Brevet FR2585101A1 — publié le 19870123

La présente invention concerne un obturateur amovible destiné à la fermeture d'un orifice diffici- lement accessible et est tout particulièrement adapté à l'obturation provisoire de l'orifice de raccordement d'une conduite du circuit primaire d'un réacteur nu- cléaire à eau sous pression sur la boite à eau d'un générateur de vapeur. Un tel générateur est en effet traversé par l'eau sous pression chauffée au contact des éléments combustibles du réacteur nucléaire, qui circule dans un faisceau de tubes en U et transmet sa chaleur à un fluide secondaire qui est ainsi vaporisé à l'intérieur du générateur. Le faisceau de tubes en U est porté par une plaque tubulaire délimitant avec le fond du géné- rateur de vapeur une boite à eau séparée en deux com- partiments, respectivement d'entrée et de sortie de l'eau sous pression, chacun de ces compartiments comportant un orifice de raccordement au circuit primaire du réacteur dont le diamètre doit être im- portant pour permettre des débits élevés. Or l'importance du risque de corrosion des tubes du faisceau et le danger que présenterait la mise en communication des fluides des circuits pri- maire et secondaire par des trous créés dans ces tubes par l'effet de cette corrosion obligent à effectuer de manière fréquente des opérations de maintenance et de contrôle de ce faisceau de tubes. Il est donc néces- saire d'une part de pouvoir accéder à chacun des com- partiments de la boite à eau, et d'autre part de pou- voir isoler ces compartiments du circuit primaire du réacteur. L'accès au compartiment s'effectue par des trous d'homme qui doivent avoir la plus faible di- mension possible et par suite en général un diamètre juste suffisant pour le passage normal de l'inter- venant. En effet, pendant le fonctionnement normal du réacteur, ces accès doivent être fermés de manière étanche alors que le fluide primaire contenu dans la boite à eau est sous une pression importante. L'isolement de la boite à eau suppose l'ob- turation de manière étanche de l'orifice de raccor- dement au circuit primaire du réacteur bien que la circulation de ce fluide soit arrêtée. Or cet orifice a un diamètre nettement supérieur à celui du trou d'homme d'accès dans la boite à eau qui constitue le seul passage permettant l'introduction de moyens d'oburation et en outre, il doit être obturé rapide- ment pour des raisons de sécurité de l'intervenant. On a donc proposé différents types d'obtu- rateurs constitués par plusieurs éléments articulés entre eux et susceptibles d'être pliés, mais ces dispositifs permettent difficilement de concilier les exigences d'étanchéité à des pressions élevées, de ra- pidité de mise en place, de faible poids et de facili- té d'introduction par un orifice de petites dimen- sions. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients en fournissant un obturateur amo- vible qui réponde aux exigences ci-dessus. Cette invention a en effet pour objet un obturateur amovible qui comporte au moins deux pan- neaux bordés sur une partie de leur périphérie par une bride de fixation sur le pourtour de l'orifice à obturer qui est munie d'un joint torique d'étanchéité et sur l'autre partie de leur périphérie par une nervure d'assemblage sur un panneau adjacent, et des pinces de serrage des nervures accolées des panneaux adjacents. Selon un mode de réalisation préféré, chaque pince est constituée par un cavalier qui est fixé sur la nervure de l'un des panneaux, et dans lequel peut être emboîtée la nervure du panneau adjacent. L'obturateur ainsi constitué est facile à introduire par un trou de faible diamètre puisque cha- cun des panneaux est indépendant. L'assemblage de ces panneaux et le montage de l'ensemble sur l'orifice à obturer s'effectuent par des opérations simples d'em- boitement et de vissage, et assurent en outre immédiatement l'étanchéité périphérique puisque chaque panneau porte son propre joint torique. Selon une autre caractéristique de l'inven- tion, chaque panneau central comporte également un joint torique d'étanchéité sur ses faces latérales. La description ci-dessous d'un mode de réa- lisation, donné à titre d'exemple non limitatif'et représenté aux dessins annexés, fera d'ailleurs res- sortir les caractéristiques et avantages de l'inven- tion. Ce mode de réalisation concerne l'obturation provisoire, à l'intérieur de la boite à eau d'un générateur de vapeur, de l'orifice de raccordement au circuit primaire d'un réacteur nucléaire, mais il est bien évident que l'invention peut également être utilisée dans d'autres domaines. - La Figure 1 est une vue en plan d'un ob- turateur selon l'invention, montrant la face de ce- lui-ci qui est destinée à être tournée en direction opposée à celle de l'orifice; - la Figure 2 est une vue en coupe suivant la ligne II-II de la Figure 1; - la Figure 3 est une vue de détail, à plus grande échelle, montrant en coupe transversale l'assemblage d'un panneau latéral et d'un panneau central; - la Figure 4 est une vue en perspective à grande échelle du détail A de la Figure 1 avant le rapprochement du panneau latéral et du panneau cen- tral; - la Figure 5 est une vue de dessus des deux éléments de la Figure 4 après assemblage des deux pan- neaux, le joint torique ayant toutefois été supprimé; - la Figure 6 est une vue de côté du panneau central de la Figure 4. L'obturateur représenté sur les Figures 1 et 2 est constitué par trois panneaux respectivement 1, 2 et 3 qui sont assemblés entre eux pour former un dis- que ayant le même diamètre que l'orifice à obturer. Chacun des ces panneaux est réalisé en un matériau à faible densité tel qu'un alliage léger d'aluminium et comporte une face munie de nervures 4 qui lui permet d'avoir une résistance importante avec un faible poids. Cette face nervurée est destinée à être placée à l'intérieur de la boite à eau, tandis que la face opposée qui est plane est tournée vers l'orifice à obturer. Chacun des panneaux 1, 2 et 3 comporte sur la partie de sa périphérie qui est incurvée une bride ex- térieure respectivement 5. 6, 7 qui est percée d'alé- sages 8 pour sa fixation par boulons que sur la colon- ne réceptrice entourant l'orifice à obturer. Sur cha- cune de ces brides les alésages 8 sont régulièrement espacés mais la distance qui sépare les alésages voisins 8a de deux panneaux adjacents est inférieure à cet espacement normal. Les panneaux sont également munis sur leur périphérie d'un rebord rectiligne de contact avec le panneau adjacent en saillie dans la même direction que les nervures. Ainsi, chacun des panneaux latéraux 1 et. 3 comporte un rebord rectiligne 12, 14, tandis que le panneau central 2 comporte deux rebords rectilignes parallèles 16 et 18 qui sont en appui res-pectivement contre les rebords 12 et 14, lorsque l'obturateur est assemblé comme représenté sur les Figures 1 et 2. Des cavaliers 20 serrent l'un contre l'autre les deux rebords ainsi accolés. Au moins un cavalier est en effet monté sur chacune des nervures 12 et 14 des panneaux latéraux 1 et 3 et rendu solidaire de ce rebord au moyen de vis 22 qui traversent des alésages d'une aile 21 de ce cavalier et sont vissés dans des trous 24 du rebord correspondant (Figure 3). L'aile 21 est de préférence amincie en direction de son extrémité libre et comporte des évidements de logement des têtes des vis 22. La seconde aile 23 du cavalier est légèrement rabattue vers l'intérieur et forme un bourrelet 25 d'appui et de serrage de la nervure 16 ou 18 du panneau central. Plusieurs cavaliers sont de préférence mon- tés à intervalles réguliers le long des nervures 12 et 14, leur nombre variant selon la dimension de l'obtu- rateur et la pression à laquelle il doit résister. Chacun des panneaux 1, 2 et 3 comporte en outre dans sa face plane une gorge périphérique 28, , par exemple, de section en queue d'aronde qui reçoit un joint torique d'étanchéité 32. Les gorges des différentes panneaux ont des rayons de courbure identiques de sorte que lors de l'assemblage de l'obturateur elles viennent dans le prolongement les unes des autres et constituent un dispositif continu d'étanchéité avec le pourtour de l'orifice. Pour faciliter cette continuité, la gorge 28 du panneau latéral 1, de même que celle du panneau la- téral 3, comporte à chacune de ses extrémités une por- tion de plus grande dimension 34 (Figures 4 et 5) et le joint torique 32 comporte également une extrémité de plus grand diamètre 36. En outre, la longueur du joint 32, 36 est légèrement supérieure à celle des gorges 28, 30. Chacune des gorges périphériques 30 du panneau central 2 est également terminée à ses deux extrémités par une portion de plus grande dimension 38 et contient, comme les gorges 28, un joint torique dont les extrémités forment des cylindres de plus grand diamètre 40 et dont la longueur est supérieure à celle de la gorge qui le contient. Le serrage des nervures adjacentes 12, 16 et 14, 18 provoque donc une compression des joints toriques 36, 40 l'un contre l'autre et assure ainsi une étanchéité efficace entre les deux panneaux adjacents. Le panneau central comporte en outre dans la face extérieure ou face d'appui 41 de chacune de ses nervures latérales 16 et 18 une gorge longitudinale 42 ayant de préférence également une section en queue d'aronde et destinée à recevoir un joint torique 44. La gorge 42 est recourbée vers le haut à chacune de ses extrémités pour rejoindre la gorge périphérique 38 comme le montre plus particulièrement les Figures 4 à 6. De préférence, le joint torique 44 et le joint périphérique 40 du panneau central 2 sont moulés en un ensemble unique et continu. chacun des panneaux de l'obturateur est ainsi muni à l'avance de son dispositif d'étanchéité tandis que les panneaux latéraux 1 et 3 portent les organes d'assemblage constitués par les cavaliers 20. Ces éléments peuvent être transportés et manipulés indépendamment les uns des autres et par suite être introduits successivement par le trou d'accès dans la boite à eau du générateur de vapeur. Leurs dimensions sont facilement adaptées à la largeur de ce trou car le nombre des panneaux utilisés peut varier, plusieurs panneaux centraux 2 pouvant être accolés les uns aux autres entre les éléments latéraux 1 et 3 et retenus entre eux par des cavaliers 20 supplémentaires. A l'intérieur de la boite à eau du généra- teur de vapeur, l'opérateur enclenche l'un des rebords latéraux, par exemple le rebord 16, du panneau central 12 sous les cavaliers 20 portés par l'élément latéral 1 en inclinant ces deux panneaux l'un par rapport a l'autre. De préférence, les rebords 16 et 18 du panneau central sont d'ailleurs munis d'un chanfrein extérieur 46 (Figure 3) qui facilite cette in- troduction. L'épaisseur et la raideur du joint latéral 44 s'opposent par contre à la venue en contact des deux rebords 12 et 16 correspondants de sorte que les deux panneaux restent légèrement inclinés l'un par rapport à l'autre. L'opérateur assemble alors le se- cond panneau latéral 3 en emboîtant ses cavaliers 20 sur le rebord 18 du panneau central 2, puis il place l'obturateur ainsi constitué en regard de l'orifice à obturer. Le joint torique périphérique 28, 30 de la face plane de l'obturateur est appliqué contre la couronne qui entoure cet orifice à obturer, et chacun des alésages 8 de la bride extérieure de l'obturateur mis en alignement avec un alésage taraudé de cette couronne. Il suffit alors de fixer l'obturateur au mo- yen de boulons dont le serrage assurera à la fois l'écrasement du joint périphérique et la compression des joints latéraux du panneau central entre les deux nervures adjacentes au fur et à mesure de la suppres- sion de l'angle d'inclinaison entre les panneaux voisins. A chacune des jonctions entre panneaux, l'augmentation du diamètre de l'extrémité du joint torique favorise le contact entre les deux éléments adjacents tandis que le supplément de longueur de ce joint par rapport à celle de la gorge accentue l'ef- fort de compression. La continuité de l'étanchéité obtenue est donc assurée et les risques de fuites en ces points écartés. Bien entendu, des pions de centrage ou ana- logues pourraient être prévus sur les panneaux pour faciliter leur emboîtement et leur positionnement re- latif. De même le forme des panneaux latéraux et cen- traux peut facilement être adaptée pour correspondre à celle d'un orifice à obturer, de forme autre que cir- culaire. Les cavaliers pourraient également être rem- placés par d'autres pinces susceptibles d'être fixées à l'avance sur l'un panneaux et de recevoir le rebord du panneau adjacent de préférence par emboîtement. Ces cavaliers ou pinces sont réalisés en une matière ayant une grande résistance mécanique de sorte que l'obturateur est solidement assemblé et totalement étanche. Il peut ainsi résister a des pressions éle- vées telles que, par exemple, celles qui règnent lors des opérations de décontamination du circuit primaire d'un réacteur à eau sous pression. Le matériau constituant les panneaux et no- tamment, un alliage léger d'aluminium, peut facilement subir un traitement de surface de façon à lui permet- tre de résister à l'action chimique des produits avec lesquels il doit être en contact et notamment aux réactifs utilisés lors d'opérations de décontamination du circuit primaire du réacteur nucléaire ou des produits utilisés en pétrochimie. 8ien que l'obturateur qui vient d'être dé- crit comporte trois panneaux, il est clair que le nombre de panneaux peut varier en fonction notamment des dimensions de l'orifice à obturer et de l'orifice d'accès. L'obturateur peut ne comporter que deux pan- neaux ou au contraire en comporter plus de trois selon les besoins. En outre. l'obturateur peut comporter un ou plusieurs panneaux munis d'un seul joint torique d'étanchéité d'assemblage 42 sur leur nervure d'assem- blage ou sur l'une de leurs nervures. REVENDICATIONS 1 - Obturateur amovible pour orifice acces- sible seulement par un passage étroit, caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux panneaux (1, 2, 3) bordés sur une partie de leur périphérie par une bride (5, 6, 7), de fixation sur le pourtour de l'orifice à obturer, qui est munie d'un joint torique d'étanchéité (32, 40) et sur l'autre partie de leur périphérie par un nervure (12, 14, 16, 18) d'assemblage sur un panneau adjacent, et des pinces (20) de serrage des nervures accolées des deux panneaux adjacents. 2 - Obturateur suivant la revendication 1. caractérisé en ce que chaque pince est constituée par un cavalier (20) qui est fixé sur la nervure (12, 14) de l'un des panneaux et dans lequel peut être emboîtée la nervure (16, 18) du panneau adjacent. 3 - Obturateur suivant l'une des revendica- tions 1 et 2, caractérisé en ce qu'au moins l'un des panneaux (2) comporte un joint torique d'étanchéité (42) sur sa face latérale d'appui sur un panneau adjacent. 4 - Obturateur suivant l'une des revendica- tions 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte un panneau central (2) qui comporte un joint torique d'étanchéité (42) sur ses deux faces latérales oppo- sées d'appui sur les panneaux latéraux. - Obturateur suivant l'une des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce que le joint d'étanchéité périphérique (32) de chacun des panneaux est terminé à chacune de ses extrémités par une por- tion de plus grand diamètre (36, 40). 6 - Obturateur suivant l'une des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce que le joint to- rique périphérique (32) de chaque panneau a une lon- 1 1 gueur supérieure à celle de la gorge (28, 30) dans laquelle il est placé. 7 - Obturateur suivant l'une des revendica- tions 4 à 6, caractérisé en ce que les joints périphé- riques (40) et latéraux (42) du panneau central sont moulés d'une seule pièce. 8 - Obturateur suivant l'une des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce que les joints toriques d'étanchéité sont placés dans des gorges de section en queue d'aronde. 9 - Obturateur suivant l'une des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un face munie de nervures (4) et en ce que les gorges (28, 30) de réception du joint torique d'étanchéité (32) sont ménagées dans la face des panneaux opposée à ces nervures. - Obturateur suivant l'une des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce qu il est cons- titué par un premier panneau latéral (1) muni d'un re- bord rectiligne (12) sur lequel sont montés des cava- liers de serrage (20) en saillie à l'extérieur, un panneau central (2) qui est muni de deux rebords la- téraux (16, 18) et d'un joint d'étanchéité (44, 40) sur tout son pourtour, et dont l'un (16) des rebords est emboité dans les cavaliers (20) du premier panneau central tandis qu'il est maintenu incliné par le joint torique latéral (44), un second panneau latéral (3) muni de cavaliers de serrage (20) qui sont emboîtés sur le deuxième rebord (18) du panneau central (2) tandis que le joint latéral (44) de ce panneau central tend à les écarter, et une bride extérieure (5, 6, 7) formée à la périphérie de chacun des panneaux et com- portant des alésages (8) de passage de boulons de fi- xation sur le pourtour de l'orifice à obturer qui pro- 2585 o 101 voquent la compression des joints toriques d'étanchéi- té et le redressement des panneaux (1, 2 et 3) en alignement les uns avec les autres.