Brevet FR2588347A1 — publié le 19870410

Système d'obturation pour conduit. La présente invention a pour objet un système d'obturation pour conduit à surface intérieure sans prise, devant être essayé sous pression à partir d'une extrémité d'entrée ou- verte. Un tel système est utile, par exemple, pour la. vérification par surpression périodique de la tenue en résistance/des sécheurs-surchauf- feurs de vapeur dans les centrales nucléaires. En effet, sur pour procéder à un essai de tenue en/pression d'un tel ap- pareil, il est nécessaire d'obturer tout conduit qui dé- bouche dans cet appareil et en particulier le conduit qui amène, en utilisation normale, la vapeur dans l'appareil. Comme il est important de vérifier, du même coup, la tenue en pression du raccord entre le sécheur-surchauffeur et ce conduit, l'obturation doit être faite dans le conduit au- delà de ce raccord, qui correspond donc sensiblement à l'extrémité ouverte du conduit permettant l'entrée du fluide sous pression, lors de l'essai. Dans la plupart des cas, il n'a pas été prévu de prise sur la surface intérieure du conduit, qui est donc, en général, lisse et brute de chaudronnerie. Pour obturer un conduit à surface intérieure lisse, il est connu d'utiliser un système d'obturation essentiellement constitué d'une enveloppe gonflable, par exemple en caout- chouc, de forme sensiblement cylindrique lorsqu'elle est gonflée, et dont la paroi vient s'appuyer sur la surface intérieure lisse du conduit, sous l'effet de la pression d'un fluide avec lequel on gonfle l'enveloppe. Des anneaux d'étanchéité sont en général ménagés à l'extérieur des parois de l'en-------------------------------------------- veloppe en contact avec la surface intérieure du conduit, afin d'assurer une bonne étanchéité. Si un tel système donne satisfaction dans le cas d'un conduit de diamètre modéré soumis à une différence de pression également mo- dérée, il est inutilisable dans l'application décrite pré- cédemment, concernant un essai de tenue en pression d'un sécheursurchauffeur. En effet, dans ce cas, le diamètre du conduit à obturer est couramment de l'ordre de 1,20 m et la pression d'essai de l'ordre de 20 bars. Or, dans le cas d'un conduit de diamètre de 1,20m, la différence de pression maximale admise pour une enveloppe du type ci-dessus est l'ordre de de/O,3 bar. Pour des différences de pression supérieures, l'adhérence de l'enveloppe sur la surface intérieure du conduit n'est plus assurée, et une telle enveloppe ne peut donc convenir pour résoudre le problème posé. On pourrait envisager, pour cefaire, de placer une paroi étanche à l'intérieur du conduit, un joint annulaire éven- tuellement gonflable étant placé entre les deux. Ceci né- cessiterait le montage de fixations sur la surface inté- rieure du conduit, afin de maintenir la paroi en place avant l'essai et de l'immobiliser afin qu'elle ne se dé- place pas sous l'action des forces exercées sur la paroi pendant l'essai. Or, pour des questions de sécurité, il n'est pas tolérable de prendre le risque d'une dégradation de la surface intérieure du conduit, qui doit rester, pen- dant et après la vérification,dans son état initial. De plus, une paroi d'obturation dimensionnée pour résister et ne pas se déformer sous l'action de telles contraintes se- rait très lourde et donc difficile à installer à l'inté- rieur du conduit, dans une position d'accès difficile car éloignée de l'extrémité d'entrée. La présente invention vise à pallier les inconvénients précédents en procurant un système d'obturation pour con- duit à surface intérieure sans prise, susceptible de ré- sister à des pressions très élevées dans des conduits de grand diamètre, qui ne nécessite l'installation d'aucune fixation sur la surface intérieure du conduit, et facile à mettre en place. La présente invention a pour objet, à cet effet, un système d'obturation pour conduit à surface intérieure sans prise, devant être essayé sous pression à partir d'une extrémité d'entrée ouverte, caractérisé par le fait qu'il comprend une paroi étanche disposée à l'intérieur du conduit, à distance de l'extrémité d'entrée, pour obturer le conduit, un joint annulaire disposé entre la paroi et lasurface àizu- re du conduit, des moyens, séparés de la paroi et reliés à elle par des moyens de liaison, pour la soutenir et l'empêcher de se déformer sous l'action de la pression, disposés à l'extérieur du conduit, avant son extrémité d'en- trée. Dans le système de l'invention, les moyens de soutien de la paroi étanche, qui rendent celle-ci susceptible de ré- sister à des pressions élevées, étant placés à l'extérieur du conduit, avant son extrémité d'entrée, il est facile de les maintenir en place avant l'essai et de les immobiliser pendant l'essai sans dégrader la surface intérieure du conduit. Comme la paroi étanche en elle-même, séparée des moyens de soutien,peut être dimensionnée pour être relati- vement légère, elle est facile à installer à l'intérieur du conduit. Avantageusement, la paroi étanche est démontable. Ainsi, dans le cas des sécheurs-surchauffeurs ou l'intérieur du conduit à obturer n'est accessible que par un opérateur qui est passé par un trou de visite de diamètre réduit, il suffit de prévoir des éléments constitutifs de la paroi étanche manipulables à la main pour pouvoir utiliser le système de l'invention. Dans la forme de réalisation préférée du système de l'in- vention, l'extrémité d'entrée du conduit est un plan de sec- tion droite du conduit, et les moyens de soutien de la pa- roi sont des poutres de soutien disposées parallèlement à ce plan, en appui sur l'extrémité d'entrée. Dans ce cas, la force exerc6e sur la paroi étanche par la pression d'essai, lors de la vérification,est report6e, par l'intermédiaire des moyens de liaison et des poutres de soutien, sur l'extrémité du conduit lui-même. En géné- ral celui-ci est assez résistant pour qu'il ne soit pas né- cessaire de prévoir d'autres moyens d'immobilisation pen- dans l'essai. Le joint annulaire peut être un joint gonflable. Alors des variations éventuelles de l'intervalle annulaire séparant la paroi de la surface intérieure du conduit peu- vent être rattrapées sans difficultés lors du gonflage du joint. La présente invention sera mieux comprise à l'aide de la sieurs description suivante de plu-/formes de réalisation du sys- tème de l'invention, faites en se référant aux dessins an- nexés, sur lesquels: - la figure 1 représente une vue de côté, en coupe, d'un système d'obturation, - la figure 2 représente une vue de face de la paroi étanche du système de la figure 1, en cours de montage, - la figure 3 représente une vue de dessus, en coupe, selon la ligne III-III, du système de la figure 1, en cours de montage, - la figure 4 représente, dans sa moitié droite, une vue de face, partielle, des plaques en position de montage sur la paroi étanche de la figure 2, et dans sa moitié gauche, une vue de face, partielle, de la nappe d'étanchéité en po- sition de montage sur la paroi étanche de la figure 2, - la figure 5 représente un agrandissement du détail V de la figure 3, et, - la figure 6 représente le détail VI de la figure 1 dans deux variantes de réalisation. Le système d'obturation qui va maintenant être décrit est utilisé ici pour essayer périodiquement la tenue en pres- sion d'un sécheur-surchauffeur de vapeur de centrale nu- cléaire, et d'une partie d'un conduit d'arrivée de vapeur raccordée à cet appareil. Sur les figures 1 à 4, seules les parties 10 du sécheur- surchauffeur raccordées à un conduit 1 d'axe 20,à obtu- rer,sont représentées. La surface intérieure du conduit 1, lisse n'offre aucune prise. Le conduit i est en communi- cation avec le sécheur-surchauffeur par son extrémité d'entrée 2, ouverte. Une paroi étanche 3 est disposée à l'intérieur du conduit 1, à distance de l'extrémité d'entrée 2. Elle comprend une ceinture cylindrique rigide 31, un ensemble de poutrelles 32 montées sur la ceinture 31 et constituant, avec la ceinture 31, une armature rigide sur laquelle est monté un ensemble de plaques 33, de façon à réaliser une paroi continue. La ceinture cylindrique rigide 31 de la paroi étanche 3 est ici démontable et comprend un ensemble d'éléments sensible- ment en forme d'arc de cercle, assemblés entre eux par des moyens connus comme par exemple, des boulons et des écrous. La ceinture cylindrique 31 est de dimensions telles qu'elle s'adapte avec un faible jeu à la section droite du con- duit 1, l'intervalle entre les deux étant rempli, comme re- présenté sur les figures l et 3, par un joint annulaire creux 4, ici de section allongée parallèlement à l'axe 20 du conduit 1. Le joint annulaire creux 4 est gonflable à l'aide de moyens non représentés car classiques. Des col- lerettes 35, saillantes par rapport à la ceinture cylindri- que 31, servent à précentrer le système dans la tuyauterie, et immobilisent le joint annulaire 4 dans des directions de déplacement parallèles à l'axe 20 du conduit 1. Les poutrelles 32, dont la section est en forme de T, sont montées sur la ceinture 31, de façon à ce que leurs parties d'extrémités correspondant A la barre du T soient maintenues en contact avec la ceinture 31 à l'aide de moyens de montage connus, les parties correspondant A la jambe du T étant tournées vers l'extrémité d'entrée 2 du conduit 1. Les parties des poutrelles 32 correspondant à la barre du T, et tournées vers l'extrémité d'entrée 2 du conduit 1 com- portent des décrochements 320 agencés pour recevoir les plaques 33, ici métalliques. La figure 2 représente la pa- roi 3 en cours de montage, avant la pose des plaques 33, en partie représentées dans leur position de montage sur la moitié droite de la figure 4. Sur cette figure les zones hachurées des plaques 33 correspondent aux zones en appui sur les décrochements 320. Après pose des plaques, dans l'état représenté sur la figu- re 3, une nappe 34 déformable, ici en caoutchouc, est mise en place. Dans la nappe 34 sont ménagées des ouvertures 340 destinées A dégager les parties des poutrelles 32 correspondant A la jambe du T, saillantes vers l'extrémité d'entrée 2 du con- duit 1. La nappe 34, représentée partiellement sur la moitié gauche de la figure 4, est ainsi appliquée sur les parties plates de la paroi étanche 3 afin d'assurer une bonne étan- chéité de celle-ci. La nappe 34, ainsi que les plaques 33, sont maintenues en place A l'aide de moyens connus, ici des plaques de retenue 341 et des vis 342, comme cela est repré- senté sur la figure 5. Les parties saillantes, correspondant à la jambe du T des poutrelles 32 sont reliées, de façon connue, à des tirants réglables 6, eux aussi de type connu, et ces tirants 6 sont reliés à des poutres de soutien 5, disposés ici parallèle- ment au plan de section droite du conduit 1 qui coïncide avec son extrémité d'entrée 2, et en appui sur celle-ci. Les poutres 5 sont maintenues en place sur l'extrémité d'en- trée 2 à l'aide de moyens connus, ici de pattes 51 reliées par des vis 52, représentés sur les figures 1 et 3. Les poutres de soutien 5 sont disposées parallèlement aux poutrelles 32, de façon à simplifier l'agencement des ti- rants réglables 6. Ici, comme cela est représenté sur la figure 3, les poutres 5 ont une section sensiblement en forme de H, une partie 51 prolongeant la barre centrale du H étant saillante vers la paroi 3, et reliée aux tirants réglables 6. De manière classique, les poutres de soutien 5 ont une forme générale de palonnier, c'est-à-dire que leur section est plus large au centre qu'aux extrémités en appui sur l'extrémité d'entrée 2, ce qui allège leur poids. Le système qui vient d'être décrit fonctionne comme suit. Le joint gonflable 4 est gonflé après sa mise en place et celle de la paroi étanche 3, facilitées par le fait que la paroi étanche 3, dont l'installation à l'intérieur du con- duit et à distance de l'extrémité d'entrée 2 est relative- ment délicate, est relativement légère, puisqu'elle a pu être dimensionnée en tenant compte du fait qu'elle est sou- tenue, pendant l'essai de tenue en pression,par les poutres de soutien 5. Pour procéder à l'essai de tenue en pression, on admet dans le sécheursurchauffeur de l'eau sous une pression de 20bars. Du fait que l'intervalle entre la pa- roi étanche 3 et la surface intérieure du conduit 1 est faible, le joint gonflable 4 peut résister à une telle pression. L'étanchéité de la paroi 3 est assurée par la nappe 34 qui, sous l'action de la pression de l'eau est plaquée contre les poutres 32 et les plaques 33. Enfin, les forces résultant de la pression appliquée sur la pa- roi 3 sont transmises, par l'intermédiaire des tirants 6, aux poutres de soutien 5 qui empêchent la paroi 3 de se déformer, et l'immobilisent à l'endroit o elle a été mon- tée. Les poutres de soutien 5 prennent appui sur l'extré- mité d'entrée 2 du conduit 1, la résultante des forces dues & la pression d'essai étant appliquée dans la direction de l'axe 20. Ainsi les pattes 51 et la vis 52 ne sont soumises & aucun effort lié à la pression d'essai, et peuvent être dimensionnées uniquement pour maintenir en place les pou- tres de soutien 5 avant l'essai. Lorsque l'essai est terminé, l'ensemble peut être démonté, et les parois 10 du sécheur-surchauffeur, ainsi que la sur- face intérieure du conduit 1 sont intactes, libres de tou- te dégradation liée & l'essai, à l'exception des pattes 51, qui, compte tenu de leur emplacement à l'intérieur de l'en- ceinte du sécheur, et de leurs faibles dimensions liées au fait qu'elles ne sont utiles que pour la mise en place, ne sont pas gênantes. Dans la situation qui vient d'être décrite, on utilise le fait que le conduit 1 est pourvu d'une extrémité d'entrée 2 qui s'avance à l'intérieur de l'enceinte du sécheur, et qui correspond à un plan de section droite du conduit. Ceci est particulièrement commode pour que les poutres de soutien 5 prennent appui sur cette extrémité d'entrée 2 pendant l'es- sai de tenue en pression. Ceci n'est cependant pas obliga- toire et, dans des situations différentes, o il n'est pas possible de bénéficier d'un tel avantage, le système de l'invention reste toujours intéressant, dans la mesure o les moyens de soutien et d'immobilisation de la paroi étan- che, moyens nécessairement lourds et qui doivent être fixés solidement, sont placés à l'extérieur du conduit, donc dans un volume plus grand que celui du conduit, o il sera tou- jours facile, pour un homme de métier, de trouver des pri- ses pour l'immobilisation de ces moyens de soutien. Dans la forme de réalisation qui vient d'être décrite, on utilise un joint gonflable 4, qui présente l'avantage de pouvoir compenser les variations éventuelles de l'interval- le annulaire séparant la paroi étanche 3 de la surface in- térieure du conduit 1. Ceci n'est pas obligatoire, et dans une variante de réalisation illustrée sur la figure 6 a,on utilise un ensemble de joints toriques 4', maintenus en unique place par une/ collerette 35 et susceptibles de se déformer sous l'effet de la pression, pour assurer une étanchéité sa- tisfaisante. Dans une autre variante de réalisation illustrée sur la figure 6b, un ensemble de joints toriques 4" est com- primé, avant mise en pression, à l'aide d'un système connu de presseétoupe. Ces joints toriques 4' et 4" peuvent être remplacés par tout autre type de joint, par exemple des tresses. Le système de l'invention peut évidemment être utilisé pour des essais de tenue en résistance par pression, ou surpres- sion, de tout type d'appareil avec tuyauterie débouchante, brute de chaudronnerie ou usinée, à l'aide de tout fluide, liquile ou gazeux. REVENDICATIONS 1.- Système d'obturation pour conduit (1) à surface inté- rieure sans prise, devant être essayé sous pression à par- tir d'une extrémité d'entrée (2) ouverte, caractérisé par le fait qu'il comprend une paroi étanche (3) disposée à l'intérieur du conduit (1), à distance de l'extrémité d'en- trée (2), pour obturer le conduit (1) un joint annulaire (4) disposé entre la paroi (3)et la srface intérieure du conduit (1), des moyens (5), séparés de la paroi (3) et reliés à elle par des moyens de liaison (6), pour la soutenir et l'empê- cher de se déformer sous l'action de la pression, disposés à l'extérieur du conduit (1), avant son extrémité d'entrée(2). 2.- Système d'obturation selon la revendication 1, dans le- quel la paroi étanche (3) est démontable. 3.- Système d'obturation selon l'une des revendications 1 et 2 dans lequel la paroi étanche (3) comprend une ceinture cylindrique rigide (31) agencée pour supporter le joint an- nulaire (4), un ensemble de poutrelles (32) montées sur la ceinture (31), un ensemble de plaques (33) montées sur les poutrelles (32) et la ceinture (31),et des moyens (34) pour assurer l'étanchéité de la paroi. 4.- Système d'obturation selon la revendication 3, dans le- quel la paroi étanche (3) comprend des parties plates,et les moyens pour assurer l'étanchéité comprennent une nappe (34) déformable appliquée sur les parties plates de la paroi (3). 5.- Système d'obturation selon l'une des revendications 3 sensiblement et 4, dans lequel les poutrelles (32) ont une section/en forme de T, les plaques (33) étant montées sur les parties correspondant à la barre du T, et les parties correspondant à la jambe du T étant reliées aux moyens de liaison (6). 6.- Système d'obturation selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel l'extrémité d'entrée (2) du conduit (1) est un plan de section droite du conduit (1), et les moyens de soutien de la paroi sont des poutres de soutien (5) disposées parallèlement à ce plan, en appui sur l'extré- mité d'entrée (2). 7.- Système d'obturation selon la revendication 6, dans le- quel les poutres de soutien (5) ont une section sensible- ment en forme de H, une partie (51) prolongeant la barre centrale du H étant saillante et reliée aux moyens de liai- son (6). 8.- Système d'obturation selon l'une des revendications 6 et 7 dans lequel les poutres de soutien (5) ont une sec- tion plus large au centre qu'aux extrémités. 9.- Système d'obturation selon l'une des revendications 1 à 8, dans lequel les moyens de liaison sont des tirants ré- glables (6). 10.- Système d'obturation selon l'une des revendications 1 à 9, dans lequel le joint annulaire est un joint gonflable (4). 11.- Système d'obturation selon l'une des revendications 1 à 10, dans lequel la paroi (3) est pourvue, à sa périphérie, de moyens (35) agencés pour immobiliser le joint annulai- re (4,4'). 12.- Système d'obturation selon la revendication 11, dans lequel le joint annulaire comprend au moins un joint tori- que (4') plein, déformable sous l'effet de la pression. 13.- Système d'obturation selon la revendication 11, dans lequel le joint annulaire comprend au moins une tresse déformable sous l'effet de la pression. 14.- Système d'obturation selon la revendication 11, dans lequel le joint annulaire comprend au moins un joint tori- que (4") plein, mis en compression à l'aide d'un système de presse-étoupe. 15.- Système d'obturation selon la revendication 11, dans lequel le joint annulaire comprend au moins une tresse, mise en compression à l'aide d'un système de presse-étoupe.