Brevet FR2419455A1 — publié le 19791005

La présente invention concerne un compensateur à tube ondulé, destiné à compenser les mouvements relatifs de deux tuyauteries parcourues par un liquide et reliées entre elles. De tels compensateurs sont aussi destinés à trouver une application dans la construction d'installations nucléaires refroidies par métal liquide, où ils servent à compenser les dilatations thermiques qui se produisent pendant la montée en température de l'installation, de l'état froid à la température de fonctionnement qui s'élève à plusieurs centaines de degrés centigrades.Pendant les travaux d'entretien et de réparation sur les tuyauteries, il faut que celles-ci, ainsi que les compensateurs, soient vidés aussi complètement que possible du métal liquide qu'ils contiennent, car celuici se solidifie à la température ambiante et peut, pendant cette transformation, provoquer des détériorations, notamment sur les tubes ondulés fragiles. Si les tuyauteries en question sont celles du circuit primaire du réacteur nucléaire, le métal liquide est, de plus, radioactif, et, s'il en subsistait des quantités notables dans les tuyauteries, il gênerait fortement les travaux par ses radiations, pendant une longue période, si même il ne les rendait p absolument impossibles. La vidange des tuyauteris proprement dites ne présente pas de difficultés, car elles sont toujours posées avec une pente suffisante vers l'orifice d'évacuation. Il ne se pose pas non plus de problème pour les compensateurs à tube ondulé lorsque ceux-ci sont plac's en position verticale, mais il n'en est pas de même lorsque leur position est inclinée ou plus ou moins horizontale. Dans ce cas, une partie du métal liquide reste dans les différentes ondulations du compensateur, car elle ne peut pas s'écouler en raison des conditions géométriques; cet état de choses est supprimé lorsque le tube ondulé reçoit le liquide de l'extérieur, de manière connue en soi. La présente invention a pour objet de mettre au point au compensateur à tube ondulé qui permette d'éviter les inconvénients précédemment mentionnés et qui se vide complètement, même lorsqu'il est en position horizontale, sans qu'il soit nécessaire de prévoir à cette fin un orifice d'évacuation particulier, muni d'une robinetterie coûteuse et sujette à défaillances, qui ajouterait encore à la complexité de l'installation. Ce problème est résolu, selon la présente invention, par le fait que le compensateur est coaxial à la première tuyauterie et excentré par rapport à la seconde, de sorte que l'entrée de cette dernière se trouve au point le plus bas du compensateur. Grâce à la disposition particulière des deux tuyauteries, qui sont décalées dans le sens de l'axe l'une par rapport à l'autre, l'une de ces tuyauteries peut être amenée au point le plus bas du compensateur, quel que soit le diamètre de celui-ci. Selon une caractéristique additionnelle de la présente invention, la seconde tuyauterie débouche dans une tube de gainage, qui est coaxial au tube ondulé et l'entoure, et ce au point le plus bas dudit tube de gainage, la première tuyauterie étant disposée dans le tube ondulé de façon à être coaxiale à celui-ci et à le recouvrir sur toute sa longueur. Grâce à cette disposition coaxiale de la première tuyauterie (à l'intérieur), du tube ondulé (au centre) et du tube de gainage (à ltextérieur), tout le liquide stécoule des ondulations du tube ondulé dans le tube de gainage dont la face interne est lisse, ce qui assure un écoulement impeccable du liquide, à condition que le point le plus bas du pourtour dudit tube de gainage ne soit pas à un niveau inférieur à celui du point le plus bas du pourtour de la seconde tuyauterie. 9ton une caractéristique additionnelle de la présente invention, la longueur d'allongement du compensateur est limitée par des butées. Sion une autre caractéristique de la présente invention, l'intervalle entre la première tuyauterie et le tube ondulé est obturé de façon étanche par un presse-étoupe. Laprésente invention sera mieux comprise à l'aide de la description détaillée d'un mode de réalisation pris comme exemple non limitatif et illustré par le dessin annexé, qui est une coupe axiale longitudinale d'un exemple de réalisation. Deux tuyauteries 1 et 2, qui sont décalées l'une par rapport à l'autre dans le sens de l'axe, et qui exécutent des mouvements relatifs l'une par rapport à l'autre, par exemple par suite de dilatations thermiques, sont reliées entre elles par un compensateur à tube ondulé dont l'ensemble porte la référence numérique 4. Celui-ci se compose des éléments individuels suivants, qui sont reliés par soudure entre eux et avec les tuyauteries 1, 2 : l'élément compensateur proprement dit qui est un tube ondulé 5 comportant des tubulures adjacentes 6 à ses deux extrémités, des changements de direction 7 et 8, un tube de gainage 9 et une tubulu re de raccordement 10 allant à la tuyauterie 2. Le liquide circulant dans l'installation, par exemple du sodium liquide, s'écoule, dans une large mesure sans entrave, de la première tuyauterie 1 dans la seconde tuyauterie 2 et remplit aussi l'intervalle entre le tube ondulé 5, avec les tubulures 6, et le tube de gainage 9. Les déplacements axiaux relatifs des tuyauteries 1 et 2 sont rendus possibles par le compensateur 4 qui, étant guidé sur la pre mière tuyauterie 1 par l'intermédiaire d'ailettes 11, lesquelles comportent des bagues de guidage 12 soudées, empêche les déplacements latéraux desdites tuyauteries 1 et 2. Pour empêcher un alongement ou un écrasement excessifs du tube ondulé 5, il est prévu que la première tuyauterie 1 soit munie d'une butée 13 en forme de renflement. Grâce à ces dispositions, et à des bagues d'espacement 14, qui sont vissées sur ladite butée 13 et sur la bague de guidage 12, et dont on peut choisir librement l'épaisseur, on peut limiter à une valeur admissible le mouvement relatif des deux tuyauteries 1 et 2 et de ce fait les sollicitations auxquelles est soumis le tube ondulé 5.Les bagues d'espacement sont librement accessibles de l'extérieur et peuvent, le cas échéant, être remplacées, même en exploitation. Les tuyauteries 1 et 2 sont posées avec une légère pente (vers la droite sur le dessin), en direction d'un orifice d'évacuation du sodium liquide qui n'est pas représenté sur la figure annexée. Lorsqu'on ouvre cet orifice, la totalité du liquide s'écoule non seulement des deux tuyauteries, mais aussi de l'intervalle situé à l'intérieur du tube de gainage 9, sans que des résidus puissent subsister dans les ondulations du tube ondulé 5, dont seule la face externe est en contact avec le liquide. Dans l'hypothèse d'une rupture entre le tube ondulé 5 et sa tubulure 6, une section transversale considérable serait dégagée et une quantité de liquide assez importante pourrait sortir. Un presse-étoupe 15 coulissant sur la première tuyauterie 1, et qui peut, par exemple être fixé sur les ailettes Il en assurant l'étanchéité par rapport à l'élément de changement de direction 7, réduit une telle sortie de liquide à une quantité négligeable (qui est fonction de l'importance de la fente existant entre la tuyauterie 1 et le presse-étoupe 15 > . Dans la zone sur laquelle glisse ce dernier, la face externe de la tuyauterie 1 présente un usinage d'une qualité appropriée. REVENDICATIONS i.- Compensateur à tube ondulé, destiné à compenser les mouvements relatifs de deux tuyauteries parcourues par un liquide et reliées entre elles, caractérisé en ce que le compensateur est coaxial à la première tuyauterie et excentré par rapport à la seconde, de sorte que l'entrée de cette dernière se trouve au point le plus bas du compensateur. 2.- Compensateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la seconde tuyauterie débouche dans un tube de gainage, qui est coaxial au tube ondulé et l'entoure, et ce au point le plus bas dudit tube de gainage, la première tuyauterie étant disposée dans le tube ondulé de façon à être coaxiale à celui-ci et à le recouvrir sur toute sa longueur. 3.- Compensateur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que sa longueur d'allongement est limitée par des butées. 4.- Compensateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'intervalle entre la première tuyauterie et le tube ondulé est obturé de façon étanche par. un presseétoupe.