain nombre d'alésagesfiletés ménagés sur tout le pourtour de la portée d'appui puis met en place le joint d'étanchéité et le couvercle, celui-ci étant enfin fixé par des écrous. Toutes ces opérations sont longues et assez difficiles et, compte tenu des frais entrainés par l'immobilisation de l'installation, on conprend qu'il est intéressant de rechercher à rendre cette opération plus courte et plus facile. Csestlobjet du dispositif d'obturation selon l'inventioL Bien entendu, ce dispositif est étudié spécialement pour les générateurs de vapeur dans les centrales électronucléaires et notamment à eau pressurisée, mais il peut évidemment être utilisé chaque fois qu'il faut obturer un orifice débouchant dans une enceinte munie d'un orifice d'accès de section réduite. Conformément à l'invention, le couvercle se compose d'un élément central et de deux éléments latéraux en forme de C dont les 0/00 o dimensions permettent le passage dans l'orifice d'accès, chaque élément latéral comprenant de part et d'autre d'une échancrure, deux bras articulés à leurs extrémités sur les bras correspondants de l'autre élément latéral autour de deux charnières dont les axes sont alignés, les deux éléments latéraux étant repliés l'un sur l'autre pour le passage dans l'orifice d'accès et ouverts pour s'appliquer sur la portée d'appui, chaque élément recouvrant une partie de ladite portée, de part et d'autre de l'axe d'artiu1ation des charnières et l'élément central recouvrant l'ouverture formée par les deux échancrures côte à côte et assurant le raidissement de l'ensemble. Dans un mode de réalisation préférentiel, le couvercle comprend une membrane d'étaechéftd de de mime section que l'orifice et fixée par ses cotés sur les deux éléments latéraux du couvercle, sur leur face tournée vers le sens de fermeture, la partie centrale de ladite membrane étant libre et formant une boucle du côté opposé à la charnière, la membrane prenant sensiblement la forme dtnn X en position repliée des éléments latéraux et se trouvant tendue suivant un plan en position d'application desdits éléments ouverte sur la portée d'appui. L'invention va maintenant être décrite en se référant à un mode de réalisation particulier, donné à titre d'exemple et représenté sur les dessins annexés La figure 1 représente en perspective un fond de générateur de vapeur. La figure 2 et la figure 3 représentent schématiquement en perspective le couvercle selon l'invention, respectivement en position repliée et en position ouverte. La figure 4 est une vue de face du couvercle selon l'in vention. La figure 5 est une vue en coupe selon V-V, figure 4. La figure 6 est une vue de détail selon VI-VI, figure 4. Ta figure 7 est une vue de face du couvercle en position repliée. La figure 8 est une vue de détail selon VIII, figure 7. La figure 9 est une coupe selon IX-IX, figure 7e La figure 10 est une vue de détail, en coupe selon X-X, figure 4, du couvercle appliqué sur la portée d'appui. Sur la figure 1, on a représenté en perspective, et schématiquement, un générateur de vapeur 1 comprenant une enceinte o/. cylindrique fermée par un fond en forme de calotte sphérique 10. Une plaque tubulaire 11 sur laquelle sont fixés un certain nombre de tubes 12 est interposée entre l'enceinte cylindrique 1 et le fond sphérique 10. Le fond 10 est partagé en deux parties par une cloison 13, Le fluide primaire, chauffé dans le réacteur, arrive par une tubulure 14, débouchant dans le fond 10 par un orifice 15. Il passe dans les tubes t2 ayant une forme en U pour permettre leur déformation, et, après avoir cédé Sa chaleur an fluide secondaire, ressort dans le fond de générateur 10, de l'autre côté de la paroi 13, d'où il est évacué par la tubulure 16. Dans l'enceinte 1, les tubes 12 sont noyés dans le fluide secondaire qui est ainsi-vapo- risé. Le fond demi-sphérique 10 du générateur est ainsi muni de deux orifices 15 qui débouchent dans les conduites 14 et 16; il est nécessaire de prévoir la possibilité de vérification et d'entretien du circuit du fluide primaire, et à cet effet, le fond 10 est muni de deux orifice d'accès t7 placés de part et d'autre de la cloison 13, et par lesquels un opérateur peut pénétrer à l'intérieur du fond 10. Pour ne pas diminuer la résistance du fond, ces orifices ont une dissension aussi rétaite que possible, et leur diamètre est limité à celui qui est juste suffisant pour le passage d'un opé- rateur revêtu d'une combinaison de protection. On voit bien que la présence des deux orifices 15 donstitue pour l'opérateur un danger et qu'il est nécessaire de les obturer. Le couvercle selon l'invention est représenté en perspective sur les figures 2 et 3. Il se compose d'une plaque circulaire divisée en deux éléments latéraux 21 et 22 qui sont articulés entre eux autour d'un axe par deux charnières 20 diamétralement opposées. Chaque élurent latéral est échancré en son milieu de telle sorte qu'il a la forme générale d'un C qui comprend, de part et d'autre de l'échancrure 24, deux bras 25 aux extrémités desquels sont placées les charnières 20, chaque bras étant articulé sur le bras correspondant de l'autre élément. Dans la position représentée sur la figure 2, les deux éléments 21 et 22 sont repliés l'un sur l'autre et se superposent. La forme en C permet leur introduction à l'intérieur du fond de générateur 10 par l'orifice d'accès 17, celui-ci peuvant avoir un ./... diamètre seulement un peu supérieur à la largeur L de la partie centrale du Ce lorsque l'élément est introduit à l'intérieur du fond 10, il peut etre ouvert comme on l'a représente sur la figure 3, les faces 210 et 220 des deux éléments se trouvant alignées dans un mê- me plan. Dans cette position, comme on le voit sur la figure, les deux échancrures 24 qui, sans que cela soit limitatif, peuvent avoir une forme rectangulaire, constituent une ouverture dans le centre de la plaque circulaire formée par les deux éléments ouverts. Cette ouverture est recouverte par un troisième élément 23 qui a une largeur l un peu supérieure au double de la profondeur de l'échan- crure.Pour permettre ls passage de ltélément central 23 dans l'orifice 17, la largeur t doit évidemment être inférIeure au diamètre de l'orifice. Enfin, le couvercle est muni d'une membrane souple 26 qui recouvre la totalité de la section circulaire, et, comme on le verra plus loin, est repliée en M lorsque les deux éléments latéraux 21 et 22 sont repliés l'un sur I1 autre; la membrane 26 est fixée sur lesdits éléments latéraux par ses côtés, la partie centrale- étant libre. Les différents éléments du couvercle sont représentés plues en détail sur les figures 4 à 10. La figure 4 est une vue de face du couvercle en position ouverte d'application sur la portée d'appui, l'élément central 23 étant mis en place. > ur les figures 2 et 3, chaque élément latéral 21, 22 était muni, sur la face opposée à la face 2tO,22CI d'application sur la portée d'appui, -et le long de 11 échancrure 24, d'une nervure 27 qu servait au raidissement de l'élément latéral et également au centrage de l'élément central 23. En outre, chaque nervure 27 était munie d'un orifice 270 faisant office de poignée de manutention. Sur la figure 4, les éléments latéraux 21 et 22 ont été munis chacun simplement d'une poignée 271, 272 qui permet la manutention et l'ouverture des éléments, et assure un certain raidissement. Le centrage de l'élément central 23 est obtenu par des épaulements rectilignes 212, 222 ménagés sur les faces extérieures 211, 221 des deux éléments 21 et 22, et par un épaulement 232 de section rectangulaire, ménagé sur la face interne 230 de l'élément central 23, la section de l'épaulement 232 étant légèrement inférieure à celle de l'orifice central constitué par les deux échancrures 24 ./.. des éléments latéraux, et son épaisseur étant telle que la face interne 230 de l'élément 23 se trouve dans le prolongement des faces internes 210 et 220 des deux éléments latéraux0 L'élément central 23 est également muni de deux nervures latérales 273 assurant le raidissement de l'élément et qti sont pourvues d'orifices pouvant servir de poignée. Lorsque le couvercle est dans la position ouverte repré sentée sur la figure 4, il est applique sur une portée circulaire d'appui 3 ménagée sur la paroi interne du fond 10, sur le pourtour de Il orifice 15. Comme on le voit sur la figure 4 et sur la figure 10, les charnières 20 sont placées à l'extérieur du cercle formé par le couvercle ouvert, de façon à ne pas gêner son application sur la portée d'appui. D'autre part, comme on le voit sur les figures 6 et 8, les charnières 20 sont aménagées sur deux bossages qui s'emboîtent l'un dans l'antre et qui ménagent un espace entre les deux éléments 21,22, lorsque ceux-ci sont repliés l'un sur l'autre. Ces bossages viennent se placer à l'extérieur de la portée d'appui 3 de façon à ne pas gêner l'application du couvercle sur la portée d'appui. D'autre part, deux orifices 201, 202 sont placés sur les éléments 21 et 22 de part et d'autre de l'are 200 et viennent en coincidence lorsque les deux éléments sont ouverts, comme on le voit sur la figure 6, une clavette 203 étant alors introduite dans les deux orifices pour bloquer provisoirement le couvercle dans sa position ouverte et faciliter sa pose. Le joint d'étanch6tt est, comme on l'a vu, constitué d'une membrane 26 ayant la forme d'un cercle de diamètre égal à celui du couvercle. La membrane est collée par ses cotés sur les deux éléments 21 et 22, sur un peu moins des deux tiers externes, de manière à ce qu'elle puisse être repliée en M à l'intérieur des deux demi-parties rabattues l'une sur l'antre, comme on le voit sur les figures 7 et 9. La boucle formée par la partie centrale libre du joint vient ainsi s'interposer dans l'espace laissA entre les deux demi-parties. Sur tout le pourtour de la portée d'appui 3 sont ménagés des alésages filetés 31, régulièrement répartis. Les trois éléments du couvercle sont fixés sur la portée d'appui par des vis passant dans des orifices correspondants ménagés sur le couvercle et s'engageant sur les alésages filetés. Pour ne pas risquer de perdre des vis, qui pourraient .1... par exemple tomber dans les tubulures 14 et 16, les vis sont reliées au couvercle par des moyens permettant leur rotation. On peut employer des moyens divers, et à titre d'exemple, sur les figures les vis 4 peuvent ne comprendre qu'une extrémité filetée 41, et une tige lisse 42 de diamètre inférieur à la partie filetée. Le couver- cle comprend lui-meme un orifice 43 qui n'est fileté que du côté extérieur du couvercle et sur une faible épaisseur, la plus grande partie de l'orifice 43, tournée du côté interne d'application sur la portée d'appui, étant laissée lisse et de diamètre supérieur à celui de la vis 41.De la sorte, les vis peuvent être maintenus sur le couvercle en position reculée en engageant 11 extrémité 41 Sur quelques tours sur la partie filetée arrière de l'orifice 43. Lors- que le couvercle est mis en place, il suffit de tourner de quelques tours les vis 4 qui se dégagent du couvercle et s'engageant dans les alésages filetés 31, en tournant librement dans l'orifice 43, la tige 42 ayant un diamètre inférieur au diamètre intérieur du filetage arrière de l'orifice 43. Sur leur partie centrale, constituée par les bras 25, les deux éléments 21 et 22 sont munis uniquement orifices 44 de passage des vis,celles-ci étant fixées sur le couvercle 23 de la fa çon qui vient d'être indiquée. Bien entendu, la membrane d'étanchéïté 26 est prépercée à la demande des trous filetés 31 de la portée d'appui pour permet- tre le passage des vis. La membrane 25 pourra être constituée par exemple d'un caoutchouc toilé de quelques mm d'épaisseur. Pour rendre plus facile le positionnement du couvercle sur la portée appui, celle-ci peut-être munie de deux butées de positionnement sur lesquelles viendraient se placer des butées correspondantes prévues sur le couvercle. mitant donnée la facilité plus grande de mise en place du couvercle et l'élimination du risque de perte des goujons de fixa- tione il est possible de supprimer la tape provisoire d'obturation utilisée jusqu'à présent. Cependant, le raccordement en entonnoir du trou des tuyauteries 14 et 16 sur un diamètre de l'ordre d'un mètre constitue un risque à la fois matériel et psychologique pour un opérateur placé à l'intérieur d'une paroi bombée et glissante et de plus gêné par sa combinaison de protection. C'est pourquoi, pour éviter tout risque de chute et donner une plus grande impression de sécurité à l'opérateur, on peut prévoir une grille articulée en plats de métal inoxydable qui est repliée pour son passage .1.'. dans le trou d'homme 17, pais verrouillée dane cette position par des chevilles et mise en place à l'intérieur de l'anneau en s'ap- puyant par exemple sur un taquet périphérique de positionnement prévu à l'intérieur des tubulures 14 et 16, de façon k se trouver un peu en retrait du plan de j oint. Cette grille protège l'opérateur des risques de chute dans la tubulure et sert en outre de soutien au joint de caoutchouc avant le serrage de la plaque sur le siège, en lui évitant de faire trop de 1ventre". Avec le matériel qui vient d'être décrit, le processus opératoire est alors le suivant : L'opérateur, revêtu de sa combinaison de protection, pénètre dans le fond 10 par le trou d'homme 17 et reçoit la grille repliée. Il outre cette grille, la bloque et la net on place k térieur de l'orifice 15. Il reçoit alors l'ensemble des deux élélents latéraux repliés l'un sur l'autre. Compte tenu des pressions que doit pouvoir supporter le couvercle et des dimensions de l'ori# fice, il est possible de donner k cet ensemble des deux éléments latéraux un poids acceptable pour sa manutention par un homme, éven- tuellement en réalisant le couvercle en alliage liges. L'opérateur ouvre alors le couvercle et le verrouille a moyen de la clavette 203 qui sera placée sur une seule charnière, normalement celle placée en haut. L'ensemble est mis en place sur la portée d'appui 3,en utilisant des butées de centrage et de posi- tionnement angulaire prévues k cet effet. Les vis imperdables,montées préalablement sur la plaque dans leur filetage, sont engagées à la main dans les filetages 31 de la portée d'appui. L'opérateur reçoit alors le longeron central 23 d'obturation de l'ouverture qui subsiste au centre du couvercle et le met en place. Les vis solidaires du longeron 23 sont mises en place. Ensuite, toutes les vis sont serrées et bloquées k l'aide d'une visseuse pneumatique. au su dispositif selon l'intention, les opérations de mise en place du couvercle sont moins nombreuses et le temps de mise en place p1n8 court. D'autre part, le système selon l'invention diminue le nombre des interruptions inévitables de l'appui du couvercle sur le joint de caoutchouc et rend leur réalisation la plus précise possible, ce qui réduit les risques de fuite. 3ien entendu, l'invention ne se limite pas aux détails du mode de réalisation qui vient d'être décrit, mais elle en englobe au contraire toutes les variantes et notamment celles qui n'en différeraient que par l'emploi de moyens équivalents. C'est ainsi que le dispositif a été décrit dans le-cas le plus général d'un orifice de section circulaire, mais la forme des éléments pourrait évidemment être adaptée à une autre forme d'orifice. Fn outre, le système selon l'invention pourrait, dans une certaine mesure, être généralisé en utilisant plusieurs éléments articulés les uns sur les autres de façon à former en position repliée un élément en forme de C pouvant être plus facilement introduit par Orifice, l'ensemble présentant en position ouverte, une ouverture obturée par un élément central assurant également le blocage de ltensemble. En outre, l'invention a été décrite spécialement dans le cas d'un générateur de vapeur, mais pourrait évidemment être utilisée dans d'autres applications. REVENDICATIONS 1.- Dispositif d'obturation d'un orifice à l'intérieur d'une enceinte munie d'un orifice d'accès de section inférieure à la section de l'orifice à obturer, comprenant un couvercle en plusieurs parties et une portée d'appui du couvercle, ménagée sur l'en- ceinte, sur le pourtour de orifice, caractérisé par le fait que le couvercle se compose d'un élément central et de deux éléments latéraux en forme de C, dont les dimensions permettent le passage dans l'orifice d'accqes, chaque élément latéral comprenant, de part et d'autre d'une échancrure, deux bras articulés à leurs extrémités sur les bras correspondants de l'autre élément latéral autour de deux charnières dont les axes sont alignés, les deux éléments latéraux étant repliés l'un sur l'autre pour le passage dans l'orifice d'accès et ouverts pour s'appliquer sur la portée d'appui, chaque élément recouvrant une partie de ladite portée, de part et d'autre de l'axe d'articulation des charnières et l'élément central recouvrant l'ouverture formée par les deux échancrures côte à côte et assurant le raidissement de de 2.- Dispositif d'obturation selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les trois éléments du couvercle sont munis de vis susceptibles de s'engager dans des alésages filetés ménagés sur la portée d'appui, chaque vis étant reliée au couvercle par un moyen de liaison permettant la rotation de la vis0 3.- Dispositif d'obturation selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait qu'il comprend une membrane d'étanchéité de même section que l'orifice et fixée par ses côtés sur les deux éléments latéraux du couvercle sur leurs faces tournées vers le sens de fermeture, la partie centrale de ladite membrane étant libre et formant une boucle du côté opposé à la charnière, la membrane prenant sensiblement la forme d'un X en position repliée des éléments latéraux et se trouvant tendue suivant un plan en position d'application desdits éléments ouverts sur la portée d'appui. 4.- Dispositif d'obturation selon les revendications 2 et 3, caractérisé par le fait que la membrane est prépercée de trous correspondant aux vis du couvercle. 50- Dispositif d'obturation selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les deux éléments latéraux sont munis chacun d'une nervure s'étendant le long du bord de l'échancrure les deux nervures constituant, en position ouverte, un moyen de centrage de l'élément central. .../... 6.- Dispositif d'obturation selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les éléments sont munis de nervures de raidissement et que sur au moins une partie des nervures sont ménagées des poignes de manutention desdits éléments.