Brevet FR3154534A1 — publié le 20250425

Dispositif de maintien de deux éléments rapportés l’un sur l’autre, notamment dans un réacteur nucléaire compact Le dispositif (10) de maintien comporte une vis de fixation (16), comprenant une tête de vis (16a) et un corps de vis (16b), et une partie taraudée (18) de réception du corps de vis (16b), la partie taraudée (18) étant solidaire du premier élément (12), et une douille de maintien (24) tubulaire, comprenant un passage central (26) pour la vis (16). La douille de maintien (24) comporte au moins une partie (32) radialement saillante vers l’extérieur, destinée à être insérée dans un logement (34) ménagé dans le second élément (14). La douille de maintien (24) comporte, à une extrémité proximale, une partie (36) déformable entre une configuration de passage de la vis (16), et une configuration de maintien de la tête de vis (16a). Figure pour l'abrégé : figure 2 Dispositif de maintien de deux éléments rapportés l’un sur l’autre, notamment dans un réacteur nucléaire compact La présente invention concerne un dispositif de maintien de deux éléments rapportés l’un sur l’autre, notamment dans un réacteur nucléaire compact. Un tel dispositif de maintien est par exemple destiné au maintien d’une virole de séparation de débit sur une plaque à tubes de générateur de vapeur dans un réacteur nucléaire compact, permettant de manipuler ensemble la virole et la plaque à tubes lors de leur montage ou démontage dans le réacteur nucléaire compact. Dans un tel réacteur nucléaire compact, notamment de type K, de l’eau d’un circuit primaire est chauffée dans la cuve d’un réacteur nucléaire, contenant les crayons de combustible nucléaire et circule dans des tuyaux passant dans un générateur de vapeur recevant l’eau du circuit secondaire afin de permettre un échange thermique entre l’eau circulant dans le circuit primaire et l’eau du circuit secondaire. A l’issue de cet échange, l’eau du circuit primaire refroidie dans les tuyaux retourne dans la cuve où elle est de nouveau chauffée. De façon connue, la partie du circuit primaire contenant l’eau chaude est nommée jambe chaude et la partie du circuit primaire contenant l’eau froide est nommée jambe froide. Au niveau du passage de la cuve au générateur de vapeur, il est connu de séparer de façon étanche la jambe chaude de la jambe froide par une virole de séparation des débits. La virole de séparation des débits est fixée à la plaque à tubes du générateur de vapeur, par des moyens de fixation connus en soi. Un dispositif de maintien est prévu pour maintenir la virole de séparation des débits sur la plaque à tubes avec de manipuler l’ensemble lors du montage ou démontage. Un tel dispositif de maintien comprend des vis. La présente invention vise à proposer un dispositif de maintien empêchant la chute des têtes de vis en cas de rupture de celles-ci, afin d’éviter la présence d’un corps migrant dans le circuit primaire. Dans le cadre où le dispositif de maintien est dédié au maintien de la Virole de séparation des débits par rapport à la plaque à tubes du générateur de vapeur, il doit pouvoir être démonté lors des maintenances, et ce avec les contraintes que cela implique en accessibilité et en radioprotection. A cet effet, l’invention a pour objet un dispositif de maintien d’un premier élément avec un second élément, comportant au moins une vis de fixation, comprenant une tête de vis et un corps de vis, et, pour chaque vis de fixation : - une partie taraudée de réception du corps de vis, la partie taraudée étant solidaire du premier élément, - une douille de maintien, de forme générale tubulaire, comprenant un passage central pour la vis, le passage central étant délimité par une paroi intérieure, la paroi intérieure comprenant une partie annulaire radialement saillante vers l’intérieur destinée à être serrée longitudinalement entre la tête de vis et la partie filetée, caractérisé en ce que : - la douille de maintien comporte au moins une partie radialement saillante vers l’extérieur, destinée à être insérée dans un logement ménagé dans le second élément, - la douille de maintien comporte, à une extrémité proximale, une partie déformable entre une configuration de passage de la vis, et une configuration de maintien de la tête de vis. En cas de rupture de la tête de vis, celle-ci resterait maintenue par la douille de maintien, notamment par sa partie déformable, la douille de maintien restant maintenue au second élément par la partie radialement saillante vers l’extérieur. Suivant d’autres aspects avantageux de l’invention, le dispositif de fixation comprend une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou suivant toutes les combinaisons techniquement possibles : - La partie taraudée est formée par un pion solidaire du premier élément. - Le pion est soudé au premier élément, de préférence dans une cavité de réception de ce pion. - Le second élément comporte une ouverture traversante en regard de la partie taraudée, l’ouverture traversante étant délimitée par une paroi interne de forme générale de révolution autour d’un axe longitudinal, la paroi interne comportant un épaulement annulaire, disposé, dans la direction longitudinale, entre le pion et la tête de vis, et la douille comprenant un également en regard dudit épaulement annulaire. - La partie saillante est formée par une languette repliable. - Le logement de réception de la parte radialement saillante est délimité d’une part par le second élément et d’autre part par le premier élément. - La partie déformable est formée par une partie mince de la douille. L’invention concerne également un réacteur nucléaire comportant une plaque et une virole de séparation des débits, caractérisé en ce qu’il comporte un dispositif de maintien tel que défini précédemment, dans lequel le premier élément est formé par la plaque et le second élément est formé par la virole de séparation des débits. L’invention concerne enfin un procédé de montage d’un dispositif de maintien tel que défini précédemment, caractérisé en ce qu’il comporte les étapes suivantes : - agencement de la douille dans une ouverture du second élément, - disposition de la partie radiale dans le logement, - disposition du second élément sur le premier élément en mettant chaque ouverture en regard de la partie taraudée correspondante, - insertion de la vis en la vissant dans l’orifice taraudé, et - déformation de la partie déformable vers sa configuration de maintien de la tête de vis. L’invention apparaîtra plus clairement à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins dans lesquels : FIG. 1 la FIG. 1 est une vue en coupe axiale d’un réacteur nucléaire compact comprenant un dispositif de maintien selon un exemple de mode de réalisation de l’invention ; FIG. 2 la FIG. 2 est une vue en coupe axiale dudit dispositif de maintien. On a représenté, sur la FIG. 2 , un dispositif 10 de maintien d’un premier élément 12 avec un second élément 14, selon un exemple de mode de réalisation de l’invention. Par exemple, l’invention est mise en œuvre dans un réacteur nucléaire compact. Un tel réacteur nucléaire compact fait par exemple partie d’un système de propulsion nucléaire, destiné par exemple à équiper un sous-marin. Il est cependant entendu que le dispositif de maintien 10 peut être utilisé dans d’autres applications nécessitant le maintien d’une tête de vis en cas de rupture de cette dernière. De manière classique, le réacteur nucléaire 100 comprend principalement une cuve 102, contenant des crayons de combustible nucléaire 104 et de l’eau d’un circuit primaire mise en mouvement par une pompe 106 et comprimée par un compresseur 108, et un générateur de vapeur 110 contenant de l’eau d’un circuit secondaire injectée dans le générateur de vapeur 110 par une entrée d’eau froide 112 et sortant du générateur de vapeur 110 sous forme de vapeur par une sortie 114 pour alimenter par exemple une turbine d’un système de propulsion. L’eau du circuit secondaire est chauffée par l’eau du circuit primaire par échange thermique entre l’eau du circuit secondaire contenue dans le générateur de vapeur 110 et l’eau chaude du circuit primaire circulant dans des faisceaux de tuyaux 116 s’étendant dans le générateur de vapeur 110, l’eau du circuit primaire passant de la cuve 102 aux faisceaux de tuyaux 116, après avoir été chauffée par les crayons de combustible nucléaire 104, au travers d’une plaque de séparation séparant la cuve 102 du générateur de vapeur 110. Les flèches C de la FIG. 1 représentent le trajet de l’eau chaude du circuit primaire. L’eau du circuit primaire refroidie après l’échange thermique retourne dans la cuve 102 du fait de la forme des tuyaux des faisceaux de tuyaux 116 comme représenté par les flèches F de la FIG. 1 , représentant le trajet de l’eau froide dans le circuit primaire. Dans la cuve 102, l’eau froide, désignée par l’expression jambe froide, est séparée de l’eau chaude, désignée par l’expression jambe chaude, par une paroi 120 entourant les crayons de combustible 104. Au niveau de la plaque de séparation, le réacteur nucléaire 100 comprend une virole de séparation des débits surmontant la paroi 120 et assurant une étanchéité entre la jambe chaude et la jambe froide pour éviter que l’eau de la jambe chaude n’entre dans la jambe froide. Dans le contexte de la présente invention, la plaque de séparation forme ledit premier élément 12, et la virole de séparation des débits forme ledit second élément 14. Le dispositif de maintien 10 comporte au moins une vis de fixation 16, et de préférence une pluralité de vis de fixation 16, dont une seule est représentée sur la FIG. 2 . Le dispositif de maintien 10 est identique au niveau des autres vis de fixation. Chaque vis de fixation 16 s’étend dans une direction longitudinale. Chaque vis de fixation 16 comporte de manière classique une tête de vis 16a et un corps de vis 16b s’étendant dans la direction longitudinale. La tête de vis 16a est conformée pour coopérer avec un outil de vissage adapté, et le corps de vis 16b est fileté. De préférence, la tête de vis 16a comporte un chanfrein 15. Le premier élément 12 comporte une partie taraudée 18, solidaire de ce premier élément 12, et complémentaire du corps de vis 16b de sorte que le corps de vis 16b est susceptible d’être vissé dans la partie taraudée 18. La partie taraudée 18 est de préférence formée par un pion soudé au premier élément 12 et percé d’un orifice taraudé. L’orifice taraudé est défini autour d’un axe longitudinal X parallèle à la direction longitudinale. Le pion présente de préférence une forme générale de révolution autour de l’axe longitudinal X. Le second élément 14 comporte une ouverture traversante 17 en regard de la partie taraudée 18, s’étendant parallèlement à la direction longitudinale X. L’ouverture traversante 17 est délimitée par une paroi interne 17a de forme générale de révolution autour de l’axe longitudinal X. La paroi interne 17a comporte un épaulement annulaire 17b, disposé, dans la direction longitudinale, entre le pion 18 et la tête de vis 16a. Avantageusement, le premier élément 12 comporte une cavité 19 de réception du pion 18, dans laquelle est emboité le pion 18 avant soudage. Ledit pion 18 s’étend longitudinalement entre une extrémité distale 20 soudée au premier élément 12, et une extrémité proximale 22 à laquelle débouche l’orifice taraudé. Le dispositif de fixation 10 comporte par ailleurs une douille de maintien 24 de forme générale tubulaire, comprenant un passage central 26 pour la vis. Le passage central 26 est délimité par une paroi intérieure 28. La paroi intérieure 28 comprend une partie annulaire 30 radialement saillante vers l’intérieur. La partie annulaire 30 est disposée entre le pion 18 et la tête de vis 16a, de manière à être serrée entre eux lors du serrage de la vis 16 dans le pion 18. La douille de maintien 24 comporte au moins une partie 32 radialement saillante vers l’extérieur, destinée à être insérée dans un logement 34 ménagé dans le second élément 14. Dans le mode de réalisation décrit, ledit logement 34 est formé par un évidement dans le second élément 14 d’une part, et par une paroi du premier élément 12 d’autre part. La partie saillante 32 est de préférence ménagée à une extrémité distale de la douille de maintien 24. La partie saillante 32 est de préférence formée par une languette repliable. La douille de maintien 24 présente une paroi extérieure 35, de diamètre très légèrement inférieur à celui de la paroi interne 17a dans une partie distale comprise entre l’épaulement 17b et le premier élément 12, de manière à permettre l’insertion de la douille de maintien 24 dans l’ouverture 17, tout en autorisant un débattement transversal le plus faible possible, voire quasi-nul. Ce débattement transversal quasi-nul permet notamment un centrage de la douille 24 par rapport à l’ouverture 17. La paroi extérieure 35 comporte par ailleurs un épaulement 35a, destiné à être agencé en regard de l’épaulement 17b. La douille de maintien 24 comporte, à une extrémité proximale, une partie 36 déformable entre une configuration de passage de la vis 16, et une configuration de maintien de la tête de vis 16a. La partie déformable 36 est par exemple formée par une partie mince de la douille 24. La partie 36 est déformable au moyen d’un outil prévu à cet effet, par exemple un outil de serrage permettant de resserrer la partie déformable 36 sur la tête de vis 16a. Plus particulièrement, la partie 36 est déformée contre le chanfrein 15 de la tête de vis 16a. En variante, la partie déformable pourrait être formée par une pluralité de languettes déformables. Le procédé de montage du dispositif de maintien 10 va maintenant être décrit. Dans un premier temps, le pion 18 est mis en place dans la cavité 19 du premier élément 12, avant d’y être soudé. Par ailleurs, la douille 24 est disposée dans l’ouverture 17, depuis une extrémité proximale de l’ouverture 17 vers une extrémité distale. L’insertion de la douille 24 est limitée par les épaulements 17b et 35a en regard l’un de l’autre. Au cours d’une étape suivante, chaque partie radiale 32 est mise en place, par exemple en pliant radialement la ou les languettes formant la ou les parties radiales 32. La partie radiale s’étend ainsi dans le logement 34. Il est à noter qu’à ce stade, la douille 34 est maintenue dans l’ouverture 17, vers l’extrémité proximale par la partie radiale 32 et vers l’extrémité distale par l’épaulement 35a. Le second élément 14 peut donc être manipulé sans risque de chute de la douille 34. Le second élément 14 est ensuite rapporté sur le premier élément 12, en mettant chaque ouverture 17 en regard de chaque pion 18 correspondant. Le second élément 14 est mis en place en s’assurant que le pion 18 s’insère dans la douille 24. Ainsi, la douille 24 entoure le pion 18. La vis 16 est ensuite insérée à travers l’ouverture 17 pour être vissée dans l’orifice taraudé du pion 18. Le vissage est réalisé jusqu’à ce que la partie annulaire 30 soit enserrée entre le pion 18 et la tête de vis 16a. Le vissage est réalisé au moyen d’un outil de vissage classique, à traverse l’ouverture 17. Une fois vissée, la vis 16 permet, avec les autres vis, un maintien des premier 12 et second 14 éléments entre eux. Plus particulièrement, lorsque le premier élément 12 s’éloigne du second élément 14, l’épaulement 17b vient en contact avec l’épaulement 35a, cet épaulement 35a étant lié à la vis 16 par l’intermédiaire de la douille 24. Les premier 12 et second 14 éléments ne peuvent donc pas s’éloigner davantage que le jeu entre les épaulements 17b et 35a. On notera que les efforts transversaux passent du second élément 14 au premier élément 12 à travers la douille 24 et le pion 18. Le dispositif de maintien 10 permet donc de maintenir transversalement l’assemblage des premier 12 et second 14 éléments. Il est à noter que les efforts ne passent pas par la vis, bien que celle-ci est peu sollicitée, ce qui limite les risques de rupture de la tête de vis. Enfin, le procédé comporte le serrage de la partie déformable 36 sur la tête de vis 16a. En cas de rupture de la tête de vis 16a, celle-ci reste maintenue par la partie déformable 36 de la douille 24. Cette douille 24 reste alors maintenue dans l’ouverture 17 par la partie radialement saillante 32. On notera que le démontage du dispositif de maintien 10 est aisé, en prévoyant simplement le desserrage de la partie déformable 36. Dispositif (10) de maintien d’un premier élément (12) avec un second élément (14), comportant au moins une vis de fixation (16), comprenant une tête de vis (16a) et un corps de vis (16b), et, pour chaque vis de fixation (16) : - une partie taraudée (18) de réception du corps de vis (16b), la partie taraudée (18) étant solidaire du premier élément (12), - une douille de maintien (24), de forme générale tubulaire, comprenant un passage central (26) pour la vis (16), le passage central (26) étant délimité par une paroi intérieure (28), la paroi intérieure (28) comprenant une partie annulaire (30) radialement saillante vers l’intérieur destinée à être serrée longitudinalement entre la tête de vis (16a) et la partie filetée (18), caractérisé en ce que : - la douille de maintien (24) comporte au moins une partie (32) radialement saillante vers l’extérieur, destinée à être insérée dans un logement (34) ménagé dans le second élément (14), - la douille de maintien (24) comporte, à une extrémité proximale, une partie (36) déformable entre une configuration de passage de la vis (16), et une configuration de maintien de la tête de vis (16a). Dispositif de maintien (10) selon la revendication 1, dans lequel la partie taraudée (18) est formée par un pion solidaire du premier élément (12). Dispositif de maintien (10) selon la revendication 2, dans lequel le pion est soudé au premier élément (12), de préférence dans une cavité (19) de réception de ce pion. Dispositif de maintien (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le second élément (14) comporte une ouverture traversante (17) en regard de la partie taraudée (18), l’ouverture traversante (17) étant délimitée par une paroi interne (17a) de forme générale de révolution autour d’un axe longitudinal (X), la paroi interne (17a) comportant un épaulement annulaire (17b), disposé, dans la direction longitudinale, entre le pion (18) et la tête de vis (16a), et la douille (24) comprenant un également (35a) en regard dudit épaulement annulaire (17b). Dispositif de maintien (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la partie saillante (32) est formée par une languette repliable. Dispositif de maintien (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le logement (34) de réception de la parte radialement saillante (32) est délimité d’une part par le second élément (14) et d’autre part par le premier élément (12). Dispositif de maintien (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la partie déformable (36) est formée par une partie mince de la douille (24). Réacteur nucléaire (100) comportant une plaque (12) et une virole de séparation des débits (14), caractérisé en ce qu’il comporte un dispositif de maintien (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le premier élément est formé par la plaque (12) et le second élément est formé par la virole de séparation des débits (14). Procédé de montage d’un dispositif (10) de maintien selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu’il comporte les étapes suivantes : - agencement de la douille (24) dans une ouverture (17) du second élément (14), - disposition de la partie radiale (32) dans le logement (34), - disposition du second élément (14) sur le premier élément (12) en mettant chaque ouverture (17) en regard de la partie taraudée (18) correspondante, - insertion de la vis (16) en la vissant dans l’orifice taraudé (18), et - déformation de la partie déformable (36) vers sa configuration de maintien de la tête de vis (16a).