Brevet FR2806827A1 — publié le 20010928

La présente invention concerne un dispositif d'étanchéité d'une pompe primaire d'une centrale nucléaire. Les pompes primaires d'une centrale nucléaire comprennent no tamment une volute de pompe et un carter supérieur entre lesquels est intercalé un élément intermédiaire dénommé barrière thermique. Cette barrière thermique comporte une bride annulaire en appui sur la partie supérieure de la volute et supportant le carter. organes sont solidarisés entre eux par des éléments liai son démontables un dispositif d'étanchéité, de type statique, est dispose entre la bride de la barrière thermique et la partie supérieure de la volute de pompe. Jusqu'à présent, le dispositif d'étanchéité est formé par joint plat de forme circulaire dont le diamètre moyen est de l'ordre de 1000mm et son épaisseur libre d'environ 5mm. Ce joint est logé dans une gorge circulaire ménagée dans la par tie supérieure de volute de pompe primaire et cette gorge présente une pro fondeur inférieure a l'épaisseur libre dudit joint. La différence de cotes entre la profondeur de la gorge et la hau teur libre du joint représente la hauteur de compression admissible de ce joint, ce qui correspond à l'effort de serrage nécessaire pour assurer l'étanchéité de la liaison entre la volute de pompe et la barrière thermique. Ce joint d'étanchéité dispose d'une hauteur de compression rela tivement faible. De plus, les tolérances de fabrication et de montage, le parallé lisme entre les faces en contact de la bride de la barrière thermique et de vo lute de pompe et également la planéité de chacune de ces faces ainsi les conditions de fonctionnement d'une telle pompe primaire génèrent des contrain tes et des déformations des éléments constituant l'assemblage si bien que le joint d'étanchéité se trouve dans des limites d'adaptabilité pour assurer en toute sécu rité l'étanchéité entre lesdits éléments. cette tolérance de fabrication et à ces conditions de fonction nement s'ajoute fait que la volute de pompe est une pièce qui ne peut pas être modifiée sans subir une nouvelle homologation. Ainsi, la gorge ménagée à la partie supérieure de la volute a des caracteristiques dimensionnelles déterminées selon des normes et toute modifi cation doit être validée avant de pouvoir être appliquée industriellement. L'invention a pour but de proposer un dispositif d'étanchéité qui permet de s'affranchir des conditions de montage et de fonctionnement en assu rant étanchéité rigoureuse au niveau de l'assemblage entre la volute de pompe et la barrière thermique. L'invention a pour objet un dispositif d'étanchéité d'une pompe primaire d'une centrale nucléaire, du type comprenant une barrière thermique comportant une bride intercalée entre une volute et un carter, caracterisé en ce qu'il est formé, d'une part, de deux demi-gorges en vis à vis et ménagees sur les faces en regard respectivement de la volute et de la bride de la barriere thermi que et, d'autre part, d'un joint d'étanchéité disposé entre lesdites demi-gorges et comportant deux anneaux concentriques entre lesquels est intercalée une garni ture hauteur, à l'état libre, supérieure à celle desdits anneaux. Selon d'autres caractéristiques de l'invention, - la demi-gorge de la bride de la barrière thermique présente une largeur supérieure à celle de la demi-gorge de la volute, - la demi-gorge de la bride de la barrière thermique présente une profondeur égale ou différente à celle de la demi-gorge de la volute, - l'anneau intérieur comporte, à sa partie supérieure, une colle rette interne, - l'anneau extérieur comporte, à sa partie supérieure, une colle rette externe, - le jeu entre l'anneau intérieur et la face latérale de la demi- gorge la bride de la barrière thermique est supérieur au jeu entre ledit anneau intérieur la face latérale de ladite demi-gorge de la volute, - la partie inférieure des anneaux intérieur et extérieur est em manchée dans la demi-gorge de la volute selon des tolérances ajustées qui dé terminent un assemblage à minima légèrement serré. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple et faite réfé rence aux dessins annexés, sur lesquels - la Fig. 1 est une demi-vue schématique en coupe axiale d'une partie d'une pompe primaire munie notamment d'un dispositif d'étanchéité conforme à l'invention, - Fig. 2 est une vue schématique en coupe axiale d'un joint du dispositif d'étancheité conforme à l'invention, - Fig. 3 est une demi-vue en coupe axiale du joint d'étanchéité à l'état monté, - Fig. 4 est une demi-vu schématique en coupe axiale d'une variante du joint d'etanchéité à l'état monté. la Fig. 1, on a représenté schématiquement une partie d'une pompe primaire d'une centrale nucléaire, du type comprenant notamment une volute de pompe 1 et un carter supérieur 2 entre lesquels est intercalée bar rière thermique 3. Pour cela, la barrière thermique 3 comporte, à sa périphérie, une bride annulaire 4 en appui sur la partie supérieure de la volute 1 et supportant le carter 2. Ces organes sont reliés entre eux par des éléments de liaison 5 démontables, comme par exemple des goujons. dispositif d'étanchéité est disposé entre la bride 4 de la bar rière thermique et la partie supérieure de la volute 1. Le dispositif d'étanchéité est formé, comme représenté à la Fig. 2, par un joint d'étanchéité désigné dans son ensemble par la référence 10 et comprenant un anneau extérieur 11 et un anneau intérieur 12 concentrique audit anneau extérieur et entre lesquels est intercalée une garniture 13. anneaux 11 et 12 sont réalisés en un métal approprie et la garniture 13 par exemple en néoprène ou en carbone ou en feuille gra phite enroulée sous la forme d'une spirale Comme représenté à la Fig. 2, à l'état libre, la garniture 13 pré sente une hauteur h supérieure à la hauteur h1 des anneaux 11 et 12. Ainsi que représenté à la Fig. 3, la face supérieure de la volute est pourvue d'une demi-gorge 15 circulaire et la face inférieure de la bride 4 de barrière thermique 3, en vis à vis de ladite face supérieure de la volute 1, également pourvue d'une demi-gorge 16 circulaire. La demi-gorge 16 de la bride 4 de la barrière thermique 3 sente une largeur supérieure à celle de la demi-gorge 15 de la volute 1. La demi-gorge 15 de la volute 1 présente une profondeur p égale ou différente à la profondeur p1 de la demi-gorge 16 de la bride 4 de la barrière thermique 3. Par ailleurs, à l'état libre du joint d'étanchéité 10, la distance entre la face supérieure de la garniture 13 et la face supérieure des anneaux 1 et 12 est égale ou différente à la distance d1 séparant la face inférieure de garniture 3 à la face inférieure desdits anneaux 11 et 12 en fonction de la fondeur chacune des demi-gorges 15 et 16. Ainsi que représenté à la Fig. 3, le joint d'étanchéité 10 est monte dans la demi-gorge 15 de la volute 1 et la bride 4 de la barrière thermique 3 placée dessus dudit joint d'étanchéité 10. La différence de cote entre la profondeur des deux demi-gorges 15 et 16 et la hauteur libre du joint d'étanchéité 10 représentent la hauteur de compression admissible de la garniture 13, ce qui correspond à l'effort de serrage qui est nécessaire pour assurer l'étanchéité entre la volute 1 et la barrière ther mique 3. Ainsi, lors du serrage par les éléments de liaison 5 de la bride 4 de la barrière thermique 3 entre la volute 1 et le carter 2, la garniture 13 s'écrase, comme représenté à la Fig. 3, et les anneaux 11 et 12 assurent un contact métal lique dans les deux demi-gorges 15 et 16 ce qui évite le fluage de la garniture au moment du serrage. Selon le mode de réalisation représenté à la Fig. 3, le jeu j entre l'anneau intérieur 12 et la face latérale de la demi-gorge 15 de la volute 1 est férieur au jeu j1 entre ledit anneau intérieur 12 et la face latérale de la demi-gorge 16 de la bride 4 de la barrière thermique 3. Selon une variante représentée à la Fig. 4, l'anneau intérieur 12 comporte, à sa partie supérieure, une collerette interne 12a et l'anneau extérieur 11 comporte, également à sa partie supérieure, une collerette externe 11a. Dans ce mode de réalisation, la partie inférieure des anneaux 11 et 12 est emmanchée dans la demi-gorge 15 de la volute 1 selon des tolérances ajustees qui déterminent un assemblage à minima légèrement serré, ce qui per met rendre solidaire de cette volute 1 le joint d'étanchéité et ainsi de sup primer toute possibilité de déplacement relatif d'un élément joint d'étanchéité 10 rapport à un autre. Un jeu j2 est ménagé entre le fond la demi-gorge 15 et la face inférieure des anneaux 11 et 12 et un jeu j3 est menagé entre le fond de la demi-gorge 16 et la face supérieure des anneaux 11 et 1 Le dispositif d'étanchéité conforme à l'invention permet donc de s'affranchir des conditions de montage et de fonctionnement comme par exem ple transitoires thermiques en assurant une étanchéité rigoureuse entre la volute pompe et la barrière thermique et présente l'avantage d'éviter toute dé gradation du joint d'étanchéité et des surfaces des gorges en cas de déplace ment relatif de la barrière thermique par rapport à la volute. De plus, la présence de l'anneau intérieur qui constitue dans le joint d'étanchéité une âme permet d'absorber l'effort tranchant compte tenu de la pression interne entre la volute et la barrière thermique et ainsi de préserver la garniture d'étanchéité. Enfin, le dispositif d'étanchéité conforme à l'invention permet d'éviter toute modification des dimensions de la demi-gorge de la volute, tout en assurant une amélioration de l'étanchéité. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'étanchéité d'une pompe primaire d'une centrale nucléaire, type comprenant une barrière thermique (3) comportant une bride (4) intercalee entre une volute (1) et un carter (2), caractérisé en ce qu'il est for mé, d'une de deux demi-gorges (15, 16) en vis à vis et ménagées sur les faces en regard respectivement de la volute (1) et de la bride (4) de la barrière thermique et, d'autre part, d'un joint d'étanchéité (10) disposé dans lesdites demi-gorges 16) et comportant deux anneaux (11, 12) concentriques entre lesquels est intercalée une garniture (13) de hauteur, à l'état libre, supérieure à celle desdits anneaux (11, 12). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la demi-gorge (16) de la bride (4) de la barrière thermique (3) présente une largeur supérieure à celle de la demi-gorge (15) de la volute (1). 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en que la demi-gorge (16) de la bride (4) de la barrière thermique (3) présente profon deur égale ou différente à celle de la demi-gorge (15) de la volute (1). 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'anneau intérieur (12) comporte, à sa partie supérieure, une collerette interne (12a). 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'anneau extérieur (11) comporte à sa partie supérieure une collerette externe (11a). 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précé dentes, caractérisé en ce que le jeu entre l'anneau intérieur (11) et face laté rale de la demi-gorge (16) de la bride (4) de la barrière thermique est supé rieure au jeu entre ledit anneau intérieur (12) et la face latérale de la demi-gorge (15) de la volute (1). 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la partie inférieure des anneaux intérieur (12) extérieur (11) est emmanchée dans la demi-gorge (15) de la volute (1) selon toléran ces ajustées déterminant un assemblage à minima légèrement serré.