Brevet FR2667668A1 — publié le 19920410

La présente invention concerne un manchon d'amortissement du déplacement de deux organes l'un par rapport à l'autre et un dispositif de supportage de la tuyauterie de sortie de vapeur d'un générateur de vapeur comportant au moins un tel manchon. On connait déjà dans l'état de la technique, un certain nombre de dispositifs de supportage pour ce type d'applications. Ces dispositifs permettent de s'affranchir de défauts d'alignement présents au montage ou en cours de fonctionnement de ces générateurs de vapeur et sont utilisés notamment dans les centrales nucléaires. Dans l'état de la technique, les manchons d'amortissement comprennent un fourreau tubulaire extérieur disposé coaxialement autour d'un fourreau tubulaire intérieur, dont chacun est relié à l'un des organes, tandis que des moyens d'amortissement sont disposés entre les deux fourreaux. Ces moyens d'amortissement sont constitués par des éléments élastiques, par exemple en élastomère, logés entre les deux fourreaux mais les caractéristiques mécaniques de ces élastomères sont telles qu'on ne peut les utiliser que dans une fourchette de température pouvant atteindre au maximum 100 C. On connait par exemple d'après le document FR A-2 516 629, un dispositif pour amortir les trépidations de conduites tubulaires, dans lequel l'amortisseur contient un produit élastoplastique, tel que du goudron. Le document FR-A-2 497 556 décrit quant à lui un système de support de tuyauterie par bras articulé, constitué d'une triangulation avec suspente simple ou double pour le guidage. On conçoit que la structure de tels dispositifs présente un certain nombre d'inconvénients, notamment au niveau des limitations en température de fonc tionnement pour les dispositifs décrits dans le premier document cité et une structure relativement complexe pour les dispositifs décrits dans le second document cité. Le but de l'invention est donc de résoudre ces problèmes en proposant un manchon d'amortissement qui soit simple, fiable et qui permette d'absorber sous température relativement élevée, les défauts d'alignement, c'est à dire les variations de positions qui peuvent être prises par la tuyauterie par rapport à un point fixe qui est constitué par exemple par un point du bâtiment dans lequel est logé le générateur de vapeur, en fonction des dilatations thermiques uni ou multidirectionnelles dans un plan radial, des effets radiaux disymétriques dus à des causes diverses, et en particulier d'origine sismique ou provoqués par des vibrations. A cet effet, l'invention a pour objet un manchon d'amortissement du déplacement de deux organes l'un par rapport à l'autre, du type comportant un fourreau tubulaire extérieur disposé coaxialement autour d'un fourreau tubulaire intérieur, dont chacun est relié à l'un des organes, et des moyens d'amortissement disposés entre les deux fourreaux, caractérisé en ce que lesdits moyens d'amortissement comprennent au moins une paire d'anneaux identiques, de forme générale tronconique, disposés axialement de manière opposée et sous contrainte radiale, entre les deux fourreaux. Avantageusement, chaque anneau comporte au moins deux bagues coaxiales qui coopèrent entre elles par des parois de forme complémentaire de révolution et les parois des bagues, en regard des fourreaux, comprennent une portion de surface cylindrique dans le prolongement d'une portion de surface tronconique. Selon un autre aspect, l'invention a également pour objet un dispositif de supportage de la tuyauterie de sortie de vapeur d'un générateur de vapeur, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un manchon élastique tel que décrit précédemment. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels - la Fig.1 représente une vue de dessus d'un dispositif de supportage de la tuyauterie de sortie de vapeur d'un générateur de vapeur, comportant plusieurs manchons d'amortissement selon l'invention; - la Fig.2 représente une vue en coupe prise selon la ligne 2-2 de la Fig.l; - la Fig.3 représente une vue partielle en coupe d'un manchon d'amortissement selon l'invention; et - la Fig.4 représente une vue partielle à échelle agandie d'un anneau entrant dans la constitution d'un manchon selon l'invention. Comme on peut le voir sur les figures 1 et 2, un dispositif de supportage de la tuyauterie de sortie de vapeur d'un générateur de vapeur, comporte une plaque de maintien 1. Cette plaque de maintien est munie d'un évidement central 2 dans lequel passe la tuyauterie 3. La liaison entre la plaque et la tuyauterie est réalisée de manière connue en soi par un système à rotule 4 qui coulisse sur la tuyauterie 3. Ce système à rotule comporte une bague intérieure 5 disposée autour de la tuyauterie 3 et qui est montée déplaçable dans une bague extérieure 6 pour assurer une liaison à pivotement. Cet ensemble est maintenu en position dans la plaque 1, autour de la tuyauterie, par exemple par l'intermédiaire d'écrous 7. Cette plaque 1 est par exemple carrée et comporte dans chacun de ses coins, une oreille, respectivement 8,9,10 et 11, présentant chacune un alésage d'axe parallèle à l'axe de la tuyauterie du générateur de vapeur à maintenir. Ces oreilles sont adaptées pour coopérer avec des chapes respectivement 12, 13, 14 et 15, qui à l'une de leurs extrémités sont reliées au bâtiment 16 dans lequel est logé le générateur de vapeur et qui présentent à leurs autres extrémités, deux branches par exemple 12a et 12b (Fig.2), parallèles, s'étendant de part et d'autre de l'oreille à chaque coin de la plaque de maintien. On notera que ces chapes sont fixées par exemple sur des ferrures de support 17,18,19,20 respectivement, elles-mêmes scellées par exemple sur la dalle en béton supérieure de la casemate des générateurs de vapeur dans une centrale nucléaire. La liaison entre les oreilles et les branches des chapes est réalisée par l'intermédiaire de tiges de blocage 21,22,23 et 24 respectivement, présentant une tête en appui sur la branche supérieure de la chape et un corps s'étendant entre les deux branches de cette chape en passant dans l'alésage de chaque oreille de la plaque de maintien de la tuyauterie. Pour assurer les différentes fonctions décrites précédemment et en particulier l'amortissement des déplacements de la tuyauterie et donc de la plaque de maintien par rapport au bâtiment 16, des manchons d'amortissement 25 (Fig.2) sont disposés entre ces tiges de blocage et les parois de la plaque et plus particulièrement des oreilles, délimitant les alésages à chaque coin de cette plaque. Comme on peut le voir en particulier sur la Fig.3, chaque manchon d'amortissement des déplacements de la tuyauterie et donc de la plaque de maintien par rapport à la tige de blocage reliée à la chape fixée sur le bâtiment, comporte un fourreau tubulaire extérieur 26 qui est disposé coaxialement autour d'un fourreau tubulaire intérieur 27. La paroi extérieure de ce fourreau tubulaire extérieur est donc en contact avec la paroi de l'oreille 8 délimitant l'alésage, tandis que la paroi intérieure du fourreau intérieur 27 est en contact avec le corps de la tige de blocage 21. On notera que les fourreaux intérieur et extérieur peuvent être constitués du même matériau. Des moyens d'amortissement 28 sont disposés entre ces fourreaux pour assurer l'amortissement des déplacements des fourreaux l'un par rapport à l'autre et donc des deux organes dont il y a lieu de contrôler la position l'un par rapport à l'autre, à savoir la plaque et donc la tuyauterie par rapport à la tige et donc au bâtiment. Ces moyens d'amortissement 28 peuvent comprendre au moins une paire d'anneaux identiques désignés par les références 29 et 30 sur cette figure, qui présentent une forme générale tronconique et qui sont disposés axialement de manière opposée et sous contrainte radiale entre les deux fourreaux. Ces anneaux sont constitués de matériau élastique, comme par exemple d'acier à ressort et sont disposés par paire entre les deux fourreaux pour des questions d'équilibre d'amortissement. Ainsi, dans le mode de réalisation représenté, les moyens d'amortissement sont constitués par deux paires d'anneaux disposés les uns au-dessus des autres de manière opposée. Bien entendu, d'autres nombres de paires d'anneaux peuvent être utilisés. On notera également que des moyens de blocage 31, 32 des fourreaux intérieur et extérieur en position axiale l'un par rapport à l'autre, sont prévus à chacune des extrémités de ceux-ci. Dans le mode de réalisation représenté, le fourreau extérieur 26 présente une hauteur inférieure à celle du fourreau intérieur 27 et chaque extrémité de ce fourreau intérieur 27 est filetée et adaptée pour coopérer avec un écrou de maintien en position du fourreau extérieur par rapport à ce fourreau intérieur. Bien entendu, d'autres modes de réalisation des moyens de blocage peuvent être envisagés. Comme on peut le voir sur cette figure 3, et plus clairement sur la figure 4, chaque anneau est en fait constitué par au moins deux bagues coaxiales. Ainsi, comme on peut le voir sur la figure 4 qui représente à échelle agrandie, une partie de l'anneau 29 représenté sur la figure 3, cet anneau comporte une bague intérieure 33 et une bague extérieure 34, coaxiales, qui coopèrent entre elles par des parois de forme complémentaire de révolution. Ces parois respectivement 33a et 34a sont avantageusement tronconiques pour permettre, comme cela sera décrit plus en détail par la suite, le déplacement de ces bagues l'une par rapport à l'autre. Par ailleurs, les parois de ces bagues en regard des fourreaux, comprennent une portion de surface cylindrique, respectivement 33b et 34b dans le prolongement d'une portion de surface tronconique respectivement 33c et 34c. Ainsi qu'on peut le voir sur cette figure, les portions de surface cylindriques 33b et 34b sont avantageusement prévues au voisinage des extrémités axiales opposées des bagues. Dans l'état initial, ces portions de surface cylindriques sont en appui contre les fourreaux, tandis que les portions des surfaces tronconiques s'éloignent de ces fourreaux. Ces portions de surface cylindriques peuvent par exemple être obtenues par un chanfreinage sur le quart de la hauteur de chaque bague. Lors de leur montage, les anneaux ainsi constitués des deux bagues, sont disposés de manière alternée et sont mis légèrement sous contrainte entre les deux fourreaux. On peut ainsi prévoir un écart de quelques centièmes de millimètres pour un diamètre moyen des anneaux de 140 mm. Cette mise sous contrainte a pour but d'assurer le maintien de la plaque et donc du système à rotule dans une position fixe après montage. Si l'on revient à la figure 3, on peut également noter qu'un jeu est ménagé entre chaque écrou de blocage des fourreaux l'un par rapport à l'autre et le lamage correspondant de chaque oreille de la plaque de maintien, afin de permettre un débattement axial et radial déterminé des écrous et du fourreau intérieur par rapport à l'oreille correspondante. Par ailleurs, la hauteur libre du logement ménagé entre les fourreaux est supérieure à la somme des hauteurs des anneaux élastiques pour permettre leur libre mouvement lors du déplacement relatif du fourreau intérieur par rapport au fourreau extérieur. On conçoit donc que le fourreau intérieur est relié par exemple au bâtiment dans lequel est disposé le générateur de vapeur, par l'intermédiaire d'une tige de blocage et d'une chape, tandis que le fourreau extérieur est relié par l'intermédiaire de la plaque de maintien à la tuyauterie de sortie vapeur du générateur de vapeur et que les moyens d'amortissement disposés entre ces deux fourreaux peuvent se déformer élastiquement pour assurer un amortissement des déplacements de ces organes l'un par rapport à l'autre. Ces anneaux sont donc soumis à des sollicitations de torsion/flexion et pendant la phase de déformation des bagues, les surfaces 33a et 34a de celles-ci glissent l'une sur l'autre, du fait de la déformation en rotation de ces bagues autour de la fibre médiane désignée par le point F sur la figure 4. La disposition de chaque anneau élastique et sa constitution a pour objet de réduire les contraintes de cisaillement circonférentielles et transversales tout en assurant une raideur suffisante. A titre d'exemple, on peut utiliser pour un diamètre moyen de l'anneau de 140 mm, une hauteur de 16 mm et une épaisseur de chaque bague de 2,6 mm, la déflexion maximale possible en torsion/flexion de l'anneau étant radialement de 1,6 mm. On conçoit que chaque anneau peut comporter une bague ou trois bagues ou plus. Cependant, le frottement des bagues l'une sur l'autre lors de vibrations a pour effet d'amortir celles-ci et de les filtrer partiellement vers le milieu extérieur. Dans l'application envisagée au . maintien en position de la tuyauterie de sortie de vapeur d'un générateur de vapeur, les déplacements relatifs des pièces l'une par rapport à l'autre, ont pour origine, en particulier, la dilatation thermique induite par la conduction et le rayonnement de la chaleur à partir de cette tuyauterie. Cette température est d'environ 3000 et la déformation des pièces est équilibrée, c'est à dire que chaque manchon d'amortissement subit la même déformation en direction radiale depuis l'axe de la tuyauterie. L'effort résiduel sur chaque tige de blocage est le produit de la raideur du manchon par le déplacement dans la direction radiale. Par ailleurs, ces déplacements ont également pour origine des efforts sismiques ou des efforts consécutifs à une rupture brutale de la tuyauterie et dans ce cas, la déformation est unidirectionnelle, la somme des raideurs dans le déplacement s'opposant aux efforts considérés. L'effort sur chaque tige est alors le produit de la raideur du manchon par le déplacement unidirectionnel si les anneaux ne sont pas totalement écrasés. Si ceux-ci sont totalement écrasés, l'effort sur chaque tige est l'effort sismique divisé par quatre ou bien l'effort de rupture divisé par quatre, les manchons jouant le rôle de répartiteur. REVENDICATIONS 1. Manchon d'amortissement du déplacement de deux organes l'un par rapport à l'autre, du type comportant un fourreau tubulaire extérieur (26) disposé coaxialement autour d'un fourreau tubulaire intérieur (27) dont chacun est relié à l'un des organes, et des moyens d'amortissement (28) disposés entre les deux fourreaux, caractérisé en ce que lesdits moyens d'amortissement comprennent au moins une paire d'anneaux identiques (29, 30) de forme générale tronconique, disposés axialement de manière opposée et sous contrainte radiale, entre les deux fourreaux. 2. Manchon selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque anneau (29) comporte au moins deux bagues coaxiales (33, 34) qui coopèrent entre elles par des parois de forme complémentaire de révolution (33a, 34a). 3. Manchon selon la revendication 2, caractérisé en ce que les parois de forme complémentaire sont tronconiques. 4. Manchon selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les parois des anneaux en regard des fourreaux, comprennent une portion de surface cylindrique (33b, 34b) dans le prolongement d'une portion de surface tronconique (33c, 34c). 5. Manchon selon la revendication 4, caractérisé en ce que les portions de surface cylindrique des bagues sont prévues au voisinage des extrémités axiales opposées de celles-ci. 6. Manchon selon l'une quelconque des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que dans l'état initial, les portions de surfaces cylindriques (33b, 34b) sont en appui contre les fourreaux, tandis que les portions des surfaces tronconiques (33c, 34c) s'éloignent de ces fourreaux. 7. Manchon selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que des moyens de blocage (31, 32) des fourreaux en position axiale l'un par rapport à l'autre, sont prévus à chaque ex trémité de ceux-ci. 8. Manchon selon la revendication 7, caractérisé en ce que le fourreau extérieur (26) présente une hauteur inférieure à celle du fourreau intérieur (27), en ce que les extrémités du fourreau intérieur (27) sont filetées et en ce qu'un écrou (31,32) de blocage en position des fourreaux l'un par rapport à l'autre, est disposé à chaque extrémité du fourreau intérieur (27). 9. Dispositif de supportage de la tuyauterie de sortie de vapeur d'un générateur de vapeur, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un manchon d'amortissement selon l'une quelconque des revendications précédentes.