Brevet FR2463969A1 — publié le 19810227

La présente invention concerne, de manière générale, des dispositifs d'étanchéité pour passages entre piscines et, plus particulièrement, des joints étanches amovibles pour utilisation entre piscines contigues dans une installation nucléaire. Les installations nucléaires comportent des piscines pour le stockage et l'entretien des composants irradiés. Dans ces piscines, les composants sont immergés dans l'eau ou d'autres liquides assurant une protection contre les rayonnements et leur refroidissement. Ces piscines sont souvent reliées entre elles au moyen d'une série de passages fermants, afin de permettre le transfert sous l'eau des composants irradiés. Les passages de communication réciproque servent aussi à réduire les dégagements des ponts-roulants nécessaires au déplacement des composants entre piscines, et permettent d'effectuer ces déplacements à travers un passage au lieu de soulever les composants au-dessus du mur entre piscines pour le leur faire franchir. Le niveau du liquide dans chacune des piscines en com- munication réciproque doit être ajusté périodiquement con- formément à l'activité particulière qui s'y déroule. Par exemple, une zone de la piscine au-dessus d'un réacteur et une piscine à combustible contig e sont généralement remplies d'eau ou d'un autre liquide efficace pendant le transfert du combustible; cependant, le niveau du liquide de la piscine du réacteur est généralement abaissé pour permettre la maintenance ultérieure du réacteur alors que le liquide dans la piscine à combustible est maintenu, habituellement, au plus haut niveau. Pour assurer le maintien de niveaux différents du liquide dans les piscines attenantes, le passage de communication réciproque doit être muni d'un écran ou joint étanche aux liquides. Le joint étanche nécessaire doit être amovible pour conserver la possibilité de transfert des composants ir- radiés, sous l'eau, entre piscines. Il doit aussi pouvoir être manoeuvré à distance quand il est immergé. De plus, le joint ne doit comporter qu'un minimum d'accessoires permanents en piscine, afin d'éviter qu'ils ne gênent le fonctionnement ou n'affectent défavorablement le dégagement du pont roulant. Dans certaines installations nucléairès, on a utilisé des portes à charnières comme joints étanches de passages. Mais ces portes à charnière sont peu pratiques pour un grand nombre d'applications o l'espace libre nécessaire à leur ouverture a pour conséquence de diminuer l'espace utile de l'une des piscines concernées. Dans d'autres ins- tallations nucléaires on a utilisé des blocs de protection amovibles clavetés et empilés dans les passages pour faire écran entre piscines pouvant communiquer. Ces blocs assurent une protection satisfaisante contre les rayonnements des composants irradiés contenus dans les piscines. Cependant, les surfaces d'assemblage des blocs clavetés procurent généralement des chemins de fuite du liquide, indésirables, entre piscines attenantes. Des portes amovibles utilisant des tubes gonflables mis en place à leur périphérie ont aussi été utilisées dans le passé. Cependant, leur efficacité dans le cas d'utilisa- tion dans des passages en forme de U ou à dessus ouvert - comme on en rencontre couramment dans les installations nucléaires - est réduite du fait que la conception en U ne prévoit rien pour entraver le déplacement vertical de l'écran imperméable au liquide, en réaction à la force de dilatation du tube d'étanchéité gonflable venant agir contre son bord inférieur. Ainsi, la force de dilatation du tube, utile dans la formation d'un joint entre la partie infé- rieure de la porte et une partie correspondante du passage, sert de façon inopportune à soulever le châssis. Les avantages représentés ici sont obtenus par un dis- positif d'étanchéité comprenant un cadre amovible pouvant être mis en place dans un passage entre piscines contigres que l'on peut mettre en communication. Une feuille souple, imperméable aux liquides, fixée au châssis, constitue un écran empêchant l'écoulement du liquide et un tube gonfla- ble monté dans une rainure tout autour du châssis empêche les fuites dans le châssis et le passage. Des dispositifs de verrouillage qui limitent le déplacement du châssis hors du fond du passage - améliorant ainsi le joint étanche cons- titué par le tube gonflable - sont montés sur le châssis et peuvent être engagés sur le passage (ou désengagés) par une commande à distance. Dans une réalisation recommandée, plusieurs verrous espacés sont prévus le long du bord inférieur du châssis, chacun d'eux pouvant être actionné depuis le bord supérieur du châssis pour être engagé (ou désengagé) au fond du pas- sage. La suite-de la description se réfère aux figures annexées qui représentent respectivement: - Figure 1, une vue isométrique, partiellement en coupe, d'un dispositif d'étanchéité construit conformément à une réalisation de la présente invention; - Figure 2, une vue en coupe partielle d'un élément d'étanchéité gonflable suivant la droite 2-2 de la figure 1; et - Figure 3, une vue partielle de l'élément d'étanchéité de la figure 2 en position gonflée, montrant la feuille souple dans la position qu'elle occupe de ce fait sous la pression différentielle de l'eau dans les piscines. Comme illustré sur la figure 1, une piscine de stockage 11 dans une installation nucléaire-est séparée d'une pis- cine de réacteur attenante 12 par plusieurs blocs de pro- tection clavetés et amovibles 13 empilés au-dessus d'une portion de mur 14 commune aux deux piscines. Un dispositif d'étanchéité 16 amovible est mis en place dans un passage 17 pour empêcher les fuites de liquide entre les piscines il et 12 à travers les blocs de protection 13. Le passage 17 est défini par des murs latéraux opposés 18 et 18' de la piscine de stockage et un organe de sup- port 19 prenant appui sur le mur commun 14, comme le montre plus clairement la figure 2. Les extrémités de l'organe de support 19 se prolongent vers le haut o elles rejoi- gnent les murs 18 et 18' afin de présenter une surface d'étanchéité continue 21 autour de l'intérieur en forme de U du passage 17 pour la réception du dispositif d'étan- chéité 16. Le dispositif d'étanchéité 16 comprend un châssis 22 conçu pour s'adapter dans le passage 17. Comme le montre plus clairement la figure 2, une feuille imperméable aux li- quides 23 est fixé par des attaches appropriées 24 sur les bords du châssis 22. Bien que n'étant par l'unique solution, la feuille imperméable 23, dans sa réalisation recommandée, est en EPDM (caoutchouc d'éthylène-propylène-diène modifié) résistant aux rayonnements, un élastomère commercialisé par la Presray Corporation, Pawling, NY(U.S.A). La feuille d'élastomère EPDM possède une résistance mécanique suffi- sante et est assez souple pour épouser la surface irrégulière des blocs 13 sous différentes pressions de liquide et cons- tituer ainsi un joint étanche essentiellement continu comme représenté sur la figure 3. En outre, l'emploi d'une feuille souple épousant la forme des blocs 13 et du mur commun 14 fournit un support avantageux pour le dispositif d'étanché- ité face à la pression différentielle de l'eau, ce qui rend inutile l'addition de pièces de structures au châssis. Pour empêcher les fuites autour de la feuille 23 et du châssis 22, un joint est prévu entre le châssis et le pas- sage 17; il est constitué d'un tube pneumatique d'étanchéité gonflable 26. Ce tube 26 est monté sur les côtés et le bord inférieur du châssis 22 contigus à la surface d'étanchéité 21. Le tube 26 est réalisé, de préférence, en élastomère EPDM et le tube, comme ses attaches appropriées 27, sont commercialisés par la Presray Corporation déjà citée. Le tube d'étanchéité 26 est retenu dans une rainure en U 28 pratiquée sur les côtés et dans le fond du châssis 22. Comme représenté de façon plus explicite sur la figure 2, la rainure 28 a une profondeur prédéterminée de dimen- sion plus grande que l'épaisseur du tube 26 non gonflé. Ainsi, le tube 26 est protégé pendant la mise en place du châssis 22 dans le passage 17. Cette disposition sert à centrer effectivement le châssis dans le passage pour facili- ter la formation d'un joint uniforme par le tube 26 lorsqu'il est gonflé. La tendance des côtés du châssis 22 à s'éloigner de la surface d'étanchéité 21 à la mise sous pression du tube 26 est entravée par les pièces d'.entretoisement 29 représentées sur la figure 1 qui répartissent la charge de compression résultante entre les côtés opposés du châssis 22. L'écartement du fond du châssis 22 de la surface d'étan- chéité 21 sur l'organe de support 19 qui, dans un passage classique en U ou à dessus libre n'est pas contrarié, se trouve au contraire entravé dans la conception décrite ici, par un agencement de contention sous la forme d'une série de dispositifs de verrouillage 31. Comme représenté sur les figures 2 et 3, chaque dispositif de verrouillage 31 comprend une plaque d'accrochage 32 montée de manière à pou- voir pivoter autour d'un point d'appui constitué par un bord arrondi usiné à la partie supérieure d'une pièce hori- zontale inférieure 34 du châssis. Chaque plaque d'accro- chage 32 comprend une partie d'accrochage 36 pouvant s'enga- ger avec le dessous de l'organe de support 19 comme repre- senté sur la figure 2, grâce à quoi le déplacement vers le haut du dispositif d'étanchéité est entravé quand on gonfle le tube d'étanchéité 26. Chaque plaque d'accrochage 32 est normalement contrainte (décentrée) vers sa position de verrouillage par un res- sort 37 co-opérant avec une partie faisant levier 38 de ladite plaque d'accrochage par l'intermédiaire d'une ron- delle 39. Ainsi, la décompression normale du ressort 37 sollicite la portion de levier 38 de la plaque d'accrochage vers le haut ce qui fait pivoter la partie d'accrochage 36 de la plaque d'accrochage 32 vers sa position de ver- rouillage. Pour désengager les plaques d'accrochage 32 de leur position de verrouillage, chaque dispositif de ver- rouillage est pourvu d'un dispositif de libération pouvant être actionné à distance et comprenant une tige 41. La tige 41 comprend une partie supérieure prolongée passant dans un alésage 43 pratiqué dans la pièce supérieure du châssis 22 et une partie inférieure à diamètre réduit 44 se prolongeant à travers des alésages dans la plaque d'ac- crochage 32, le ressort 37 et la pièce horizontale infé- rieure 34 du châssis. L'axe 41 peut être abaissé contre la portion de levier 38 de la plaque d'accrochage en position de travail, ce qui comprime le ressort 22 et dégage la pla- que d'accrochage de sa position de verrouillage normalement décentrée vers une position de désengagement comme repré- senté en traits interrompus sur la figure 2. Lorsque la tige 41 est enfoncée, un ergot 46 passe dans des encoches (non représentées) pratiquées sur le bord de l'alésage 43. L'axe est alors tourné pour désaligner les ergots par rap- port aux encoches et les engager sous la pièce supérieure du châssis 22 afin de maintenir l'axe 41 dans sa position enfoncée et, par suite, la plaque d'accrochage 32 dans sa position de dégagement. Quand toutes les plaques d'accro- chage sont ainsi désengagées, le bord inférieur du châssis n'est plus entravé et le châssis peut être sorti par le haut hors du passage. La déformation des parties 22 du châssis contigUes à la surface d'étanchéité 21 du passage par suite de la force de dilatation du tube d'étanchéité exercée sur elles au moment du gonflage est empêchée par la rigidité des côtés et du fond du châssis. Comme représenté sur la figure 2, ces pièces sont faites de deux profilés en I 47 et 48 soudés l'un à l'autre afin de constituer une structure d'une seule pièce. La série de dispositifs de verrouillage séparés 31 absorbe les distortions des surfaces telles que la déforma- tion de pièces contigUes mieux que ne le ferait un disposi- tif de verrouillage ou de retenue unique, de longueur ap- propriée. Après mise enplace du dispositif d'étanchéité 16 dans le passage 17, dans sa position la plus basse, et l'engage- ment des dispositifs de verrouillage 31, on gonfle le tube pneumatique d'étanchéité 26 à l'air à partir d'une alimen- tation d'air 49 représentée sur la figure 1. Lors du gonflages le tube d'étanchéité 26 se dilate entre la sur- face d'étanchéité 21 du passage et les pièces consolidées du châssis 22 pour constituer un joint étanche au liquide entre les deux. Les pièces d'entretoisement 29 supportent la charge de compression due à la réaction du mur latéral du passage vis-à-vis des forces de dilatation dues à la mise en pression du tube. La force de dilatation résultant de la mise sous pression du tube et agissant contre la partie in- férieure du châssis est transmise par l'intermédiaire des plaques d'accrochage 32 au-dessous de la pièce de support 19. A mesure que la différence de niveau entre les liquides contenus dans la piscine de stockage 11 d'une part et, d'autre part, dans la piscine du réacteur 12 s'accroit, la pression différentielle qui en résulte agit sur la feuille en élastomère 23 et la sollicite pour qu'elle épouse la forme des blocs adjacents 13 et du mur commun 14 et consti- tue un joint étanche essentiellement continu sur ces élé- ments. De cette manière, les blocs 13 et le mur 14 fournis- sent également un support pour le dispositif d'étanchéité 16 en absorbant la charge due à la pression de l'eau agis- sant sur la feuille 23. En outre, une attache 51 s'étendant sur toute la largeur du dessus des blocs 13 peut être ajou- tée au châssis 32 et plusieurs étriers 52 peuvent être prévus afin de faciliter l'enlèvement du dispositif d'étan- chéité par un pont-roulant. R E V E N D I C A T I O N S 1. Dans une installation nucléaire équipée de piscines pouvant communiquer entre elles à travers un passage fermant (17), un moyen de réalisation d'un dispositif d'étanchéité destiné à empêcher l'écoulement du liquide entre les pis- cines, caractérisé en ce qu'il comprend: - un châssis amovible (22) pouvant être mis en place dans le passage et sur lequel on a fixé une feuille imper- méable au liquide (24); - un tube d'étanchéité gonflable (26) monté sur les côtés du châssis correspondant au passage fermant et appli- qué sur le passage par gonflage afin de constituer un joint étanche entre passage et châssis; et - un moyen de verrouillage (31) pouvant être désengagé, opérant pour bloquer au moins le-bord inférieur du châssis sur le fond du passage au moins et, par voie de conséquence, améliorer le joint étanche quand le tube est gonflé. 2. Dispositif d'étanchéité de la revendication 1, ca- ractérisé en ce qu'un dispositif de déverrouillage (41) pouvant être actionné à distance depuis le dessus du châssis assure le désengagement du moyen de verrouillage précité. 3. Dispositif d'étanchéité de la revendication 2, caractérisé en ce que le moyen de verrouillage est normale- ment contraint en position de verrouillage et en ce que le dispositif de désengagement pouvant être actionné à distance comprend un organe (41) que l'on peut enfoncer pour vaincre la contrainte appliquéeau moyen de verrouillage afin de le désengager. 4. Dispositif des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le châssis comprend une rainure (28) sur au moins une partie de sa périphérie, dans laquelle est disposée une portion correspondante du tube d'étanchéité, la profondeur de cette rainure étant de dimension supérieure à l'épais- seur du tube d'étanchéité quand ce dernier n'est pas gonflé. 5. Installation nucléaire comprenant des piscines pou- vant communiquer entre elles, munies d'un mur de protection amovible perméable au liquide (13) et disposé entre les piscines; et un passage (17) contigu à un côté du mur de protection, avec un dispositif d'étanchéité (16) pour em- pêcher l'écoulement du liquide entre les deux piscines, installation caractérisée en ce que le dispositif d'étanchéité comprend: - un châssis amovible (22) pouvant être mis en place dans le passage contigu au mur de protection et sur lequel on a fixé une feuille souple imperméable au liquide (24) du côté faisant face au mur de protection; - un tube d'étanchéité gonflable (26) monté sur les côtés du châssis adjacents au passage, le tube étant appli- qué sur le passage par gonflage afin de constituer un joint étanche entre passage et châssis; et - un moyen de verrouillage (31) pouvant être désengagé, opérant pour bloquer au moins le bord inférieur du châssis sur le fond du passage au moins et, par voie de conséquence, améliorer le joint étanche quand le tube est gonflé. 6. Moyen de réalisation d'un joint entre un passage (17) et un châssis amovible (22) mis en place dans le passage, caractérisé en ce qu'il comprend: - un support en saillie (19) s'étendant sur le fond du passage au moins et présentant une surface d'étanchéité (21) disposée perpendiculairement au plan du châssis quand ce dernier est mis en place dans le passage; - un tube gonflable (26) maintenu sur le pourtour du châssis et pouvant être appliqué contre la surface d'étan- chéité du support en saillie; et - un moyen de contention de désengagement (31) monté sur le châssis et pouvant être engagé sur le support en saillie afin de transmettre les forces exercées sur le châssis, du fait du gonflage du tube, au support en saillie et, par ce moyen, rendre le tube opérant en tant que joint étanche entre le châssis et le passage. 7. Moyen de réalisation d'un joint étanche suivant la revendication 6, caractérisé en ce que le moyen de conten- tion comprend au moins une plaque d'accrochage (32) pouvant être engagée sur le support en saillie. 8. Moyen de réalisation d'un joint étanche selon la revendication 7, caractérisé en ce que la plaque d'accrochage est montée de manière à pouvoir pivoter autour d'un rebord (33) sur le châssis. 9. Moyen de réalisation d'un joint étanche selon la revendication 8, caractérisé en ce que la plaque d'accrochage à désengagement peut être engagée sur le dessous du support en saillie. 10. Moyen de réalisation d'un joint étanche selon la revendication 8, comprenant, en outre, un ressort (37) co- opérant avec la plaque d'accrochage pour contraindre norma- lement la plaque d'accrochage vers une position d'engagement sur le support en saillie. 11. Moyen de réalisation d'un joint étanche selon la revendication 10 comprenant, en outre, un moyen à commande à distance (41) co-opérant avec la plaque d'accrochage pour vaincre la contrainte du ressort afin d'amener la plaque d'accrochage (32) dans une position o elle ne puisse être engagée. 12. Moyen de réalisation d'un joint étanche selon les revendications 6 à 11, caractérisé en ce que le tube gon- flable (26) est retenu dans une rainure (28> prévue à la périphérie du châssis, la profondeur de la rainure étant de dimension supérieure à l'épaisseur du tube non gonflé. 13. Dans une installation nucléaire comprenant des piscines pouvant communiquer entre elles par un passage fermant (17) un moyen de réalisation d'un écran empêchant l'écoulement du liquide entre les piscines, caractérisé en ce qu'il comprçnd: - un châssis amovible (22) pouvant être mis en place dans le passage et sur lequel on a fixé une feuille imper- méable aux liquides (24); - un tube d'étanchéité gonflable (26), monté dans une rainure (28) prévue sur les côtés du châssis correspondant au passage, le tube étant appliqué sur le passage par gon- flage pour réaliser un joint étanche entre le passage et le châssis; 2'463969 - la profondeur de la rainure étant de dimension supé- rieure à l'épaisseur du tube d'étanchéité non gonflé; - un support en saillie (19) s'étendant sur le fond du pas- sage au moins et présentant une surface d'étanchéité (21) perpendiculaire au plan du châssis quand celui-ci est en place dans le passage; - au moins une plaque d'accrochage (32) montée pour pouvoir pivoter autour d'un rebord (33) prévu sur le châssis et co-opérant avec un ressort (37) pour forcer normalement la plaque d'accrochage jusqu'à une position d'engagement sur le support en saillie, et - un moyen (41) pouvant être commandé à distance depuis le côté du châssis opposé à la plaque d'accrochage et co- opérant avec cette plaque pour la désengager de sa position de travail sous le support en saillie. 14. Moyen de réalisation d'un écran selon la revendica- tion 13, caractérisé en ce qu'il comprend plusieurs plaques d'accrochage, chacune d'elles étant forcée individuellement jusqu'à sa position d'engagement sur une partie du support en saillie et co-opérant individuellement avec un moyen de désengagement respectif pouvant être commandé à distance. 15. Dans une installation nucléaire comprenant des pis- cines pouvant communiquer entre elles, munies d'un mur de protection amovible (13), perméable aux liquides, disposé entre elles et présentant un passage (17) adjacent à un côté du mur de protection, un moyen de réalisation d'un écran empêchant l'écoulement du liquide entre les piscines carac- térisé en ce qu'il comprend: - un châssis amovible (22) pouvant être mis en place dans le passage et sur lequel on a fixé une feuille souple imperméable aux liquides (24) face au mur de protection et pouvant épouser sa forme; - un tube d'étanchéité gonflable (26) monté dans une rainure (28) pratiquée dans les côtés du châssis corres- pondant au passage, le tube étant appliqué par gonflage sur le passage pour réaliser un joint étanche entre le passage et le châssis; - la profondeur de la rainure étant de dimension supé- rieuré à l'épaisseur du tube d'étanchéité non gonflé; - un support en saillie (19) s'étendant sur le fond du passage au moins et présentant une surface d'étanchéité (21) perpendiculaire au plan du châssis quand celuici est en place dans le passage; - au moins une plaque d'accrochage (32) montée pour pouvoir pivoter autour d'un rebord prévu sur le châssis et coopérant avec un ressort (37) afin d'être forcée jusqu'à une position d'engagement sur le support en saillie; et - un moyen (41) pouvant être commandé à distance depuis le côté du châssis opposé à la plaque d'accrochage et co- opérant avec celle-ci pour la désengager de sa position de travail sous le support en saillie.