Brevet FR2550600A1 — publié le 19850215

STRUCTURE D'ETANCHEITE ENTRE DES PAROIS DANS UNE CENTRALE ELECTRIQUE NUCLEAIRE La présente invention se rapporte à des struc5 tures qui doivent être étanches aux fuites ou étanches à la pression pour des fluides, particulièrement des gaz, et concernent plus particulièrement des centrales électriques à réacteur nucléaire comprenant des structures pour lesquelles une condition d'étanchéité aux fuites est imposée. 10 Une centrale électrique à réacteur nucléaire comporte une enceinte pour un réacteur nucléaire et plusieurs constructions auxiliaires et des constructions de systèmes de transport de chaleur qui comprennent des équipements pour contrôler le réacteur et pour convertir l'énergie 15 qu'il produit en énergie électrique Les constructions de systèmes de transport de chaleur des constructions auxiliaires comportent des parois en béton renforcé S'il faut que ces parois soient étanches aux fuites ou étanches à la pression, elles sont garnies avec un métal étanche à 20 la pression, généralement de l'acier au carbone. En général, une centrale électrique nucléaire comporte en plus de l'enceinte, une construction auxiliaire et une construction de systèmes de transport de chaleur supportant des tuyauteries pour échantillonner le calopor25 teur et qui sont appelées une gaine de tuyauteries et une gaine de tuyauteries d'échantillonnage Si le caloporteur est un liquide hautement réacteur comme du sodium, la gaine de tuyauterie et la gaine de tuyauterie d'échantillonnage doivent être maintenues étanches aux fuites en 30 protection contre les conséquences d'un débordement du liquide, par ticulièrement quand ce liquide est radioactif Il est également nécessaire que de l'azote sous une pression contrôlée soit maintenue dans la gaine de tuyauterie et l'enceinte La gaine de tuyauterie (cons35 truction auxiliaire) est séparée de la gaine de tuyauterie d'échantillonnage (construction de système de transport de chaleur) par un intervalle sismique Il existe un passage entre la gaine de tuyauterie et la gaine de tuyauterie d'échantillonnage sur cet intervalle, dont les limites doivent être maintenues étanches aux fuites L'espace entre les parois de la gaine de tuyauterie et les parois de la gaine de tuyauterie d'échantillonnage est variable. En général, l'espace entre la paroi de gaine 5 de tuyauterie et la paroi de la gaine de tuyauterie d'échantillonnage à l'intervalle sismique est compris entre 50 et 75 mm La dilatation et la contraction de l'intervalle entre les constructions peuvent varier entre 0,7 mm et 25 mm Il est essentiel que le joint le long des limites du passage entre la gaine de tuyauterie et la gaine de tuyauterie d'échantillonnage soit étanche aux fuites indépendamment des variations de l'écartement entre les parois de ces constructions, aux passages. Dans la technique antérieure, une tentative 15 a été faite pour obtenir ce joint étanche aux fuites en prévoyant le long des limites du passage sur l'intervalle sismique une mince plaque d'acier de section transversale angulaire A titre d'exemple, l'angle intérieur de la plaque était de l'ordre de 60 , avec un côté de l'angle 20 soudé sur le métal avec lequel le sol, les parois et le plafond de la gaine de tuyauterie sont garnis, l'autre côté étant soudé sur le métal avec lequel le sol, les parois et le plafond de la gaine de tuyauterie d'échantillonnage sont garnies Il était supposé que cette plaque 25 angulaire pouvait se plier ou se redresser sans rupture ou fissure pour s'adapter aux variations de l'intervalle sismique provoquées par le déplacement variable des structures définissant l'intervalle Cette supposition n'a pas été confirmée Sous l'effet des contraintes entrainées 30 par le mouvement de structure, des fissures se produisaient aux quatre angles de la limite du passage. L'objet essentiel de l'invention est donc de proposer une garniture d'intervalle étanche aux fuites au passage par un intervalle sismique entre des construc35 tions, particulièrement d'une centrale électrique à réacteur nucléaire, cette garniture d'intervalle maintenant de façon sûre l'étanchéité aux fuites de la centrale électrique. Compte-tenu de cet objet, l'invention concerne une structure de joints entre des parois séparées par un intervalle dont la largeur change en réaction à des conditions thermiques, d'événements sismiques ou autres, des ouvertures étant prévues dans les parois pour définir un passage sur l'intervalle, cette structure comporte des garnitures d'intervalles constituées par une matière pratiquement imperméables aux fluides, couvrant l'intervalle et fixées de façon étanche sur les limites du passage pour 10 former sur l'intervalle un joint étanche aux fuites des fluides, les garnitures d'intervalles comprenant un ensemble flexible dans des régions de cet intervalle, la structure est caractérisée en ce que ledit ensemble comporte à chacune des régions, au moins une pièce comprenant une branche extérieure fixée sur la limite du passage et une branche inférieure espacée de la limite de manière qu'au déplacement des parois au niveau de l'intervalle, la pièce se déforme mais lesdites branches intérieures et extérieures restent étanches sur les limites 20 en maintenant ainsi le joint étanche aux fuites tout en relâchant la contrainte de la garniture. La contrainte imposée aux plaques angulaires, particulièrement aux angles, est tridimensionnelle La pièce de transition flexible selon l'invention peut se déplacer 25 librement dans trois dimensions et peut être reçue dans l'espace limitée disponible pour l'installation. Les sections d'angle et les sections de transition sont formées de plaques angulaires à partir desquelles s'étendent des parties d'extrémité latérales 30 qui ont généralement une section transversale en U et peuvent être décrites comme des pièces en forme de boites ouvertes à une extrémité Les sections de transition rectiligne sont des pièces en forme de boite longues et étroites De préférence, à chaque angle sont prévues quatre 35 sections de transition, chacune le long des surfaces dans un plan des deux parois opposées de l'intervalle sismique; par exemple, les surfaces verticales, et chacune le long des surfaces de ces parois qui sont à angle droit avec les surfaces mentionnées précédemment; par exemple les surfaces horizontales Les sections de transition rectilignes convertissent la grande déformation des plaques angulaires se produisant dans l'appareil antérieur en une 5 déviation à angle droit par rapport à cette grande déviation de branches des pièces en forme de boites ou à section en U Les branches des pièces de la section centrale courbée ou en arc de cercle s'adaptent à une grande amplitude de mouvement des constructions à l'intervalle 10 avec une faible contrainte aux joints soudés de façon étanche sur l'intervalle sismique La manière dont cela se produit est décrite rapidement ci-après. La branche du U de chaque pièce d'un ensemble d'angles flexibles qui est dirigée vers l'intérieur de la 15 construction le long de la paroi, appelée ci-après branche extérieure, est fixée de façon étanche sur la paroi, c'est-à-dire sur la garniture de paroi de la construction associée L'autre branche de la même pièce de section en U est séparée de la même paroi Les pièces de transition 20 absorbent la contrainte dans la plaque d'angle quand la largeur du joint change, en convertissant la contrainte qui tendrait à déformer la plaque d'angle en une contrainte de la pièce de transition à angle droit par rapport à la contrainte des plaques d'angle Cette contrainte déforme la 25 pièce de section en U sans affecter matériellement la plaque d'angle La partie centrale de l'ensemble à chaque angle est une pièce qui est courbée de manière qu'elle s'approche de la forme d'un arc parallèle à l'arc tangent aux parois à l'angle Cette pièce est reliée aux sections 30 de transition Les pièces d'extrémité de cette partie centrale ont une section transversale en forme générale de U. L'invention sera mieux comprise au cours de la description qui va suivre d'un mode de réalisation illus35 tré à titre d'exemples sur les dessins annexés sur lesquels: La figure 1 est une vue partielle en plan d'une centrale électrique nucléaire selon l'invention, La figure 2 est une vue en élévation du passage entrela gaine de tuyauterie d'échantillonnage et une gaine de tuyauterie à l'intervalle sismique, dirigée vers la gaine de tuyauterie à partir de la gaine de tuyauterie d'échantillonnage de la centrale de la figure 1, La figure 3 est une vue en élévation de côté à grande échelle de la partie de la figure 2 comprise dans le cercle III, La figure 4 est une coupe suivant la ligne 10 IV-IV de la figure 3, La figure 5 est une vue en élévation enrbout, dans la direction V-V de la figure 3, La figure 6 est une coupe suivant la ligne VI-VI de la figure 5, La figure 7 est une vue partielle en perspective d'un ensemble d'angles flexibles constituant une caractéristique importante de l'invention, La figure 8 est une vue schématique partielle montrant la manière selon laquelle un ensemble selon la 20 technique artérieure, fermant le passage à un intervalle sismique, change quand la largeur de l'intervalle augmente, et La figure 9 est une vue schématique partielle similaire d'un passage à un intervalle sismique fermé 25 par un ensemble selon l'invention. Les figures représentent donc une centrale électrique à réacteur nucléaire 11 (figure 1) comprenant un réacteur nucléaire 13 dans une enceinte 15, et une construction auxiliaire 16 Parmi les autres constructions 30 de la centrale 11, il faut noter une gaine de tuyauterie d'échantillonnage 17 (construction de système de transport de chaleur) qui est séparée de la gaine de tuyauterie dans une construction auxiliaire 16 par un intervalle sismique 19 Un passage rectangulaire 22 (figure 2) est prévu entre 35 la gaine de tuyauterie d'échantillonnage 17 et la gaine de tuyauterie 16 et une garniture d'intervalle 21 couvre l'intervalle 19 à ce passage. En général, le caloporteur du réacteur est du sodium liquide qui est radioactif Le sodium circule par des conduites dans la gaine de tuyauterie 16 et la gaine de tuyauterie d'échantillonnage 17 et une rupture dans ces conduites pourrait produire un débordement de sodium 5 radioactif qui doit être retenu En outre, une atmosphère contrôlée d'azote est maintenue dans la gaine de tuyauterie 16 et a gaine de tuyauterie d'échantillonnage 17 La gaine de tuyauterie 16 et la gaine de tuyauterie d'échantillonnage 17 doivent être étanches aux fuites contre 10 toutes sorties ou entrées de fluide comme l'azote qui contient éventuellement des matières radioactives, dans la gaine de tuyauterie et la gaine de tuyauterie d'échantillonnage et l'air extérieur Dans ce but, les parois de la gaine de tuyauterie d'échantillonnage et de la gaine de tuyauterie sont munies de garnitures 23 et 25 (figures 2,7) généralement en tôle d'acier au carbone. La garniture d'intervalle 21 est fixée de façon étanche aux fuites sur la limite du passage 22 et l'étanchéité aux fuites doit être préservée, indépendamment des variations 20 de la largeur de l'intervalle. La garniture d'intervalle 21 comporte des plaques d'angle 31 et 33 (figure 3) s'étendant le long des côtés de la limite du passage 22 Ces plaques d'angle sont soudées de façon étanche sur la garniture 25 de la gaine de tuyauterie 16 et sur la garniture 23 de la gaine de tuyauterie d'échantillonnage 17 A chaque angle de la limite, les plaques d'angle 31 et 33 sont reliées par un ensemble d'angles flexibles 35 (figures 2,3,4,7) Chaque ensemble d'angle 35 comporte une section de transitions rectilignes 37, alignées avec les plaques 31 et une section de transitions rectilignes 39 alignées avec la plaque 33. Les sections rectilignes 37 et 39 sont reliées par ce qui sera décrit comme une section incurvée Cette section incurvée est formée de plus petites sous-sections 41, 43 35 et 45 faisant un angle entre elles En général, trois de ces sections sont prévues, la première section 41 faisant un angle de 165 avec la section rectiligne 37, la seconde 43 faisant un angle de 150 avec la première section 41 et la troisième section 45 faisant un angle de avec la seconde section 43 et de 165 avec la section rectiligne 39 Plus de trois sections peuvent être prévues dans le cadre de l'invention L'enveloppe des intersections 5 37-41, 41-43, 43-45 et 45-39 est un arc de cercle parallèle à l'arc tangent aux parois définissant chaque angle de la limite Le contour des contours 31,41,43,45, 39, est généralement un tel arc. Chaque ensemble d'angles flexible 35 a une section transversale en forme générale de W (figures 7,9) depuis l'extrémité extérieure de la section rectiligne 37 jusqu'à l'extrémité extérieure de la section 39 Il comporte une partie d'angle centrale 51 qui est solidaire à ses extrémités de pièces 53 et 55 (figure 4) de section 15 transversale en U Les pièces 53 et 55 peuvent être décrites comme ayant une forme de boite ouverte au fond. Chaque pièce comporte une branche extérieure 57 et une branche intérieure 59 (figures 4,7,9) L'ensemble d'angle 21 couvre l'intervalle 19 latéralement entre les construc20 tions 15 et 17 La branche extérieure 57 est soudée de façon étanche sur la garniture 25 -de la gaine de tuyauterie et sur la garniture 23 de la gaine de tuyauterie d'échantillonnage Les branches intérieures 59 sont séparées des garnitures 23 et 25 de chaque côté (figures 4,7,9). Les plaques 31 et 33 sont reliées à la partie d'angle 51 par des soudures en bout 61 et 63 (figure 3) La soussection 41 est reliée à la section 37 par une soudure en bout 65, la sous-section 43 à la sous-section 41 par une soudure en bout 67, 43 à 45 par une soudure en bout 69 et 30 45 à 33 par une soudure en bout 71. A titre d'exemple la largeur totale de l'ensemble d'angle flexible peut être 38 cm et la largeur-,des pièces 53 et 55 peut être 25 mm L'ensemble est centré sur l'intervalle 19 avec la branche intérieure 59 de chaque 35 pièce de 17 cm et la branche extérieure 57 de 19 cm à partir de l'axe passant par le sommet de la plaque d'angle 51 l'extrémité de la section de transition 39 peut avoir 63,5 cm à partir du côté éloigné de la section de transition 37 et -l'extrémité de la section de transition 37 à 63,5 cm à partir du côté opposé à la section de transistion 39. La figure 8 montre les variations qui se produisent dans une plaque de garniture d'intervalles selon la technique antérieure quand l'intervalle sismique 19 s'élargit Les extrémités de la plaque d'angle 81 sont soudées de façon étanche sur les garnitures 23 et 25 10 en b et e L'élargissement de l'intervalle 19 de cd à c'd' déplace les soudures de b à b' et de e à e' et-fait descendre le sommet de a à a' La contrainte produite entraine le développement de fissures dans la plaque de garnitures 81 aux angles du passage 22 Des changements 15 correspondants se produisent quand l'intervalle 19 diminue. La figure 9 montre les changements qui se produisent dans la garniture d'intervalle 21 quand l'intervalle 19 s'élargit de gh à g'h' Dans ce cas, la soudure étanche de f se déplace jusqu'à f' et la soudure étanche k jusqu'à k' mais la position de la pique d'angle 51 reste pratiquement inchangée Le mouvement est absorbé par la déformation des pièces 55 et 57 de ' à 57 ' Un changement correspondant se produit quand 25 l'intervalle 19 diminue. REVENDICATIONS 1 Structure de joint entre des parois ( 16,17) séparées par un intervalle ( 19) dont la largeur change en fonction de conditions thermiques, d'évènements sismiques ou autres, des ouvertures étant prévues 5 dans lesdites parois pour définir un passage sur ledit intervalle ( 19), ladite structure comprenant des garnitures d'intervalle ( 23,25) faites d'une matière pratiquement imperméable aux fluides, couvrant ledit intervalle ( 19) et étanche par rapport aux limites dudit passage ( 16, 10 17) formé sur ledit intervalle ( 19), un joint pratiquement étanche aux fuites de fluides, lesdites garnitures d'intervalle ( 23,25) comprenant un ensemble flexible ( 35) dans les régions dudit intervalle ( 19), caractérisée en ce que ledit ensemble ( 35) comporte à chacune desdites régions, au moins une pièce comprenant une branche extérieure ( 57) reliée à ladite limite ( 25) dudit passage ( 16, 17) et une branche intérieure ( 59) espacée de ladite limite, de manière qu'au déplacement des parois audit intervalle, ladite pièce soit déformée mais que lesdites 20 branches intérieure et extérieure ( 57,59) restent fixées de façon étanche sur lesdites limites ( 23,25) en maintenant ainsi ledit joint étanche aux fuites tout en relâchant la contrainte de ladite garniture. 2 Structure selon la revendication 1, carac25 térisée en ce que chacune desdites pièces ( 53,55) a une section transversale en forme générale de U, avec la branche extérieure du U fixée de façon étanche sur la paroi voisine ( 23,25) et la branche intérieure du U espacée de la paroi voisine. 3 Structure selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle les parois de la structure sont garnies avec une matière qui est étanche aux fuites de fluides, caractérisée en ce que les garnitures d'intervalle ( 23, ) sont fixées de façon étanche sur la matière qui garnit 35 les parois. 4 Structure selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans laquelle la limite du passage a une forme généralement rectangulaire, caractérisée en ce que l'ensemble flexible comporte des sections d'angles flexibles rectilignes ( 43,45) faisant des angles entre elles -