Brevet FR2589222A1 — publié le 19870430

La présente invention concerne un dispositif de support de gros appareils à paroi mince dont la température en service est élevée et variable. Le support de gros appareils à paroi mince présente un certain nombre de difficultés, notamment dans le cas o ces appareils sont soumis à des tempé- ratures importantes, ou à des variations de températu- re rapides, ou bien encore si des efforts s'exercent sur eux par leurs liaisons à d'autres appareils. En effet, leur dilatation radiale doit pou- voir se faire sans entrainer de contraintes sensibles dans leur structure, et il en est de même pour leurs déplacements éventuels dus aux liaisons. Le renforcement de la paroi mince, autrement dit l'épaississement de ladite paroi au niveau des or- ganes de support, n'est pas possible par suite des contraintes thermiques qui seraient engendrées lors des variations de température. Ce problème se trouve particulièrement mis en évidence dans les générateurs de centrales nucléai- res refroidis au sodium. Ces générateurs de vapeur sont constitués par exemple par quatre modules à tube droit comportant chacun une paroi mince qui forme son enveloppe extérieure dans laquelle circule le sodium d'échange. Ces modules sont supportés par des organes de liaison s'appuyant sur une structure fixe. Or, cha- cun de ces modules subit des contraintes provenant des chocs thermiques qui peuvent être importants, lors de variations rapides de température du sodium liquide. Ces sollicitations se traduisent notamment dans le cas de liaisons rigides entre la paroi mince et les orga- nes supports, par des moments de renversement impor- tants, si bien que l'emploi de telles liaisons est to- talement incompatible avec les parois minces de l'ap- pareil. La présente invention a donc pour but de concevoir un dispositif de support autorisant une di- latation et un libre déplacement d'un appareil à paroi mince, en ne soumettant sa paroi qu'à des contraintes faibles, notamment par la réduction à des valeurs très faibles des moments de basculement qui s'y exercent, tout en permettant des variations de température rapi- des et importantes. Dans ce but, la paroi mince de l'appareil à supporter est munie localement d'une bague annulaire relativement peu épaisse et comportant en partie mé- diane une gorge circulaire dans laquelle pénètre les extrémités de leviers de suspension articulés et régu- liérement répartis autour de l'appareil, lesdits le- viers de suspension étant d'une part munis du côté de la gorge de tourillons latéraux s'engageant dans des pièces encastrées dans ladite gorge et d'autre part suspendus chacun par un système à parallélogrammes en appui sur une structure fixe. Afin de bien faire comprendre l'invention, on va maintenant décrire à titre d'exemple non limita- tif, en se référant aux figures jointes en annexe, un mode de réalisation d'un dispositif de support suivant l'invention, destiné au supportage d'un générateur de vapeur de centrales nucléaires refroidi au sodium. La figure 1 représente l'ensemble d'un géné- rateur de vapeur à quatre modules à tube droit munis chacun du dispositif de suspension suivant l'inven- tion. La figure 2 est une demi-vue de dessus du dispositif de support conforme a l'invention. La figure 3 est une vue en coupe suivant III-III de la figure 2. La figure 4 est une vue a plus grande échel- le en coupe suivant IV-IV de la figure 3. La figure 5 est une vue en coupe suivant V-V de la figure 4. La figure 6 est une vue en coupe suivant VI-VI de la figure 4. Sur la figure 1, on a représenté un généra- teur de vapeur désigné dans son ensemble par la réfé- rence 1 et constitué de plusieurs modules (10, 11, 10..). Les modules sont par exemple au nombre de qua- tre. Chaque module (10, 11il,...) est relié à sa partie haute à un réservoir 2 de répartition du sodium et à sa partie inférieure a un réservoir 3 de restitu- tion du sodium. L'axe de ces réservoirs est considéré comme fixe. Chaque module (10, 11,...) est supporté à sa partie inférieure par un dispositif de support 20 suivant l'invention. D'autres dispositifs, non repré- sentés, mais connus, peuvent être prévus pour repren- dre les efforts, spécialement dans des plans horizon- taux, ce qui est le cas en particulier lors de séis- mes. Comme on le verra ultérieurement, ce dispo- sitif de support 20 est en appui sur une structure fixe 5 et il doit permettre, d'une part la libre dila- tation de l'enveloppe du module et son déplacement ra- dial par rapport à l'axe des réservoirs 2 et 3 sous l'action des dilatations des liaisons entre le module et lesdits réservoirs. Chaque module (10, 11,...) comporte une pa- roi mince (10a, 11a,...) qui forme son enveloppe ex- térieure dans laquelle circule le sodium d'échange. Cette enveloppe est entourée d'une gaine isolante 6. En se reportant maintenant aux figures 2 à 6, on va décrire plus en détail le dispositif de sup- port 20 par exemple du module 10. le dispositif de support étant identique pour les autres modules. Au niveau du dispositif de support 20. la paroi mince 10a est munie d'une bague annulaire 21 relativement peu épaisse et comportant en partie mé- diane une gorge circulaire 22 (figures 3 et 6). Dans cette gorge circulaire 22 viennent prendre place les extrémités 23a de plusieurs leviers horizontaux 23 uniformément répartis autour de l'enveloppe du module 10. Ces leviers horizontaux 23 sont équidistants les uns par rapport aux autres et sont par exemple au nom- bre de six (figure 2). L'extrémité 23a des leviers ho- rizontaux 23 a une épaisseur inférieure à la hauteur de la gorge circulaire 22 de façon à permettre un lé- ger pivotement vertical desdits leviers. Chaque levier 23 est supporté en partie médiane par un long tirant 24 relié à une poutre 27 montée en porte-à-faux sur la structure fixe 5. Les liaisons 25 et 26 entre le long tirant 24 et le levier 23 d'une part et la poutre 27 d'autre part sont du type à rotule. L'extrémité 23b de chacun des leviers 23 prend appui sur une béquille de compression 28 qui est montée sur la poutre 27. Les liaisons 29 et 30 entre la béquille 28 et le levier 23 et la poutre 27 sont également du type à rotule. La poutre 27 est fixée sur la structure fixe 5 par des tirants 31. Chaque tirant 24 est monté dans un tube 32 placé entre le levier 23 et la poutre en porte-à-faux 27 de manière qu'en cas de soulèvement accidentel du module 10, le tirant 24 ne soit pas sollicité en com- pression, mais que l'effort de compression ainsi déve- loppé soit repris par le tube 32. De même, la liaison de la béquille de com- pression 28 d'une part au levier 23, d'autre part à la poutre 27, est positive dans les deux sens puisque dans le cas de soulèvement du module 10, la béquille de compression 28 travaille en traction. L'ensemble constitué par le levier 23, la poutre 27, le tirant 24 et la béquille de compression 28 forme un système a parallélogramme qui autorise à la fois une dilatation radiale de la paroi mince 10a et un certain déplacement par rapport à l'axe des ré- servoirs 2 et 3 commun à plusieurs modules, ceci sans introduire de contraintes importantes. On voit sur la figure 4 que l'extrémité 23a de chaque levier 23 comporte sur chacune de ses faces latérales un tourillon 33 venant s'engager dans une pièce 34 qui est encastrée dans la gorge 22-de la ba- gue annulaire 21. Les pièces 34 sont positionnées dans la gorge 22 entre les extrémités 23a des leviers 23 et reçoivent donc chacune un tourillon 33 de deux leviers 23 contigus. Afin de permettre le montage des tourillons 33 des leviers 23, les pièces 34 sont alésées d'un peu plus d'un demi-cylindre, la partie complémentaire hé- micylindrique étant constituée par un chapeau 35 fixé sur ladite pièce 34 par une vis 36 (figures 4 et 5). Les pièces 34 et les chapeaux 35 forment donc des paliers pour chaque levier 23 et c'est par l'intermédiaire de ces paliers que chaque module du générateur de vapeur porte sur les leviers de suspen- sion 23. De plus, les pièces 34 et les chapeaux 35 sont maintenus par deux anneaux circulaires 37 et 38 (figure 6) placés autour de l'enveloppe du module et de part et d'autre des pièces 34 et des chapeaux 35. Des clavettes 39 fixées par des vis 40 sur l'anneau supérieur 37 assurent une immobilisation en rotation des différents éléments entre eux. Par ce dispositif de support, on constitue un ensemble continu articulé très rigide du point de vue reprise des efforts et en particulier des diffé- rents moments qui peuvent s'exercer sur les éléments de support. La paroi mince de l'enveloppe n'est sou- mise qu'aux efforts du poids de l'appareil et à un très petit moment correspondant i la distance du cen- tre d'appui des pièces 34 dans la gorge circulaire 22 de la bague 21 à l'axe liant deux tourillons voisins 33. Par conséquent, les moments de basculement qui peuvent s'exercer sur l'appareil i supporter sont très faibles car la longueur du bras de levier - articula- tion des leviers de suspension - enveloppe est très petite. La conception de ce dispositif permet aussi de régler facilement chacun des leviers de suspension en répartissant également les efforts sur chacun d'eux et en permettant un réglage de la verticabilité de l'ensemble par l'intermédiaire des tirants 24. On voit que les principaux avantages du dis- positif de support suivant l'invention sont que ce dispositif autorise une dilatation et un libre dépla- cement d'un appareil à paroi mince, en ne soumettant sa paroi qu'à des contraintes faibles, notamment par la réduction à des valeurs très faibles des moments de basculement qui s'y exercent, tout en permettant des variations de température rapides et importantes. L'invention ne se limite pas au mode de réa- lisation qui vient d'être décrit; elle en comporte au contraire toutes les variantes. C'est ainsi qu'au lieu de six leviers de suspension répartis à 60' sur le pourtour de l'enve- loppe, on peut prévoir quatre leviers à 90' ou encore trois leviers à 120'. Enfin le dispsoitif de support suivant l'in- vention s'applique dans tous les cas o l'on veut sup- porter des appareils a paroi mince qui peuvent être amenés à subir des températures variables entraînant des variations radiales et verticales de plus ou moins grandes amplitudes, en particulier pour des réservoirs de stockage ou tampon, des échangeurs divers... REVENDICATIONS 1.- Dispositif de support de gros appareils à paroi mince munis localement d'une bague annulaire (21) relativement peu épaisse et comportant en partie médiane une gorge circulaire (22). caractérisé par le fait qu'il comprend des leviers de suspension (23) ar- ticulés, régulièrement répartis autour de l'appareil, et pénétrant par l'une de leurs extrémités (23a) dans la gorge circulaire (22), lesdits leviers de suspen- sion (23) étan.t d'une part munis du côté de la gorge (22) de tourillons latéraux (33) s'engageant dans des pièces (34) encastrées dans ladite gorge (22) et d'autre part suspendus chacun par un système à paral- lélogramme (24. 27. 28) en appui sur une structure fixe (5). 2.- Dispositif de support selon la revendi- cation 1, caractérisé par le fait que le système à parallélogramme de chaque levier est formé par une poutre (27) fixée en porte-à-faux sur la structure fixe (5) et supportant le levier par l'intermédiaire d'une part d'un tirant (24) monté sur la partie mé- diane du levier et d'autre part d'une béquille (28) en appui sur l'extrémité (23b) dudit levier. 3.- Dispositif de support selon la revendi- cation 1, caractérisé par le fait que les pièces (34) encastrées dans la gorge (22) de la bague annulaire (21) sont immobilisées ensemble par deux anneaux (37, 38) situés de part et d'autre des leviers de suspen- sion (23). 4.- Dispositif selon la revendication 2, ca- ractérisé par le fait que les tirants (24) sont entou- rés par un tube (32) qui leur évite un travail en com- pression si des efforts accidentels verticaux appa- raissent et que la béquille (28) est à double effet compression-traction. 5.- Dispositif selon l'une des revendica- tions précédentes, caractérisé par le fait que les ti- rants (24) sont réglables en longueur pour permettre une répartition des efforts et un réglage de la verti- cabilité. 6.- Dispositif selon l'une des revendica- tions précédentes, caractérisé par le fait que, pour chaque système à parallélogrammes, les liaisons (25, 26, 29, 30) entre la poutre (27), le levier (23), le tirant (24) et la béquille (28) sont du type à rotule. 7.- Dispositif selon l'une des revendica- tions précédentes, caractérisé par le fait que les ex- trémités (23a) des leviers (23) ont une épaisseur inférieure a la hauteur de la gorge circulaire (22). 8.- Dispositif selon l'une des revendica- tions précédentes, caractérisé par le fait que les leviers de suspension (23) sont au moins au nombre de trois.