Brevet FR2546554A1 — publié le 19841130

La présente invention se rapporte à un dis- positif de supportage d'une structure sur un socle support. A titre d'exemple, ce dispositif peut être appliqué au supportage de la cuve de sécurité d'un réacteur nucléaire, sur un socle en béton On peut aussi utiliser ce dispositif pour supporter la cuve principale du réacteur, en s'appuyant sur la cuve de sécurité qui peut être elle-même supportée par le dis- positif objet de l'invention: on réalise alors un double supportage en série. Dans un autre mode de réalisation, la cuve de sécurité peut être plaquée sur le socle en béton, et la cuve principale supportée par le dispositif ob- jet de l'invention. Toutefois, l'invention n'est pas limitée à cette application et peut être utilisée dans tous les cas o une structure, présentant de préférence mais non impérativement une symétrie de révolution, doit être supportée par un socle en remplissant les condi- tions de souplesse radiale et de rigidité transversale de façon à résister aux effets d'un séisme éventuel et à pouvoir encaisser les variations brutales de tempé- rature. Sans quitter le domaine technique des réac- teurs nucléaires à neutrons rapides, on peut notamment envisager une autre application d'un tel dispositif pour assurer le supportage du sommier d'alimentation du coeur du réacteur sur le fond de la cuve du réac- teur, qui constitue alors le socle support. L'invention a précisément pour objet un dis- positif de support Eage d'une structure sur un socle support, conçu de manière à être "radialement souple" pour permettre les dilatations différentielles éntre la structure et le socle sans contrainte mécanique excessive, tout en présentant une bonne rigidité transversale afin de ne pas trop se déformer lorsque la structure supportée est soumise à un effort hori- zontal par rapport au socle support par exemple sous l'effet d'un séisme. A cet effet et conformément à l'invention, il est proposé un -dispositif de supportage d'une structure sur un socle support, caractérisé en ce qu'il comprend deux séries de lames disposées l'une au-dessus de l'autre, de manière à être solidarisées respectivement du socle support et de ladite structu- re, chaque série de lames définissant une enveloppe convexe fermée et étant constituée de lames souples selon une direction radiale par rapport à ladite enve- loppe, les deux séries de lames souples étant reliées par un treillis de barres rigides comprenant des bar- res inclinées selon deux directions différentes dans le sens circonférentiel défini par lesdites envelop- pes. De préférence, le dispositif de supportage selon l'invention comprend de plus un anneau de base reposant sur le socle et portant l'une des séries de lames souples, et un anneau-support sur lequel repose ladite structure et portant l'autre série de lames souples Les lames souples peuvent alors être soit fixées aux anneaux, par exemple par soudure ou par encastrement, soit découpées dans la masse même des anneaux. Conformément à un mode de réalisation parti- culier de l'invention, les enveloppes définies par chaque série de lames sont circulaires, coaxiales et, de préférence, sensiblement de même diamètre. Selon deux modes de réalisation de l'inven- tion, les-barres rigides constituant le treillis re- liant les lames souples peuvent être soit disposées en V juxtaposés, soit disposées en X juxtaposés. L'invention peut s'appliquer, par exemple, à un réacteur nucléaire à neutrons rapides du type comprenant une cuve d'axe vertical remplie de métal liquide, obturée par une dalle et contenant le coeur du réacteur, caractérisé en ce que ladite cuve repose sur un socle support par l'intermédiaire d'un disposi- tif de supportage du type défini précédemment. On décrira maintenant, à titre d'exemple non limitatif, différentes variantes de réalisation de l'invention en se référant aux dessins annexés dans lesquels: les figures la et lb sont des vues en perspective représentant de façon schématique deux mo- des de réalisation du dispositif de supportage selon l'invention; les figures 2 a et 2 b sont des vues frag- mentaires en perspective et à plus grande échelle il- lustrant, dans le cas du mode de réalisation de la figure la, deux variantes de réalisation possibles du dispositif de supportage selon l'invention, également applicables au mode de réalisation de la figure lb; la figure 3 est une vue en coupe transver- sale schématique d'un réacteur nucléaire à neutrons rapides dont la cuve principale repose sur un socle support par l'intermédiaire du dispositif de supporta- ge selon l'invention; la figure 4 a est une vue extérieure, à plus grande échelle, du dispositif de supportage uti- lisé dans le réacteur de la figure 3; et la figure 4 b est une vue partielle en cou- pe, du dispositif de supportage représenté sur la fi- gure 4 a Comme l'illustrent les figures la-et lb, le dispositif de supportage S selon l'invention comprend un anneau de base 10 prévu pour reposer directement sur un socle support, un anneau support 12 sur lequel vient en appui la structure à supporter et un treillis de barres rigides 14 raccordées aux anneaux 10 et 12 par des lames souples 16 et 18 respectivement. Les anneaux 10 et 12 sont des anneaux métal- liques circulaires, disposés coaxialement l'un au- dessus de l'autre De préférence, ils ont sensiblement le même diamètre Toutefois, lorsque la structure à supporter comporte un fond bombé au niveau de son ap- pui sur l'anneau 12, celui-ci peut présenter un diamè- tre réduit par rapport au diamètre de l'anneau 10 et l'enveloppe des barres 14 définit alors un tronc de cône. On remarquera que les-anneaux 10 et 12 ne sont pas indispensables à la réalisation de l'inven- tion En effet, les deux séries de lames 16 et 18 peuvent être fixées directement, d'une part, au socle support et, d'autre part, à la structure à supporter. D'une manière générale, les anneaux 10 et 12 ou en leur absence, les enveloppes des lames 16 et 18, peuvent présenter une forme convexe et fermée diffé- rente d'un cercle, notamment lorsque le fond de la structure à supporter est plat Cette forme peut par exemple être polygonale, ovale, etc Les barres 14 sont des barres métalliques rigides et rectilignes, réalisées notamment en profilé résistant bien au flambage et présentant une section en H, en croix, ronde ou tubulaire. Les barres rigides 14 du dispositif de sup- portage selon l'invention sont disposées de manière à conférer à ce dispositif une bonne rigidité circonfé- rentielle et, par conséquent, transversale A cet ef- fet, les barres 14 sont régulièrement réparties entre les anneaux et elles sont inclinées pour moitié dans un sens et pour moitié en sens inverse dans la direc- tion circonférentielle définie par les anneaux 10 et 12 De façon plus précise, dans le mode de réalisation de la figure la, les barres rigides 14 sont disposées en V-juxtaposés entre les anneaux 10 et 12 alors que, dans le mode de réalisation de la figure lb, elles sont disposées en X juxtaposés entre ces mêmes an- neaux. Les lames souples 16 et 18 par lesquelles les barres 14 sont accrochées respectivement aux an- neaux 10 et 12 sont réalisées conformément à l'inven- tion de façon à présenter une certaine souplesse dans une direction radiale par rapport aux anneauxe tout en conférant une bonne rigidité circonférentielle au dis- positif. A cet effet et comme l'illustrent les figu- res 2 a et 2 b, différentes variantes de réalisation de l'invention peuvent être envisagées Bien que les fi- gures 2 a et 2 b illustrent ces variantes de réalisation dans le cas o les barres rigides 14 sont disposées en V conformément au mode de réalisation de la figure la, on comprendra que ces variantes peuvent s'appliquer indifféremment au mode de réalisation de la figure lb. Sur la figure 2 a, on a représenté le cas o les lames souples 16 et 18 sont distinctes des anneaux 10 et 12 respectivement Dans ce cas, les lames 16 et 18 peuvent être fixées aux anneaux qui leur correspon- dent, par exemple par soudure ou par encastrement. Sur la figure 2 b, on a représenté le cas o les lames flexibles 16 et 18 sont découpées dans la masse de la tôle constituant les anneaux 10 et 12 res- pectivement. Dans les deux cas, on voit sur les figures 2 a et 2 b que la fixation des barres rigides 14 sur les lames souples 16 et 18 peut être réalisée par tout moyen approprié, et notamment par soudage. Comme l'illustrent les figures 3, 4 a et 4 b, la structure de supportage dont différentes variantes de réalisation viennent d'être décrites est particu- lièrement adaptée au supportage de la cuve principale d'un réacteur nucléaire à neutrons rapides. Ainsi, on a représenté sur la figure 3 la cuve 20, d'axe vertical, d'un réacteur à neutrons ra- pides de type intégré. Rappelons que, dans ce type de réacteur, le coeur 22 du réacteur ainsi que l'ensemble du circuit primaire sont disposés à l'intérieur de la cuve 20, qui est obturée à son extrémité supérieure par une dalle de fermeture 24 De façon plus précise, la cuve est remplie d'un métal liquide 25 tel que du-sodium assurant le transfert de la chaleur dégagée dans le coeur 22 du réacteur jusqu'à des échangeurs de chaleur 26, sous l'action de pompes de circulation 28 Le so- dium liquide 25 est surmonté d'une atmosphère de gaz neutre -27 tel que de l'argon Le coeur 22 du réacteur repose sur le fond de la cuve 20 par l'intermédiaire d'un platelage 29 et d'un sommier d'alimentation 31. La cuve principale 20, ainsi qu'une cuve de sécurité (non représentée) entourant la cuve principa- le sont disposées à l'intérieur d'une enceinte de pro- tection en béton 30 dont le fond 32 constitue confor- mément à l'invention un socle support pour la cuve principale 20 du réacteur. Comme l'illustre la figure 3, le fond bombé de la cuve principale 20 repose sur le fond plat hori- zontal 32 de l'enceinte de béton par l'intermédiaire d'un dispositif de supportage S dont les anneaux 10 et 12 sont disposés coaxialement à l'axe vertical de la cuve 20 De façon plus précise, on voit sur les figu- res 4 a et 4 b que l'anneau de base 10 est scellé dans le fond 32 de l'enceinte de béton, alors que l'anneau support 12 est soudé à la cuve principale 20 du réac- teur, de préférence dans le prolongement du raccorde- ment du platelage 29 assurant le supportage du coeur du réacteur, sur le fond de la cuve principale 20 De plus, les barres rigides 14 et les anneaux 10 et 12 du dispositif de supportage S définissent une enveloppe tronconique disposée dans le prolongement du platelage 29, de façon à assurer de manière aussi efficace que possible, au travers de la cuve principale 20, le sup- portage du coeur 22, de son sommier d'alimentation 31 et du platelage 29. Bien entendu, les différentes variantes de réalisation du dispositif de supportage S décrites précédemment en se référant aux figures la, lb, 2 a et 2 b sont applicables au supportage de la cuve principa- le d'un réacteur à neutrons rapides tel que représenté sur la figure 3. Grâce au treillis de barres rigides 14 re- liant les anneaux 10 et 12 et à la présence des lames souples 16 et 18 dans une direction radiale, il est clair que le dispositif S selon l'invention présente les caractéristiques souhaitées. Ainsi, lorsque, par suite de différences de températures, la structure supportée par le dispositif S, telle que la cuve 20 sur la figure 3, se dilate par rapport à son socle support, tel que le fond 32 de l'enceinte 30 sur la figure 3, le treillis formé par les barres rigides 14 s'évase par déformation des la- mes souples 16 et 18 Les contraintes mécaniques ré- sultant de ces dilatations différentielles sont ainsi maintenues dans des limites raisonnables. En revanche, lorsque l'ensemble de la struc- ture supportée par le dispositif S, telle que la cuve sur la figure 2, est soumis à un effort horizontal notamment sous l'effet d'un séisme, la structure du treillis formée par les barres 14 ainsi que la bonne rigidité des lames 16 et 18 dans le sens circonféren- tiel permettent au dispositif de supportage S selon l'invention de très bien résister à cette sollicita- tion transversale. Bien entendu et comme on l'a déjà mentionné précédemment, le dispositif de supportage selon l'in- vention n'est pas limité à l'application décrite en se référant à la figure 3 mais peut être utilisé dans tous les cas o il peut se produire une déformation radiale entre la structure supportée et son socle sup- port et o une bonne résistance à un effort horizontal est requise. REVENDICATIONS 1 Dispositif de supportage d'une structure ( 20) -sur un socle support ( 32), caractérisé en ce qu'il comprend deux séries de lames ( 16, 18) disposées l'une au-dessus de l'autre, de manière à être solida- risées respectivement au socle support ( 32) et à ladi- te structure ( 20), chaque série de lames définissant une enveloppe convexe fermée et étant constituée de lames souples selon une direction radiale par rapport à ladite enveloppe, les deux séries de lames souples ( 16, 18) étant reliées par un treillis de barres rigi- des ( 14) comprenant des barres inclinées selon deux directions différentes dans le sens circonférentiel défini par lesdites enveloppes. 2 Dispositif selon la revendication 1, ca- ractérisé en ce qu'il comprend de plus un anneau de base ( 10) reposant sur le socle ( 32) et portant l'une ( 16) des séries de lames souples, et un anneau support ( 12) sur lequel repose ladite structure ( 20) et por- tant l'autre série de lames souples ( 18). 3 Dispositif selon l'une quelconque des re- vendications 1 et 2, caractérisé en ce que les lames souples ( 16, 18) sont fixées aux anneaux ( 10, 12). 4 Dispositif selon l'une quelconque des re- vendications 1 et 2, caractérisé en ce que les lames souples ( 16, 18) sont découpées dans la masse des an- neaux ( 10, 12). Dispositif selon l'une quelconque des re- vendications 1 à 4, caractérisé en ce que les envelop- pes définies par chaque série de lames ( 16, 18) sont circulaires et coaxiales. 6 Dispositif selon la revendication 5, ca- ractérisé en ce que les enveloppes circulaires défi- nies par chaque série de lames ( 16, 18) sont sensible- ment de même diamètre. 7 Dispositif selon l'une quelconque des re- vendications 1 à 6, caractérisé en ce que les barres rigides ( 14) sont disposées en v juxtaposés. 8 Dispositif selon l'une quelconque des re- vendications 1 à 6, caractérisé en ce que les barres rigides ( 14) sont disposées en X juxtaposés. 9 Réacteur nucléaire à neutrons rapides du type comprenant une cuve ( 20) d'axe vertical remplie de métal liquide, obturée par une dalle ( 20), et con- tenant le coeur ( 22) du réacteur, caractérisé en ce que ladite cuve ( 20) repose sur un socle support ( 32) par l'intermédiaire d'un dispositif de supportage (S) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6.