Brevet FR2529109A1 — publié le 19831230

PROCEDE ET APPAREIL D'INSERTION A DISTANCE DE MANCHONS DANS LES TUBES D'ECHANGEURS DE CHALEUR L'invention se rapporte, d'une façon générale, à la réparation d'échangeurs de chaleur et, plus particulièrement au redressage et à l'insertion simultanée de manchons tubulaires, dans les tubes d'échangeurs de chaleur des générateurs de vapeur. Les échangeurs de chaleur utilisant une pluralité de tubes pour séparer les fluides primaire et secondaire et établir une communication therm-ique entre eux présentent parfois des défectuosités dans les parois de ces tubes, défectuosités susceptibles de provoquer des fuites entre ces fluides primaire et secondaire. Un procédé reconnu de réparer ces fissures consiste à introduire un manchon tubulaire dans le tube d'échangeur de chaleur endommagé, dans la zone du défaut, puis à faire un joint entre le manchon tubulaire et la surface cylindrique interne du tube fissuré. Toutefois, certains dessins types d'échangeurs de chaleur empêchent ordinairement une extension coaxiale complète du manchon tubulaire, à I'extrémité du tube endommagé avant son introduction à l'intérieur de celui-ci.Un échangeur de chaleur type comporte une zone d'extrémité hémisphérique qui contient une chambre dans laquelle les tubes de l'échangeur sont en communication par fluide. Dans le cas où le manchon tubulaire a une longueur supérieure à la dimension linéaire maximale existant à l'intérieur de la chambre,ce procédé de réparation est essentiellement à proscrire, étant donné qu'un manchon droit doit être monté coaxialement au tube fissuré avant d'être introduit à l'intérieur de celui-ci. Etant donné que l'extrémité hémisphérique de ce type d'échangeur de chaleur est essentiellement divisée en deux parties, généralement égales, chaque chambre résultante a la forme d'un quart de sphère. Une telle forme limite notablement la longueur maximale d'un tube droit que l'on peut manipuler efficacement dans le quart de sphère et introduire ensuite dans le tube endommagé d'une pluralité de tubes d'échangeur de chaleur intersectant l'une des extrémités plates de la chambre en quart de sphère dans le sens perpendiculaire. Le principal objet de la présente invention est par sui te de fournir une méthode et un appareil permettant l'intro duction d'un manchon dans un tube-, même dans les zones où ce ne serait pas normalement possible. Compte tenu de cet objet, la présente invention réside dans un procédé d'introduction de manchons dans les tubes à distance d'un échangeur de chaleur dont la chambre est adja- cente à la plaque tubulaire dans laquelle les tu-bes sont mon tés et où les manchons sont introduits dans la chambre, puis dans les tubes à partir de cette dernière, caractérisé en ce que ledit manchon, avant son introduction dans le tube, est disposé dans la chambre en configuration enroulée et que des dispositifs sont prévus à l'entrée de ce tube pour redresser ledit manchon lors de son introduction dans le tube. La présente invention résout ce problème d'introduction du manchon en permettant de plier le manchon tubulaire pen dant sa manipulation dans la chambre en quart de sphère afin de réduire sa dimension linéaire maximale effective. Le man chon tubulaire plié est ensuite redressé lors de son introduc tion dans le tube d'échangeur de chaleur à réparer. La présente invention permet de faire appel à différen tes stratégies au cours de la réparation du tube. L'une de celes-ci consiste à plier le manchon tubulaire en forme d'arc à l'extérieur de l'échangeur puis à introduire le manchon tu bulaire en forme d'arc, par un trou d'homme, à l'intérieur de -la chambre en forme de quart de sphère.A partir de là, le manchon tubulaire -cintré peut être passé au travers, redressé, puis directement introduit dans le tube fissuré. En variante, dans le cas où l'on doit introduire des manchons tubulaires d'une certaine longueur dans le tub-e de l'échangeur, on peut passer un manchon droit et long dans le regard et le cintrer à mesure qu'il pénètre dans la chambre de l'échangeur, bien que toutefois une telle technique ne soit pas préférée lorsque la chambre en quart de sphère est radioactive, étant donné l'importance de l'effort manuel à exercer dans la chambre.En variante, si sa longueur est relativement importante, le manchon peut être cintré hélicoldalement à l'extrérieur de la chambre pour minimiser le volume de l'espace nécessaire afin de le maintenir dans la chambre avant son introduction dans le tube de l'échangeur à réparer et permettre son introduction par le regard mentionné. Le manchon hélicoldal peut alors être introduit dans la chambre par le regard. Le manchon est redressé en même temps qu'il est introduit dans le tube endommagé. Si l'on doit effectuer un cintrage important du manchon tubulaire il peut être nécessaire de réaliser plusieurs passes dans le dispositif de cintrage. L'invention apparaitra de façon plus évidente dans -la description qui suit d'une forme de réalisation préférée représentée à titre d'exemple uniquement dans les planches de croquis joints où La Fig.1 représente le dispositif de dressage du tube, La Fig.2 représente une vue d'extrémité du dispositif de dressage et, La Fig.3 représente le dispositif de dressage du tube, tel qu'il est employé pour dresser et introduire simultanément un manchon tubulaire dans un tube d'échangeur endommagé. La Fig.l illustre un dispositif de cintrage 10 qui'peut être utilisé soit pour dresser un manchon 12, précédemment cintré, soit pour cintrer un manchon droit 12 à un rayon de courbure prescrit. Le dispositif de cintrage 10, comprend une structure en forme de chassis qui peut être constituée généralement par une plaque rigide, plate, comme représenté 'sur la Fig.1. En liaison pivotante avec la structure 13, il est prévu un premier et un second rouleau de formage 14 et 16. Le premier rouleau 14 et le second rouleau de formage 16 ont des axes de rotation parallèles entre eux, se trouvant dans un plan généralement perpendiculaire à la surface plate de la plaque 13-. Le premier rouleau 14 et le second, 16, sont fa çonnés de manière à recevoir le manchon tubulaire 12 dans un rapport de rotation, comme représenté Fig.1. Un troisième rouleau de formage 18 est à -liaison pivotante sur la plaque 13 de façon que son axe de rotation soit parallèle aux axes de rotation du premier et du second rouleau de formage, 14 et 16. Le troisième rouleau de formage 18 est également conformé pour recevoir le manchon tubulaire 12 dans un rapport de rotation. Le troisième rouleau de formage 18 est disposé de manière que son axe soit à une distance prédéterminée du plan des axes de rotation du premier et du second rouleau de formage, 14 et 16. Cette distance prédéterminée est choisie pour permettre au manchon tubulaire 12 de s'étendre, comme représenté Fig.1, entre le troisième rouleau de formage 18 et le premier et le second rouleau 14 et 16. La présente invention comprend également un dispositif d'ajustage de la distance prédéterminée en-question. Sur la Fig.1, ce dispositif de réglage comprend un organe fileté 20 qui traverse- par vissage un bloc 22, relié rigidement à la plaque 13. L'organe fileté vient en contact avec un patin 24, relié rigidement à un organe rotatif 26. Un pivot 28 est prévu pour permettre au troisième rouleau de formage 1 de s'avancer ou de sécarter de la position représentée par l'organe tubulaire 12 lorsque l'organe rotatif 26 pivote sur le pivot 28. Lorsque l'organe fileté 20 tourne pour exercer une pression sur le patin 24, l'organe rotatif complet 26, avec le troisième rouleau 18 peut être contraint vers le plan des axes de rotation du premier et du second rouleau de formage, 14 et 16. Il est évident quten tournant l'organe fileté 20 sur son axe central, il est possible d'exercer différents degrés de pression sur le patin 24 et le troisième rouleau de formage 18 et, par suite, sur le manchon tubulaire 12. En variant la position du troisième rouleau de formage 18 par rapport au premier et au second rouleau, 14 et 16, il est possible de déterminer le rayon de courbure résultant du manchon tubulaire 12. De même, il est entendu qu'en introduisant un manchon tubulaire 12, cintré au préalable, dans la cintreuse 10, de manière que son centre de courbure soit écarté du troisième rouleau de formage, il est possible de modifier un tube cintre au préalable afin de lui faire prendre un rayon de courbure prédéterminé ou de le dresser complètement. La Fig.2 illustre une autre vue du dispositif de cintrage 10 de la présente invention On peut voir que le second rouleau 16 et le troisième rouleau de formage 18 peuvent être profilés de manière à recevoir le manchon tubulaire 12 en association par rotation. Il est entendu que la vue illustrée sur la Fig.2 ne représente pas le premier rouleau de formage (repère 14, Fig.1) mais que celui-ci, de même que les deux rouleaux de formage illustrés sur la Fig.12 est également profilé pour recevoir l'organe tubulaire 12 en association par rotation. La Fig.2 illustre également le pivot 28 sur lequel l'organe rotatif 26 peut se déplacer avec le patin 22 relié rigigidement à la plaque 13 et le patin 24, relié rigidement à l'organe rotatif 26. La Fig.2 illustre également le parallélisme général des axes de rotation des trois rouleaux de formage qui sont généralement perpendiculaire à la surface frontale de la plaque 13. La Fig.2 illustre également la façon dont les trois rouleaux de formage sont alignés pour recevoir le manchon tubula-ire 12 dans un rapport de rotation entre eux. La Fig.3 illustre l'emploi de la présente invention , y compris sa partie cintrage 10, pour le dressage et l'introduction de façon simultanée d'un manchon tubulaire 12 dans un tube endommagé 30. La partie cintrée 10 est combinée à un dispositif 40 qui fait avancer le manchon tubulaire 12 dans la cintreuse 10 et dans le tube endommagé 30 de l'échangeur. Ce dispositif qui fait avancer axialement le manchon tubulaire est représenté sur la Fig.3 sous forme d'un vérin pneumatique ou hydraulique 40. Le vérin 40 est équipé d'une bielle reliée à un gabarit (désigné par les repères 42a et 42b) que l'on peut attacher rigidement au manchon tubulaire 12. La bielle et le gabarit sont représentés en position rétractée, 42a, et déployée 42b.En service, le gabarit peut coulisser librement sur le tube pendant que le piston passe de la position rétractée 42a à la position déployée 42b. Toutefois, avant un nouveau retrait du piston, le montage est attaché rigidement au manchon tubulaire 12 et, lorsque le vérin 40 rétracte le gabarit de la position 42b à la position de retrait 42a, le man chon tubulaire 12 est entraîné en même temps vers le dispositif de cintrage 10. Cette action alternative du gabarit qui est relié à l'extrémité de la bielle du vérin 40, où il coulisse sur le manchon tubulaire 12 pendant la course de sortie et est raccordé rigidement à celui-ci pendant sa course peut être commandée à la main ou réglée automatiquement par l'incorporation de dispositifs adéquats à commande par came ou à cliquet sur le montage d'extrémité. Il est entendu que l'on peut utiliser d'autres dispositifs en variante tels que galets ou rouleaux moteurs pour contraindre le manchon 12 à avancer sur la partie cintrage 10 de la présente invention. La Fig.3 illustre également la configuration générale de la partie d'extrémité en forme de quart de sphère 50 du générateur de vapeur. L'extrémité. plate 52 de la chambre en qua-rt de sphère comporte une pluralité de trous débouchants. Chaque trou est en communication par fluide avec l'un des tubes d'une pluralité de tubes d'échangeur de chaleur servant de conduits de passage du. fluide chauffé au travers de l'échangeur. Il apparaît sur la Fig.3 que l'introduction d'un manchon tubulaire droit dans le tube d'échangeur endommagé 30 serait impossible étant donné la configuration de la partie en quart de sphère de l'échangeur et l'emplacement du tube endommagé 30. Il apparait également qu'un manchon tubulaire cintré 12 s'adapte facilement dans l'espace d'une chambre en quart de sphère. Il doit être entendu en outre que lorsque l'on doit utiliser des manchons tubulaires 12 de longueur notablement plus importante, la présente invention permet une variante de procédure. Un manchon tubulaire droit pourrait être passé dans le regard 54 et introduit dans la chambre en quart de sphère 50 en le cintrant dans une forme hélicoldale à l'aide du dispositif de cintrage de la présente invention. Ce cintrage pourrait se poursuivre jusqu'à ce l'ensemble du manchon tubu-laire se trouve dans la chambre 50.Il est entendu que le diamètre effectif du serpentin hélicoldal ainsi produit devrait être suffisamment petit pour ne pas seulement s'adapter dans la chambre 50, mais aussi pour permettre en même temps une liberté de mouvement suffisante pour positionner l'extrémité du manchon tubulaire hélicotdal au voisinage du tube endommagé 3-0. Toutefois, comme on l'a dit plus haut, dans une chambre radioactive, la technique préférée consisterait à cintrer hé licoidalement le manchon 12 dans une forme permettant de l'introduire dans le regard et dans la chambre 50. Après cintrage complet du manchon, on peut le dresser et l'introduire simultanément dans le tube endommagé 30 à l'aide du dispositif de cintrage 10 de la présente invention. Bien que ce ne soit pas expressément illustré sur la Fig.3, il est évident que la présente invention peut être reliée rigidement à un organe fixe, tel que l'extrémité plate 52 de la chambre en quart de sphère 50, grâce à l'emploi d'électro-aimants ou en dotant la présente invention de plusieurs pieds adaptables dans les trous adjacents de la plaque plate 52. La méthode de montage rigide de la présente invention sur un élément fixe varie suivant l'emplacement exact du tube endommagé 30 et la forme générale de la chambre 50 de l'échangeur. Les choix de montages comprennent, sans que ce soit limitatif, des électro-aimants, des organes cylindriques extensibles que l'on peut introduire dans des tubes adjacents ou un bras rigide, généralement soudé à une partie éloignée de la chambre 50. La présente invention fournit un appareil et un procédé de réparation des tubes endommagés d'un échangeur de chaleur en introduisant un manchon tubulaire dans le tube endommagé Elle permet également le dressage et l'introduction simultanée de ces manchons tubulaires dans des emplacements géométriques où l'introduction d'un manchon tubulaire droit serait impossible. La présente invention permet le cintrage et le dressage ultérieur de manchons tubulaires afin de les ad-apter à la forme restrictive d'un échangeur de chaleur. REVENDICATIONS 1. Procédé d'introduction de manchons (12) dans des tubes éloignés d'un échangeur de chaleur muni d'une chambre (50) adjacente à une plaque tubulaire (52) dans laquelle les tubes (30) sont montés,où les manchons (12) sont introduits dans ladite chambre (5-0) et insérés dans les tubes (30) à partir de la chambre (50), caractérisé en ce que le manchon (12), avant son introduction dans le tube (30), est disposé d-ans la chambre (50)satis une fontenrouIée et que des dispositifs (10) sont prévus à l'entrée de ce tube (30)pour redresser ledit manchon (12) lors de son introduction dans le tube (30). 2. Procédé conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que ledit manchon (12) est enroulé avant d'être introduit dans la chambre (50). 3. Procédé conforme à la revendication 1, caract-érisé en ce que ledit manchon (12) est introduit dans la chambre (50) par une ouverture (54)sous une formedroite et le manchon (12) est enroulé dans la chambre (50) lorsqu'il est introduit dans celle-ci. I 4.Appareil d'introduction de tubes permettant de réaliser le procédé des revendications 1 à 3, comprenant : une base généralement rigide (13) munie d'une surface généralement plate, un premier rouleau de formage (14) dont l'axe de rotation est perpendiculaire à cette surface, ledit premier rouleau de formage (14) étant relié de façon rotative à la base (13) et un second rouleau de formage (16) dont l'axe de rotation est perpendiculaire à ladite surface, ledit second rouleau (16) étant relié de façon pivotante à la base (13), l'axe du premier rouleau (14) et celui du second rouleau (16) étant sur une droite de ladite surface, caractérisé par un troisième rouleau de formage (18) dont l'axe de rotation est perpendiculaire à ladite surface, l'axe de ce troisième rouleau de formage (18) étant décalé d'une distance perpendiculaire prédéterminée de cette droite, ladite distance prédéterminée étant parallèle à cette surface, un dispositif (20-26) pour modifier cette distance prédéterminée et les premier, second et troi sième rouleaux de formage (14, 16, 18) étant conformés pour recevoir une longueur prédéterminée de tube, généralement-non rigide (12), suivant un trajet parallèle à la droite. 5. Appareil d'introduction conforme à la revendication 4, caractérisé par le dispositif (40) qui provoque l'avancement de la longueur de tube prédéterminée dans ledit trajet.