Brevet FR2558933A1 — publié le 19850802

GERATll DE VAPEUR POUR REACTEUR A EAU SOUS PRES- SION COMPOCRTANT DES BARRES ANTIVIBRATION POUR STABILISER LES TUBES DE TRANSFERT DE CHALEUR. La présente invention concerne une barre anti- vibration dilatable destinée à stabiliser les tronçons tubulaires en U de tubes de transfert de chaleur dans le générateur de vapeur d'eau d'un réacteur à eau sous pression. Dans les réacteurs nucléaires à eau sous pression, on fait passer un fluide sous pression dans le coeur du réacteur et, après que ce fluide a été chauffé, on le fait passer dans des tubes de transfert de chaleur qui sont dispo- sés dans un côté secondaire d'un générateur de vapeur d'eau, o la chaleur est cédée à un fluide secondaire pour produire de la vapeur d'eau qui est utilisée pour faire fonctionner une turbine de production d'énergie électrique. Les tubes qui se trouvent dans le côté secondaire du générateur de vapeur d'eau ont une conception de forme en U, et étant donné qu'il y a de nombreuses rangées et de nombreuses colonnes de ces tubes, formant un réseau très serré, il est important de stabiliser les tubes contre les vibrations qui provoquent l'usure ou l'endommagement des tubes. Les parties rectilignes des tubes sont supportées et stabilisées par une série de plaques séparatrices, tandis que les parties coudées en U des tubes sont supportées par des barres anti-vibration. Mais, quand on utilise ces barres anti- vibration, elles doivent absolument être un peu plus petites que l'espace qui sépare des rangées adjacentes de tubes afin de permettre l'insertion des barres entre ces rangées. Il subsiste donc un problème qui se pose du fait de la taille des barres anti-vibration qui peuvent être utilisées, en ce sens qu'il subsiste entre les tubes et les barres un certain risque de vibrations, de chocs et d'usure. Une usure des tubes au-delà de limites acceptables nécessite de mettre les tubes hors service, par exemple en les obturant. C'est par conséquent l'objectif principal de la présente invention de fournir un agencement qui permette un réglage pour empêcher la vibration des tubes. Avec cet objectif en vue, l'invention consiste en un générateur de -2- vapeur d'eau pour réacteurs à eau sous pression, comportant plusieurs rangées espacées de tubes de transmission de chaleur par lesquels coule le fluide de refroidissement primaire provenant du réacteur, les tubes ayant une concep- tion de forme en U, les coudes de ces tubes en forme de U étant stabilisés par des barres anti-vibration caractérisé en ce que lesdites barres anti-vibration sont dilatables de façon à venir en contact stabilisateur avec les coudes des- dits tubes en forme de U, chacune desdites barres dilatables comprenant une paire de tiges réglables qui sont reliées entre elles, de telle sorte que les tiges sont mobiles l'une par rapport à l'autre de manière à rendre ladite barre dilatable d'une première largeur de section droite inférieure à la distance qui sépare deux rangées adjacentes desdits tubes jusqu'à une seconde largeur de section droite plus grande que ladite première largeur de section droite, les- dites barres étant conçues pour venir en contact avec les tubes des deux rangées adjacentes desdits tubes. Dans une forme de réalisation préférée, l'une des- dites tiges porte des parties saillantes qui sont complémen- taires d'échancrures ménagées dans l'autre; desdites tiges, et l'une des extrémités de la première tige présente des encoches qui s'adaptent dans des bords saillants portés par l'autre tige, et une ouverture est ménagée dans la première tige, et communique avec des fentes ménagées dans les bords saillants, un axe étant fixé dans l'ouverture et se prolongeant dans lesdites fentes. La première tige présente à son autre extrémité une rainure qui reçoit une nervure portée par l'autre tige, cette rainure comportant une patte dirigée vers le bas qui est traversée par une ouverture taraudée, et la nervure comportant un alésage qui se trouve dans le prolongement de ladite ouverture. Un boulon peut se visser dans l'ouverture et s'adapte dans l'alésage de façon à déplacer l'une des tiges par rapport à l'autre le long des surfaces angulaires de façon à dilater la largeur de section droite des parties de tiges complémentaires. -3- L'invention sera mieux comprise grâce à la descrip- tion qui va suivre d'une forme de réalisation préférée représentée, uniquement à titre d'exemple, sur les dessins ci-joints, sur lesquels: la figure 1 est une coupe verticale d'un générateur de vapeur d'eau pour réacteurs à eau sous pression, dont certaines parties ont été supprimées pour plus de clarté représentant un type de barre anti-vibration selon la techni- que antérieure dans la région du coude en U de tubes de transfert de chaleur; la figure 2 est une représentation schématique de plusieurs barres anti-vibration dilatables selon la présente invention dans une partie d'un ensemble de tubes de transfert de chaleur; la figure 3 est une vue d'une barre anti-vibration dilatable unique selon la présente invention, en place dans une partie d'un ensemble de tubes de transfert de chaleur; la figure 4 est une vue en coupe verticale d'une forme de réalisation de la tige réglable utilisée dans la barre antivibration dilatable de la présente invention, les parties des tiges se trouvant dans une position complémentaire et non dilatée; la figure 5 est une vue, avec une partie arrachée, de l'une des parties de tiges oomplémentaires qui sont repré- sentées sur la figure 4; la figure 6 est une vue en plan de la partie de tige complémentaire qui est représentée sur la figure 5; la figure 7 est une vue, avec une partie arrachée, de l'autre partie de tige complémentaire représentée sur la figure 4; la figure 8 est une vue en plan de l'autre partie de tige complémentaire représentée sur la figure 7; la figure 9 est une vue prise suivant la ligne 9-9 de la figure 3, représentant la barre anti-vibration dilatable de la présente invention entre deux rangées adjacentes de tubes de transfert de chaleur, en position non dilatée; et : --4- la figure 10 est une vue semblable à la figure 9, mais avec la barre antivibration dilatable de la présente invention en position dilatée. Sur la figure 1 est représenté un générateur de vapeur d'eau 1 pour un réacteur à eau sous pression comprenant un corps cylindrique 3 qui est muni à son extrémité inférieure d'une calandre hémisphérique 5. Une plaque transversale 7 en acier, appelée "plaque tubulaire", à l'extrémité inférieure du corps cylindrique 3, divise le générateur de vapeur en un côté primaire 9 au-dessous de la plaque tubulaire et un côté secondaire 11 au-dessuis de cette plaque. Le côté primaire 9, qui est également appelé "tête de canal", est partagé par une plaque verticale 13 en deux parties égales, à savoir une section de sortie 15 et une section d'entrée 17. La plaque tubulaire 7 est munie d'une série de milliers de trous 19, dans lesquels sont enfilés plusieurs milliers de tubes 21 de transfert de chaleur en forme de U. Les tubes 21 en forme de U ont chacun des parties rectilignes ou branches 23 et une partie 25 coudée en U. Les branches 23 sont enfilées dans les trous correspondants 19 de part et d'autre de la plaque tubulaire 7, de telle sorte que l'une des extrémités de chaque tube 21 en forme de U communique avec la section d'entrée 17 de la tête de canal, et que son autre extrémité communique avec la section de sortie 15. Les branches 23 des tubes 21 en forme de U sont supportées et stabilisées sur le côté secondaire 11 du générateur par une série de plaques séparatrices 27 qui sont stabilisées trans- versalement et qui sont renforcées par des tirants 29. Les parties 25 coudées en U des tubes en forme de U sont normale- ment stabilisées par plusieurs barres anti-vibration rigides 31. Lorsque le générateur fonctionne, un fluide de refroidissement primaire provenant du réacteur entre dans le côté d'entrée 17 de la tête de canal par l'entrée 35, circule dans les tubes 21 en forme de U et sort du côté de sortie 15 de la tête de canal par une sortie 33. De l'eau secondaire introduite dans le côté secondaire 11 du générateur 1par une -5 entrée d'eau secondaire 37 circule autour des tubes 21, o elle est transformée en vapeur par la chaleur cédée par le fluide de refroidissement primaire qui passe dans les tubes 21. Des chicanes 39 forment une section de préchauffage qui dirige initialement l'eau secondaire autour du côté de sortie des tubes 21 en vue d'augmenter le rendement:.La vapeur d'eau produite dans le côté secondaire 11 monte dans un tambour de vapeur (non représenté), o les gouttelettes d'eau sont éliminées par des dispositifs anti-brouillard, et sort du générateur par une sortie secondaire (non représentée). Les tubes 21 en forme de U sont normalement disposés en une série de rangées et de colonnes qui sont orientées verticalement de façon à former une configuration fondamenta- lement en forme de dôme lorsqu'elle est vue de dessus. Une feuille cylindrique métallique ou enveloppe 41 est disposée autour du faisceau de tubes 21 dans le côté secondaire 11 du générateur et se trouve à une certaine distance de la paroi du côté secondaire 11. Les barres antivibration rigides 31, telles qu'elles sont utilisées dans la technique antérieure pour stabiliser les parties coudées en U des tubes, sont enfilées entre les rangées adjacentes de tubes et sont fixées par un support de forme annulaire sur la partie supérieure du faisceau de tubes. Dans la présente invention, il est prévu unebarre anti-vibration dilatable qui peut être enfilée entre la partie coudée en U de rangées adjacentes de tubes pendant que la barre a une première largeur, puis des parties de la barre se dilatent de façon à permettre à la barre de s'ajuster étroitement entre les deux rangées de tubes, ce qui empêche les vibrations. Comme le montrent les figures 2 et 3, la barre anti- vibration dilatable 43 de la présente invention se compose de deux tiges réglables 45 et d'un raccord 47, ce raccord étant de préférence en forme d'arc de cercle. Chacune des tiges 45 est fixée à ce raccord, par exemple par soudage, de façon à former une barre anti-vibration en forme de V. L'angle formé entre les deux tiges 45 varie en fonction de la - 6 position de la barre à l'intérieur du faisceau de tubes. Par exemple, un angle de 140 environ est formé avec la barre 43a, un angle de 45 environ avec la barre 43b, tandis qu'un angle de 30 environ est formé avec les barres 43c. Une forme de réalisation des tiges réglables 45 est décrite sur les figures 4 à 8, qui représentent deux sections complémentaires, à savoir une section supérieure 51 et une section inférieure 53 ayant des surfaces placées face à face. La section supérieure 51 présente dans sa surface en regard 57 une série de gorges 55 qui forment plusieurs parties saillantes 59 ayant chacune un épaulement 61 et une surface coulissante inclinée 63. La section inférieure 53 présente dans sa surface en regard 67 une série de gorges 65 qui forment plusieurs échancrures 69 ayant chacune un épaulement 61 et une surface coulissante inclinée 73. Les surfaces inclinées 63 et 73 et le positionnement des épaulements 61 et 71 sont complémentaires de telle sorte que les deux surfa- ces en regard 57 et 67 sont complémentaires l'une de l'autre et de niveau lorsque la tige occupe sa position non dilatée, représentée sur la figure 4. Des moyens sont prévus sur les deux sections complé- mentaires 51 et 53 pour faire se déplacer l'une des sections de tige par rapport à l'autre de telle sorte que la largeur de la tige soit agrandie. Comme représenté, la section supérieure 51 présente à l'une de ses extrémités 75 un rebord 77 dans lequel est formée une rainure 79, ce rebord 77 compor- tant également une patte 81 dirigée vers le bas dans laquelle est ménagée une ouverture taraudée 83. Une partie en relief 85 est prévue le long du fond de la rainure 79. A l'autre extrémité 79 de la section supérieure 51, de part et d'autre de celle-ci, sont prévues des parties évidées 89, et une ouverture 91 est ménagée dans la section supérieure au niveau desdites parties évidées. La section inférieure 53 présente à l'une de ses extrémités 93 une nervure 97 qui s'adapte à l'intérieur de la rainure 79 du rebord 77 de la section supérieure 51, la nervure 95 présentant une encoche 97 destinée à recevoir la -7- partie en relief 85 dans la rainure 79 de la section supé- rieure 51. La nervure 97 présente dans son extrémité un alésage 99. L'autre extrémité 101 de la section inférieure 53 est munie de deux bords 103 faisant saillie vers le haut, avec un bord saillant de chaque côté. Dans chacun des bords saillants 103 est formée une fente 105 qui fait avec l'horizontale un angle égal à l'angle formé avec l'horizontale par les surfaces inclinées 73 des échancrures 69 dans la section inférieure 53. Lorsque la section supérieure 51 et la section inférieure 53 sont devenues complémentaires, la première est superposée à la seconde de telle sorte que l'extrémité- 87 de la section supérieure, avec les évidements 89, s'adapte entre les bords saillants 103 de la section inférieure, tandis que la nervure 93 de la section inférieure se loge dans la rainure 79 de la section supérieure, la partie en relief 85 se logeant dans l'encoche 97. On fait ensuite passer un axe 107 dans les deux fentes 105 et l'ouverture 91, l'axe 107 étant maintenu en place par ajustement à frottement dans l'ouverture 91, ou bien par soudage ou par d'autres moyens, tandis que les extrémités de cet axe sont retenues par coulissement dans les fentes 105. L'alésage 99 de la section inférieure 53 se trouve dans le prolongement de l'ouverture taraudée 83 ménagée dans la section supérieure 51, et un boulon fileté 109 se visse dans cette ouverture et se déplace vers le fond de l'alésage 99. L'axe 107 et le boulon 109 maintiennent les deux sections 51 et 53 en position superposée tout en permet- tant un mouvement coulissant entre les deux. Le cas échéant, d'autres moyens de maintien de la position superposée, par exemple des pattes (non représentées) sur le côté de l'une ou l'autre des sections, s'étendant à mi-distance sur l'autre section, peuvent être soudés à l'une des sections. Afin de dilater la largeur de la tige réglable 45, après que les sections supérieure et inférieure sont devenues complémentaires, dans le cas o la tige a une première largeur de section droite a (figure 9), on visse le boulon fileté 59 dans l'ouverture 83 de la section supérieure 51 - 8 vers le fond de l'alésage 99 dans la section inférieure 53, jusqu'à ce que le contact avec le fond de l'alésage 99 soit réalisé. En continuant à visser le boulon 109, on fait se déplacer la section inférieure 53, l'axe 107 coulissant dans les fentes 105, tandis que les surfaces coulissantes 73 de la section inférieure 53 coulissent le long des surfaces coulissantes de la section supérieure 51. Apres un tel - mouvement coulissant de la section inférieure 53 par rapport à la section supérieure 51, la largeur de la tige 45 se sera dilatée à une seconde largeur de section droite b plus grande que la première largeur de section droite a (figure 10). Les barres anti-vibration de la présente invention peuvent être fixées en place sur le faisceau de tubes par un support de forme annulaire, de même que les barres anti-vibration de la technique antérieure. Dans une autre forme de réalisation de la présente invention, les tiges réglables peuvent être utilisées comme moyens de détermination de la distance qui sépare des rangées adjacentes de tubes de transfert de chaleur. Pour utiliser une tige réglable comme dispositif de mesure, on peut munir le boulon fileté d'un dispositif d'étalonnage, de telle sorte que l'on puisse utiliser la position avancée de ce boulon pour étalonner la distance entre des rangées de tubes de transfert de chaleur. Revendications 1. Générateur de vapeur d'eau pour réacteur à eau sous pression, comportant plusieurs rangées espacées de tubes de transmission de chaleur dans lesquels coule le fluide de refroidissement primaire provenant du réacteur, les tubes ayant une conception de forme en U, les coudes de ces tubes en forme de U étant stabilisés par des barres antivibration, caractérisé en ce que lesdites barres antivibration sont dila- tables de façon k venir en contact stabilisateur avec les coudes desdits tubes en forme de Ut, chacune desdites barres dilatables comprenant une paire de tiges réglables (51, 53) qui sont reliées entre elles, de telle sorte que les tiges (51, 53) sont mobiles l'une par rapport k l'autre de manière à rendre ladite barre dilatable d'une première largeur de section droite inférieure à la distance qui sépare deux rangées adja- centes desdits tubes (21) jusqu'à une seconde largeur de section droite plus grande que ladite première largeur de section droite, lesdites barres étant conçues pour venir en cotac avec les tubes des deux rangées adjacentes desdits tubes(2l). 2. Générateur de vapeur selon la revendication 1l caractérisé en ce que chaque paire de tiges réglables (51, 53) comprend des sections de tiges complémentaires ayant des zones de surface obliques placées face k face (63, 73) qui forment des rampes, et en ce que des moyens sont prévus pour déplacer l'une desdites sections de tige (53) par rapport k l'autre section (51) le long desdites rampes de manière k dilater la barre jusqu'k ladite seconde largeur de section droite. 3. Générateur de vapeur selon la revendication t ou 2, caractérisé en ce que deux desdites barres sont reliées entre elles k une extrémité par un raccord en arc de cercle (47). 4. Générateur de vapeur selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce qu'une première des tiges de ladite paire de tiges présente des encoches k l'une de ses extrémités, et la seconde tige de ladite paire de tiges porte une paire de bords saillants, ladite extrémité de la tige qui est pourvue d'encoches s'encastrant entre lesdits bords saillants. 5. Générateur de vapeur selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'extrémité de ladite première tige qui comporte lesdites encoches est traversée par une ouverture (91) et les bords saillants de ladite seconde tige comportent des fentes (105), et un axe (107) est fixé dans ladite ouverture (91) et s'étend dans lesdites tentes (105) et peut y coulisser, lesdites fentes formant avec l'horizontaleun agle égal k l'angle que font avec l'horizontale les surfaces des rampes de ladite tige. 6. Générateur de vapeur selon l'une quelconque des revendications 2 k 5, caractérisé en ce que ladite première tige desdites paires de tiges comporte une rainure (85) à l'une de ses extrémités, et ladite seconde tige de ladite paire de tiges comporte une nervure (97) qui s'encastre dans ladite rainure (85), la première tige comportant en outre une patte dirigée vers le bas (81) qui est traversée par une ouverture taraudée (83), et ladite nervure est percée d'un alésage (99) dans le prolongement de ladite ouverture taraudée (83), et en ce qu'il est prévu dans ladite ouverture taraudée (83) une vis (109) qui s'enfonce dans ledit alésage (99) pour déplaeer ladite première tige par rapport k ladite seconde tige.