Brevet FR2552520A1 — publié le 19850329

La présente invention a pour objet un dispositif d'accompagnement de conduites disposées en nappe, utilisable essentiellement mais non exclusivement dans les réacteurs nucléaires. Dans certains réacteurs nucléaires du type à neutrons rapides refroidis par un métal liquide, la cuve du réacteur contient le coeur de celui-ci ainsi que le métal de refroidissement (en général du sodium) et, dans la version intégrée, les pompes primaires et les échangeurs primaires La cuve est fermée à sa partie supérieure par une dalle en béton. Pour les opérations de chargement et de déchargement des assemblages combustibles con#tîtuant le coeur, la dalle est équipée d'un grand bouchon tournant dont l'axe est confondu avec celui de la cuve et celui du coeur, tandis qu'un petit bouchon tournant mobile est monté sur le grand, le petit bouchon étant mobile en rotation autour d'un axe excentré par rapport à celui du grand bouchon.De plus, une structure dite "couvercle de coeurs est suspendue en-dessous du petit bouchon tournant au voisina ge immédiat de la face supérieure du coeur. D'autre part, afin de contrôler le bon fonc- tionnement du réacteur, il est nécessaire de disposer un très grand nombre d'appareils de mesure ou de con trole dans le couvercle du coeur Ces appareils peuvent etre par exemple des capteurs de température, des capteurs de pression, des appareils de mesure du flux neutronique, des appareils pour la détection et la local i- sation de rupture de gaine, etc... L'ensemble de ces capteurs est relié à des conducteurs électriques pour leur alimentation et pour la transmission des informations Qu'ils relèvent. En outre, des tubes pour l'ali- mentation de ces différents appareils en divers fluides ou liquides doivent être prévus.Ceci fait qu'un grand nombre de ces câbles conducteurs gainés ou de ces tubes doivent desservir le petit bouchon tournant. C'est le sens qu'il faut donner au terme de "conduite" utilisé dans la suite du présent texte et dans les revendications et qui désigne les câbles et les tubes. Le principal problème qui se pose est de guider ces conduites entre le petit bouchon tournant et les appareils d'enregistrement et d'alimentation qui sont disposés à l'extérieur de la cuve et sont donc solidaires de la partie fixe de la dalle. En d'autres termes, il faut guider ces tubes et ces conduites entre un point fixe et un point mobile puisque le petit bouchon tournant est mobile par rapport au grand bouchon tournant qui lui-même se déplace par rapport à la dalle. Ce problème est rendu particulièrement complexe du fait du très grand nombre de conduites qui sont nécessaires, ce qui donne à l'ensemble une raideur non négligeable. Les brevets français 2 447 079 et 2 476 895, appartenant au déposant, décrivent des dispositifs de guidage des conduites comprenant essentiellement une partie horizontale liée à un point fixe du réacteur ou de 11 enceinte de confinement et une partie verticale liée au petit bouchon tournant. Les parties verticales comprennent un certain nombre de plateaux disposés les uns au-dessus des autres et reliés par des câbles, ces différents plateaux étant mobiles en rotation autour d'un axe vertical et en outre ces câbles permettent de diminuer la hauteur entre deux plateaux consécutifs Bx3de la rotation. Quant à la partie horizontale, elle se compose de deux ou plusieurs bras articulés les uns à la suite des autres. Un autre problème se pose au niveau de la partie horizontale afin de ne pas soumettre les conduites à des contraintes lorsque l'on ferme les compas constitués par deux bras consécutifs. Dans les systèmes actuellement utilisés pour guider des conduites souples, ces dernières sont soit laissées libres de se déplacer (montage en pendentif), soit accompagnées par des systèmes de chaines ou de gaines articulées. Habituellement, les déplacements sont des courses linéaires suivant trois directions orthogonales et les chaines ou gaines articulées ainsi que les conduites travaillent à rayon de pliage constant, notamment dans le cas des machines outils.Pour les ponts roulants on a recours aux dispositifs dits "en crinoline", c'est-à-dire que les conduites forment une suite de boucles verticales, chacune de ces conduites étant guidée par un chariot d'accompagnement. On peut encore utiliser des dispositions où les conduites sont roulées en "queue de cochon", chaque boucle étant suspendue de diverses manières possibles, en général par l'intermédiaire d'un câble tendu. Si ces dispositions peuvent être avantageusement utilisées pour un nombre réduit de conduites, lorsque le nombre de celles-ci devient très grand, comme c'est le cas particulièrement dans les réacteurs à feutrons rapides qui nécessitent plusieurs milliers de liaisons de toute nature, meme le regroupement des conduites unitaires en conduites multiples impose que le nombre de ces dernières soit de plusieurs dizaines, ce qui entrain des risques d'emmêlement non négligeables. La présente invention a justement pour objet d'éliminer ces inconvénients grâce à un dispositif articulé d'accompagnement de conduites qui permet de soutenir un grand nombre de celles-ci sans risque d'emmêle liement et sans risque de rupture lorsque les différents bras du dispositif sont repliés les uns sur les autres. Selon la principale caractéristique du dis positif objet de l'invention, celui-ci, du genre de ceux dans lesquels les conduites sont placées sur un support comprenant au moins deux bras articulés l'un avec l'autre de manière à former un compas, la disposition des conduites étant telle que, lorsque le compas est fermé, les deux bras sont parallèles et toutes les conduites ont le même rayon de cintrage interne, se caractérise en ce que chaque bras comporte deux longerons reliés par une structure de maintien, entre lesquels sont disposées les conduites, chaque longeron de l'un des bras étant relié à un longeron de l'autre bras par une articulation, de sorte que les deux articulations entre les longerons se trouvent de part et d'autre de la nappe de conduites lors du déploiement des bras. Ladite structure de maintien peut être constituée soit par des tôles fixées à chacun des longerons, soit par des membrures discontinues comme des poutrelles disposées en treillis. Cependant, dans l'un et l'autre cas, la structure de maintien comporte des poutrelles solidarisant les deux longerons. Selon une autre caractéristique importante de l'invention, on prévoit une tôle souple dont les extrémités sont fixées à chacun des bras respectivement, cette tôle étant apte à se déformer lorsqu'on replie les bras,l'un sur l'autre ou lorsqu'on déploie les bras. Cette tôle peut être réalisée d'une seule pièce ou en plusieurs éléments si la nappe a une largeur très importante, mais elle est agencée de telle sorte que son rayon de cintrage soit sensiblement égal au rayon interne de la conduite la plus rigide. Enfin, on peut prévoir sur cette tôle des ergots servant à maintenir constant l'écartement entre deux conduites voisines. Ces ergots permettent aux conduites de glisser sur eux lorsque le compas passe de la position re pliée à la position déployée.Pour éviter l'usure des conduites sur les ergots, il est possible d'équiper ces derniers d'un dispositif ou d'un revetement limitant le frottement. En ce qui concerne les articulations entre les longerons de deux bras consécutifs, ces dernières ont le même axe de pivotement, qui est déporté par rapport à l'axe de cintrage des conduites d'une valeur sensiblement égale au rayon minimal de cintrage de la conduite la plus rigide. Enfin, on a prévu des moyens de fixation des conduites sur la structure de maintien des bras, par exemple des plaques de pression. L'invention apparaîtra mieux à la lecture de la description qui va suivre# donnée à titre purement illustratif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue schématique en élévation d'un dispositif conforme à l'invention placé au dessus de la dalle d'un réacteur nucléaire, - la figure 2 est une vue de dessus des appareils re présentés à la figure 1 - la figure 3 est une vue agrandie en perspective mon tant la zone d'articulation entre deux bras consécu- tifs du dispositif conforme à l'invention lorsque les bras sont complètement repliés l'un sur l'autre, et - la figure 4 est une vue semblable à la figure 3 lors que les bras sont en position déployée. Sur la figure 1 on voit la dalle 2 d'un réacteur nucléaire sur laquelle est monté le grand bouchon tournant 4 tandis que le petit bouchon tournant 6 est monté sur le grand bouchon tournant 4. On a également représenté sur la figure la partie supérieure d'une pompe primaire 8 ainsi que la partie supérieure d'un échangeur primaire 10. On a également représenté de façon symbolique sur le petit bouchon tournant 6 divers organes 12 tels que le grappin de manutention et diverses autres installations. On a également représenté un dispositif 14 servant à supporter les conduites pour le contrôle de fonctionnement du réacteur, le dispositif 14 se composant essentiellement d'une partie verticale 16 dont l'extrémité inférieure peut venir sur le petit bouchon tournant tandis que son extrémité supérieure est fixée à une partie horizontale 18 du dispositif 14. La partie verticale 16 peut être identique à celles qui sont décrites dans les brevets français 2 447 079 et 2 476 895 appartenant au déposant et ne sera pas décrite ici. Les conduites ont une disposition cylindrique dans la partie 16 du dispositif 14 mais sont disposées en nappe dans la partie 18 qui se compose de plusieurs bras articulés les uns à la suite des autres. Le nombre des bras est de trois dans l'exemple de la figure 1, le bras 20 est fixé aux structures de supportage et les bras 22 et 24 sont mobiles. Le nombre des bras peut être quelconque sans que l'on sorte du cadre de l'invention. La partie verticale 16 est représentée dans les deux positions extrêmes de débattement : la position 16a correspond à la rotation maximale des plateaux tandis que, dans la position 16b, les conduites sont verticales. C'est la partie horizontale 18 du dispositif 14 qui constitue le dispositif articulé d'accompagnement de conduites objet de l'invention. La partie verticale 16 est fixée à une extrémité du dernier bras 24 tandis que le premier bras 20 est lié à une partie fixe du réacteur, par exemple par l'intermédiaire d'une potence 26. La figure 2 montre tous ces éléments en vue de dessus avec la dalle 2 sur laquelle on voit le grand bouchon tournant 4 et le petit bouchon tournant 6 ainsi que les pompes primaires 8 et les échangeurs primaires# 10. On voit également le dispositif de support de conduites 14 comprenant la partie horizontale 18 et la partie verticale 16. Afin de pouvoir atteindre tous les points de la surface du grand bouchon tournant en suivant les mouvements de celui-ci ainsi que les mouvements du petit bouchon 6, le dispositif 18 peut prendre toutes les positions possibles entre une position repliée représentée en traits pleins et une position déployée 18a représentée en traits mixtes sur la figure 2 o au cours de ce mouvement, le bras 24 est venu en 24a et la partie verticale 16 est venue à la position 16c. Dans le cas particulier décrit ici, la partie 18 se compose des trois bras 20, 22, 24 reliés par des articulations telle que l'articulation 26 entre les bras 22 et 24. C'est au niveau des articulations 26 que se posent des problèmes de pliage- des conduites lorsqu'on replie les bras les uns contre les autres ou lorsqu'on les écarte au maximum pour les mettre prati- quement en prolongement î1un de l'autre. Ces problèmes sont résolus conformément à la présente invention comme cela est illustré aux figures 3 et 4. On voit sur la vue en perspective de la figure 3 que chacun des bras 22 et 24 se compose de deux longerons sensiblement parallèles, à savoir un longeron inférieur 28 et un longeron supérieur 30 pour le bras 22, un longeron inférieur 32 et un longeron supérieur 34 pour le bras 24. Les deux longerons d'un même bras sont reliés par une structure de maintien qui est constituée de poutrelles telles que 37 ou 39 qui solidarisent les deux longerons 28, 30 et 32, 24 des deux bras 22, 24 et de poutrelles disposées en treillis telles que 36 ou d'une membrure continue comme la tôle 38. On voit également sur la figure que le longeron supérieur 30 du bras 22 est relié au longeron supérieur 34 du bras 24 au moyen d'une articulation 40. Il en est de même pour les longerons inférieurs 28 et 32 reliés par une articulation 42, l'ensemble des deux articulations 40 et 42 constituant ainsi l'articulation 26 entre les bras 22 et 24. Les moyens d'articulation peuvent être constitués, par exemple, d'axes et de bagues de frottement ou d'axes et de roulements à billes. La figure montre que l'on a disposé en outre au niveau de l'articulation 26 entre les bras 22 et 24 une tôle souple 44 dont les extrémités sont fixées à chacun des bras 22 et 24 respectivement, par exemple au moyen d'une plaque de pression 46. Lorsque les bras 22 et 24 sont repliés l'un sur l'autre, comme c'est le cas sur la figure 3, la tôle 44 est pliée, son rayon de cintrage étant égal au rayon interne de la conduite la plus rigide. Les conduites 48 sont disposées en nappe c'est-à-dire les unes au-dessous des autres entre les longerons inférieur et supérieur de chaque bras et sont en contact avec la tôle 44 lorsque les bras sont en position repliée. Il est clair que c'est la conduite la plus rigide qui impose le rayon de courbure de l'ensemble. L'expression "rayon interne de cintrage désigne le rayon de courbure de la génératrice d'une conduite qui a le plus petit rayon de courbure. On voit encore sur la figure 3 que la tôle souple 44 comporte un certain nombre d'ergots 50 servant à séparer les conduites 48 les unes des autres et à maintenir constant leur écartement lorsque les bras sont en position déployée car les conduites peuvent s'écarter de la tôle lorsqu'on ouvre le compas formé par les deux bras consécutifs 22 et 24. Sur la figure 3 on n'a représenté qu'une seule série d'ergots 50 mais il peut y en avoir d'autres suivant les dimensions de l'ensemble. Une autre caractéristique importante du dispositif de l'invention est que l'axe de pivotement des deux bras l'un par rapport à l'autre, c'est-à-dire l'axe passant par les articulations 40 et 42, est déporté par rapport à l'axe de cintrage des tubes. L'ex- pression taxe de cintrage des tubes désigne la ligne qui passe par les centres de courbure de toutes les conduites portées par le dispositif et est donc sensiblement parallèle à l'axe d'articulation passant par les articulations 40 et 42. Dans le mode de réalisation préféré représenté ici, ce déport est sensibler#nt égal au rayon de courbure des conduites 48. Cette valeur représente la valeur idéale pour passer sans problème de la position repliée illustrée a la figure 3 à la position déployée représentée à la figure 4 dans laque le les bras 22 et 24 sont pratiqu#m'nt dans le prolongement l'un de l'au- tre. En effet, à l1ouvsrture du compas formé par les bras, la tale augmente de rayon de cintrage et il en est de meme pour les conduites souples 48, mais le rayon moyen de ces dernières augmente proportionnelle ont davantage.Elles ont donc tendance à se décoller de la tôle mais elles restent séparées les unes des autres grâce aux ergots 50 sur lesquels elles glissent. D'autre parta c'est lorsque le déport de l'axe d'arti culation par rapport a l'axe de cintrage est égal au rayon de cintrage que l'écartement des conduites par rapport à la tôle souple 48 est minimal. Comme les conduites sont fixées sur les bras 22 et 24 par l'intermédiaire des plaques de pression 46 ou tout autre système de fixation, on conçoit que le choix de l'emplacement de l'axe d'articulation des bras a une grande importance. En effet, s'il était confondu avec l'axe de cintrage des conduites et de la tôle, on ne pourrait pas fermer le compas ou alors les conduites s'écarteraient de la tôle d'une valeur excessive à l'ouverture des bras. D'autre part, les mêmes problèmes se poseraient si le déport était largement supérieur au rayon de cintrage. Ainsi, le dispositif objet de 11 invention présente des avantages particulièrement intéressants puisqu'il permet de guider un grand nombre de conduites entre une partie fixe et une partie mobile d'une cuve de réacteur nucléaire sans risque d'emmêlement des conduites et sans qu il se pose de problème lorsqu'on veut replier ou déployer les bras constituant le dispositif. Bien entendu l'homme de l'art choisira les dimensions de celui-ci en fonction de chaque cas particulier, notamment en fonction du nombre des conduties et de leur rigidité, ce qui impose le rayon de courbure minimal à chaque articulation. Il choisira également les moyens de fixation des conduites sur les différents bras du dispositif ainsi que la forme la plus adaptée pour la structure de maintien reliant les deux longerons d'un bras (tôle continue ou poutrelloedisposéesen treillis). Enfin, si la description a été faite dans le cadre d'une application particulière qui est le guidage des fluides desservant le petit bouchon tournant d'une cuve de réacteur nucléaire, où le dispositif de l'invention peut être utilisé en association avec celui qui est décrit dans les brevets français 2 447 079 et 2 476 895, ce dipositif peut etre utilisé dans tous les cas où il s1 agit d'accompagner des conduites disposées en nappe sur un support constitué de bras articulés les uns à la suite des autres à débattement linéaire dans toutes les directions, circulaire ou planétaire comme dans l'invention. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'accompagnement de conduites disposées en nappe, du genre de ceux dans lesquels les conduites (48) sont placées sur un support (18) comprenant au moins deux bras (22, 24) articulés l'un sur l'autre de manière à former un compas, la disposition des conduites étant telle que, lorsque le compas est fermé, toutes les conduites ont le même rayon de cintrage interne, caractérisé en ce que chaque bras (22) comporte deux longerons (28, 30) reliés par une structure de maintien entre lesquels sont disposées les conduites (48), un longeron (30) du bras (22j étant relié à un longeron (34) de l'autre bras (24) par une articulation (40) de sorte que les deux articulations entre les longerons se trouvent de part et d'autre de la nappe de conduites lors du déploiement des bras (22, 24). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite structure de maintien est constituée de poutrelles (37, 39) solidarisant les longerons et de tôles 138) fixées à chacun des longerons (28, 30 et 24, 32). 3. Dispositif selon la revendication 1, ca ractérisé en ce que ladite structure de maintien est constituée de poutrelles (372 39) solidarisant les lonu gerons et de poutrelles 536) disposées en treillis. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une tôle souple (44) dont les extrémités sont fixées aux poutrelles (37, 39), cette tôle (44) étant apte à se déformer lorsqu'on ouvre ou lorsqu'on ferme le compas défini par les bras (22, 24). 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite tale souple (44) est placée de telle manière que, lorsque le compas est fermé, son rayon de cintrage est égal au rayon interne de la conduite la plus rigide. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que ladite tôle souple (44) est réalisée d'une seule pièce. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que ladite tôle souple (44) est réalisée en plusieurs éléments fixés sur les poutrelles (37 et 39). 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 7, caractérisé en ce que ladite tôle souple (44) est munie d'ergots (50) servant à maintenir constant l'écartement entre deux conduites voisines. .9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les deux articulations (40, 42) entre les longerons de deux bras consécutifs ont le même axe de pivotement, et en ce que cet axe est déporté par rapport à l'axe de cintrage de la nappe de conduites. 10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que le déport dudit axe de pivotement par rapport à l'axe de cintrage des conduites (48) est sensiblement égal au rayon minimal de cintrage de la conduite la plus rigide. 11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens de fixation (46) des conduites sur ladite structure de maintien.