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"Bouchon pour tube et procédé de bouchage de tubes"
La présente invention est relative à un appareil et à un procédé destinés au bouchage d'éléments tubulaires et, plus particulièrement, à un bouchon de tube et à un procédé de bouchage de tubes, tels qu'un tube d'échangeur de chaleur d'un générateur de vapeur nucléaire.
Dans les échangeurs de chaleur du type tubulaire, un premier liquide circule dans les tubes de l'échangeur de chaleur, tandis qu'un second liquide entoure l'extérieur de ces tubes, de sorte qu'un échange de chaleur se développe entre les deux liquides. Occasionnellement, l'un des tubes peut devenir défectueux de sorte qu'une fuite est ou bien menaçante ou bien se produit, en permettant un mélange des deux liquides.
Lorsque ceci se passe, il est parfois nécessaire d'obturer le tube afin que le liquide ne circule pas à travers celui-ci, en empêchant ainsi une fuite depuis ce tube.
Les échangeurs de chaleur du type tubulaire, utilisés dans les centrales nucléaires, sont couramment désignés par générateurs de vapeur. Lorsqu'un défaut se produit dans les tubes d'un générateur de vapeur nucléaire, en permettant au liquide primaire se trouvant dans les tubes de se mélanger avec le liquide secondaire se trouvant à l'extérieur des tubes, un problème plus particulier se présente. Non seulement cette situation suppose un échangeur de chaleur inefficace, mais en outre soulève un problème de contamination radioactive. Comme le liquide circulant dans les tubes d'un générateur de vapeur nucléaire est radioactif, il est important qu'il ne puisse pas fuir depuis les tubes et souiller le
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liquide entourant ces tubes.
Par conséquent, lorsqu'une fuite se produit dans un tube d'échange de chaleur d'un générateur de vapeur nucléaire, le tube d'échange de chaleur est bouché de manière que le liquide primaire ne puisse plus circuler à travers ce tube. Ceci empêche une contamination du liquide entourant les tubes.
Il existe plusieurs types de bouchons mécaniques pouvant être utilisés pour obstruer des tubes d'échange de chaleur. Un dispositif de ce genre, utilisé pour boucher des tubes d'échange de chaleur dans des générateurs de vapeur nucléaires, est décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n 4.982. 763 délivré le 8 janvier 1991 à Klahn, intitulé"Plug Retainer". Le dispositif de retenue de bouchon, destiné à retenir un bouchon de tube, comprend une cuvette de verrouillage présentant un passage la traversant, et une partie inférieure, filetée extérieurement, destinée à se monter par vissage dans l'extrémité taraudée ouverte du bouchon de tube, et une vis à tête cubique comportant une tige filetée pouvant être montée par vissage dans le mandrin taraudé du bouchon de tube.
La cuvette de verrouillage est sertie par-dessus la vis à tête cubique en utilisant les cannelures existant sur la tête de la vis à tête cubique. Toutefois, la cuvette de verrouillage peut sortir par inadvertance hors du bouchon de tube en raison des vibrations existant durant le fonctionnement du générateur de vapeur.
Un autre type de bouchon mécanique est décrit dans la demande de brevet aux Etats-Unis d'Amérique en suspens numéro de série 07/699.416, déposée en même temps que la présente par Keating et intitulée"Tube Plug and Method for Plugging a Tube", et cédée à la cessionnaire de la présente invention. Le bouchon de tube destiné à boucher un tube en vue d'empêcher une circulation de liquide à travers ce tube comprend une enveloppe,
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un élément d'expansion, un dispositif formant boulon pour obturer la chambre formée par l'enveloppe, et des moyens de blocage ou de verrouillage destinés à assembler l'enveloppe, le dispositif formant boulon, l'élément d'expansion, et les moyens de blocage.
Les moyens de blocage comprennent une partie en forme de patte déformable pour s'adapter dans au moins une cavité du dispositif formant boulon ou de l'enveloppe.
Un autre type de bouchon mécanique est décrit dans la demande de brevet aux Etats-Unis d'Amérique en suspens n 07/439.118, déposée le 20 novembre 1989 par Haberman et col., et cédée à la cessionnaire de la présente invention. Le bouchon pour tube destiné à obturer un tube en vue d'empêcher une circulation à travers celui-ci comprend une enveloppe, un élément d'expansion, et un élément d'étanchéité destiné à assurer l'étanchéité de la chambre délimitée par l'enveloppe.
L'élément d'étanchéité et l'enveloppe sont soudés ensemble en vue de bloquer ou de fixer cet élément d'étanchéité sur cette enveloppe pour empêcher leur séparation. L'installation de l'élément d'étanchéité dans l'enveloppe assure l'obturation étanche de l'extrémité ouverte de cette enveloppe en vue d'empêcher un réfrigérant de pénétrer dans la chambre de l'enveloppe et d'exercer une pression sur la paroi du bouchon, et elle occupe un espace intérieur à la chambre de l'enveloppe pour réduire la possibilité de contraintes résiduaires à l'intérieur de la paroi du bouchon. Bien que le bouchon de tube obture des tubes de manière satisfaisante, le soudage de l'élément d'étanchéité et de l'enveloppe exige les phases supplémentaires de soudage et d'inspection de la soudure durant l'installation du bouchon de tube à l'intérieur du tube.
En outre, si l'enveloppe du bouchon de tube a été creusée sur une certaine distance dans le tube, l'élément d'étanchéité ne peut pas être soudé à
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l'enveloppe, et par conséquent l'élément d'étanchéité et cette enveloppe ne peuvent pas être fixés l'un à l'autre par soudage.
Le but principal de la présente invention est de prévoir un bouchon de tube qui comprend des moyens pour fixer ensemble les divers éléments constituant le bouchon de tube, de manière que ces éléments ne se séparent pas du fait de vibrations. Un but supplémentaire est de prévoir un procédé pour l'installation du bouchon de tube.
Avec ces objectifs en vue, la présente invention concerne un dispositif de bouchage, tel qu'un bouchon de tube, destiné à empêcher la circulation d'un liquide à travers une ouverture ou un élément tubulaire, tel qu'un tube de générateur de vapeur nucléaire, ce dispositif comprenant une cuvette de verrouillage destinée à assembler les divers éléments constituant le bouchon de tube. Le dispositif de bouchage comprend un premier élément, tel qu'une enveloppe de bouchon de tube, comportant un passage le traversant au moins partiellement, et comportant une partie présentant un pas de vis intérieur, un second élément, tel qu'un dispositif formant boulon, disposé dans le passage du premier élément, et une cuvette de verrouillage annulaire disposée dans le passage du premier élément et présentant un pas de vis extérieur.
Le pas de vis extérieur présente une partie déformée en vue de créer une résistance supplémentaire significative au vissage et au dévissage de la cuvette de verrouillage dans et hors du premier élément susdit, en vue d'empêcher une séparation par inadvertance du premier élément, du second élément et de la cuvette de verrouillage. La partie déformée peut présenter une allure ondulatoire, formée par au moins un décalage de la racine et du pas et formée par au moins une protubérance du pas de vis extérieur de la cuvette de
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verrouillage.
Au moins l'un des éléments formés par le second élément susdit et la cuvette de verrouillage comporte au moins une cavité destinée à recevoir une partie déformable de l'autre de ces deux éléments formés par le second élément et par la cuvette de verrouillage, en vue de l'assemblage du premier élément, du second élément et de la cuvette de verrouillage.
Le bouchon de tube peut également comprendre un élément d'expansion destiné à coopérer par vissage avec le dispositif formant boulon, les filets du dispositif d'expansion et du dispositif formant boulon pouvant présenter un pas différent de celui des filets de la cuvette de verrouillage et de l'enveloppe, en créant ainsi une caractéristique supplémentaire de fixation du bouchon de tube. L'entrée en contact métal sur métal d'une surface diamétrale extérieure de la cuvette de verrouillage et d'une face de l'enveloppe, et l'entrée en contact métal sur métal d'une surface conique du dispositif formant boulon et d'une surface conique de la cuvette de verrouillage assurent l'étanchéité de la chambre existant à l'intérieur de l'enveloppe en vue d'empêcher une circulation de liquide à travers le bouchon de tube.
Un procédé de bouchage ou d'obstruction d'un tube comprend les phases suivantes : l'installation de l'enveloppe à l'intérieur d'un tube, la déformation des filets d'une cuvette de verrouillage pour qu'ils présentent une configuration ondulatoire, le vissage de la cuvette de verrouillage dans l'enveloppe, la mise en place d'un dispositif formant boulon dans la cuvette de verrouillage et dans l'enveloppe, et le sertissage de la cuvette de verrouillage dans une cavité du dispositif formant boulon, en vue d'assurer l'assemblage de l'enveloppe, du dispositif formant boulon et de la cuvette de verrouillage en vue d'empêcher une circulation de liquide à travers ce tube.
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Bien que la présente description se termine par des revendications mettant particulièrement en évidence et revendiquant clairement l'objet de l'invention, celle-ci pourra toutefois être mieux comprise encore en considérant la description suivante donnée avec référence aux dessins non limitatifs annexés.
La Figure 1 est une illustration schématique d'un générateur de vapeur en coupe verticale partielle, des parties ayant été supprimées pour la clarté, cette figure montrant également deux tubes de générateur de vapeur, l'un de ces tubes comportant des bouchons de tube disposés dans des extrémités ouvertes de ce tube.
La Figure 2 est une vue en coupe verticale partielle d'un bouchon de tube.
La Figure 3 est une vue prise suivant la ligne 3-3 de la Figure 2.
La Figure 4 est une vue en coupe verticale partielle d'une cuvette de verrouillage.
La Figure 5 est une vue isométrique d'une partie déformée du pas de vis extérieur de la cuvette de verrouillage.
La Figure 6 est une vue détaillée agrandie, prise suivant la ligne 6-6 de la Figure 5.
La Figure 7 est une vue prise suivant la ligne 7-7 de la Figure 4.
La Figure 8 est une vue en coupe verticale du bouchon de tube, le dispositif formant boulon et la cuvette de verrouillage étant installés à l'intérieur d'une enveloppe du bouchon de tube.
L'invention décrite ici procure un dispositif de bouchage, tel qu'un bouchon de tube, et un procédé pour le bouchage d'un élément tubulaire, tel qu'un tube de générateur de vapeur nucléaire, qui utilise une cuvette de verrouillage destinée à fixer ensemble les parties constitutives individuelles formant le bouchon de
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tube, en réduisant de la sorte la possibilité d'une séparation des divers éléments du bouchon de tube, séparation due à une vibration se produisant durant le fonctionnement du générateur de vapeur.
Si on se reporte à la Figure 1, le générateur de vapeur 10 y est schématiquement illustré comme comportant intérieurement plusieurs tubes 20 (seuls deux tubes sont illustrés). L'un de ces tubes 20, par exemple un tube 22 comportant une paroi intérieure 24, peut s'être dégradé du fait de vibrations ou d'une fissuration due à la corrosion sous contrainte par l'eau primaire, pouvant s'être produites durant le fonctionnement du générateur de vapeur 10. Le tube 22 peut présenter une fissure permettant le mélange du fluide primaire radioactif se trouvant dans le tube 22 avec le fluide secondaire non radioactif se trouvant à l'extérieur de ce tube 22.
Pour empêcher un tel mélange des fluides, le générateur de vapeur 10 est mis hors service d'une manière connue en soi et un bouchon de tube 40 est mis en place dans les deux extrémités ouvertes du tube 22 pour boucher ce tube dégradé. Après le bouchage du tube 22, le générateur de vapeur 10 est remis en service. Le bouchon de tube 40 empêche la circulation du fluide primaire à travers le tube 22. Toutefois, la fissuration due à la corrosion sous contrainte, qui a provoqué la dégradation du tube 22, peut également affecter le bouchon de tube 40 et provoquer ainsi une dégradation similaire de ce bouchon.
Si on se réfère à la Figure 2, le bouchon de tube 40 comprend un premier élément, tel qu'une enveloppe 52, un élément d'expansion 54, un second élément, tel qu'un dispositif formant boulon 56, et une cuvette de verrouillage 58. L'enveloppe 52 est un élément essentiellement cylindrique, fabriqué en métal, par exemple en Inconel 600. Le métal Inconel est un alliage composé essentiellement de nickel, de chrome et de fer,
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ainsi que d'une trace de cobalt. L'enveloppe 52 présente une surface intérieure conique 60 d'une paroi extérieure 62, cette surface ayant un plus grand diamètre à l'extrémité fermée 64 de l'enveloppe 52 et un plus petit diamètre à l'extrémité ouverte 66 de cette enveloppe.
L'enveloppe 52 présente également un passage 68 la traversant au moins partiellement, et une face de bouchon 69 à l'extrémité ouverte 66. L'extrémité fermée 64, l'extrémité ouverte 66 et la paroi extérieure 62 délimitent une chambre 70 intérieure à l'enveloppe 52. Dans cette chambre 70, se trouve un élément d'expansion 54 qui peut présenter un passage cylindrique taraudé 72, cet élément étant destiné à provoquer l'expansion de la paroi extérieure 62 de l'enveloppe 52 pour qu'elle entre en contact d'étanchéité avec la paroi intérieure 24 du tube 22 pour boucher celui-ci.
La surface intérieure 60 est conformée de manière que l'élément d'expansion 54 soit capturé à l'intérieur de l'enveloppe 52 pour qu'un déplacement de l'élément d'expansion 54 par rapport à la surface intérieur 60 provoque une expansion de l'enveloppe 52 sans permettre à l'élément d'expansion 54 d'être retiré de l'enveloppe 52.
L'enveloppe 52 comporte une partie cylindrique filetée 74, formant jupe, près de l'extrémité ouverte 66, cette jupe ayant un diamètre plus grand que le plus petit diamètre de la surface intérieure 60 de la paroi extérieure 62 pour permettre à un appareil (non illustré), tel qu'un outil pour la manipulation de l'élément d'expansion 54, d'être amené à coopérer par vissage avec la partie formant jupe ou à être introduit à travers cette partie formant jupe filetée 74 vers la chambre 70. La jupe 74 comporte un pas de vis intérieur 75 destiné à coopérer par vissage avec la cuvette de verrouillage 58. La jupe 74 comporte également une cavité 76 prévue au voisinage et intérieurement à l'extrémité
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intérieure 77 du pas de vis intérieur 75 de la jupe 74 pour former un dégagement pour ce pas de vis intérieur.
L'enveloppe 52 présente en outre une épaisseur de paroi sensiblement uniforme dans sa partie qui est amenée à expansion grâce à l'élément d'expansion 54. Plusieurs plages extérieures 78 peuvent être formées d'une pièce sur la paroi extérieure 62 de l'enveloppe 52, de manière telle que la hauteur de chaque plage 78 augmente depuis l'extrémité fermée 64 vers l'extrémité ouverte 66, tandis que les surfaces extérieures de toutes les plages 78 sont maintenues à peu près au même diamètre extérieur, et tandis que l'épaisseur de paroi de l'enveloppe 52 reste sensiblement constante dans toute la partie de cette enveloppe 52, où se trouvent les plages 78. Celles-ci créent une étanchéité renforcée entre l'enveloppe 52 et le tube 22.
L'enveloppe 52 est également construite de manière que la jupe 74 présente, au voisinage de l'extrémité ouverte 66, une section de paroi'' plus épaisse que le reste de l'enveloppe 52, pour assurer une stabilité lors de l'extraction du bouchon de tube 40.
Avant la fin de la fabrication de l'enveloppe 52, l'élément d'expansion 54 est installé à travers l'extrémité ouverte 66 de cette enveloppe 52 et dans la chambre 70 de celle-ci. Ensuite, cette enveloppe 52 est soumise à une réduction de section pour que l'élément d'expansion 54 soit capturé à l'intérieur de cette enveloppe 52.
En se référant encore à la Figure 2, l'élément d'expansion 54 peut être fabriqué en métal trempable, tel qu'en Carpenter Custom 455 et il est conformé, dans cette réalisation, de manière à présenter une extrémité menante 80 ayant un rayon mixte tangentiellement, ce qui réduit au minimum un"creusement"ou une poussée de métal en avant de l'élément d'expansion 54 lorsque celui-ci est tiré à travers l'enveloppe 52.
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L'élément d'expansion 54 présente également une surface extérieure polie qui améliore son déplacement par rapport à l'enveloppe 52. L'élément d'expansion 54 comporte également une partie arrière 82 qui est conformée pour présenter une arête vive afin d'assurer un mécanisme à auto-blocage.
Bien que la caractéristique d'arête vive de la partie arrière 82 empêche l'élément d'expansion 54 de se déplacer vers l'extrémité fermée 64 de l'enveloppe 52, en empêchant de la sorte une contraction diamétrale de l'enveloppe 52 par inadvertance, la construction de l'élément d'expansion 54 est telle que la caractéristique d'arête vive de la partie arrière 82 n'empêche pas une poussée de cet élément d'expansion 54 vers l'extrémité fermée 64 par un outil d'enlèvement de bouchon (non illustré).
L'élément d'expansion 54 comporte également une surface extérieure conique 84 qui est agencée de manière que son diamètre extérieur soit plus petit au voisinage de l'extrémité menante 80 et plus grand au voisinage du bord arrière 82. La forme de la surface extérieure 84 fournit un mécanisme pour l'expansion de l'enveloppe 52 lorsque l'élément d'expansion 54 est déplacé par rapport à cette enveloppe. L'élément d'expansion 54 présente également un pas de vis intérieur 86 pouvant être utilisé pour recevoir un outil d'installation de bouchon (non illustré) durant le processus d'expansion, et pouvant également être utilisé pour coopérer avec le dispositif formant boulon 56.
Comme on l'a mentionné précédemment, l'enveloppe 52 et l'élément d'expansion 54 peuvent être du type décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique nO 4.390. 042 délivré le 28 juin 1983 à Kucherer et col., intitulé"Tube Plug"et cédé à la cessionnaire de la présente invention. si on se réfère encore aux Figures 2 et 3, le dispositif formant boulon 56 comporte une tête de
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boulon 90 à une extrémité, un axe 91 à l'extrémité opposée, et une surface 92 et une conicité 93 prévues entre la tête de boulon 90 et l'axe 91.
Lors d'une mise en place à travers l'extrémité ouverte 66 de l'enveloppe 52, la tête de boulon 90 est définie comme étant la partie extrême du dispositif formant boulon 56, qui est la plus proche de l'extrémité ouverte 66 de l'enveloppe 52, et l'axe 91 est défini comme étant la partie extrême du dispositif formant boulon 56, qui est la plus proche de l'extrémité fermée 64 de l'enveloppe 52. L'arbre 91 peut présenter un pas de vis extérieur 94 correspondant au pas de vis intérieur 86 de l'élément d'expansion 54, pour amener, par vissage, le dispositif formant boulon 56 et l'élément d'expansion 54 à coopérer. Le dispositif formant boulon 56 peut être fabriqué en métal, par exemple en Inconel 690, pour résister à une fissuration due à la corrosion sous contrainte.
La tête de boulon 90 comporte une partie dentelée 98 comportant au moins une cavité 99 mais de préférence au moins deux, pour assurer une caractéristique plus puissante de verrouillage pour le bouchon de tube 40 en vue de l'assemblage de l'enveloppe 52, de l'élément d'expansion 54, du dispositif formant boulon 56 et de la cuvette de verrouillage 58. La tête de boulon 90 du dispositif formant boulon 56 présente en outre une cavité 100, par exemple un trou hexagonal, destinée à recevoir un dispositif (non illustré) capable d'introduire le dispositif formant boulon 56 dans l'enveloppe 52 et l'élément d'expansion 54 et de retirer ce dispositif formant boulon hors de l'enveloppe 52 et de l'élément d'expansion 54.
La tête de boulon 90 du dispositif formant boulon 56 est de dimensions lui permettant de se monter dans la cuvette de verrouillage 58 et elle a un plus grand diamètre que l'axe 91 du dispositif formant boulon 56 pour créer entre eux la surface 92 et la
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conicité 93. Comme la position exacte de l'élément d'expansion 54 à l'intérieur de l'enveloppe 52 peut ne pas être connue, la longueur du dispositif formant boulon 56 devrait être suffisante pour que le pas de vis extérieur 94 du dispositif formant boulon 56 s'engage dans le pas de vis intérieur 86 de tout élément d'expansion installé quelconque 54.
En installant le dispositif formant boulon 56 dans l'enveloppe 52, un fluide ne peut pas créer une attaque corrosive de la surface intérieure 60 de l'enveloppe 52. En outre, le dispositif formant boulon 56 occupe un certain espace à l'intérieur de la chambre 70, ce qui réduit ainsi le volume de liquide à l'intérieur de cette chambre 70 afin de réduire au minimum toute énergie emmagasinée quelconque dans la chambre 70. L'obturation étanche de la chambre 70 et la réduction du volume de liquide à l'intérieur de cette chambre donnent un bouchon de tube 40 présentant une susceptibilité réduite à une fissuration due à la corrosion sous contrainte.
En outre, en vissant le dispositif formant boulon 56 dans l'élément d'expansion 54, celui-ci est retenu par ce dispositif formant boulon 56 dans le cas improbable où une partie de l'enveloppe 52 se fissurerait, en empêchant de la sorte l'élément d'expansion 54 de se déplacer librement dans la totalité du générateur de vapeur.
En se référant aux Figures 2 et 4, le bouchon de tube 40 comprend également une cuvette de verrouillage 58 qui peut être fabriquée en Inconel 690 pour réduire la susceptibilité de cette cuvette de verrouillage 58 à une fissuration due à la corrosion sous contrainte. La cuvette de verrouillage 58 est un élément annulaire présentant une partie extrême ouverte intérieure 102, une partie extrême ouverte extérieure 104, une paroi 106 et une surface diamétrale extérieure 107, prévue entre la partie extrême ouverte extérieure 104 et
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la partie extrême ouverte intérieure 102.
La partie extrême ouverte intérieure 102 a un diamètre plus petit que celui de la partie extrême ouverte extérieure 104 pour permettre à cette partie extrême ouverte intérieure 102 d'être installée dans la partie 74 formant jupe de l'enveloppe 52 et pour permettre que la surface diamétrale extérieure 107 entre en contact avec l'enveloppe 52. Le diamètre de la partie extrême ouverte extérieure 104 est tel qu'il permette l'installation de la cuvette de verrouillage 58 dans un bouchon de tube 40 disposé à n'importe quel niveau d'élévation à l'intérieur du tube 22. Lorsque la cuvette de verrouillage 58 est installée à l'intérieur de l'enveloppe 52, la surface diamétrale extérieure 107 de la cuvette de verrouillage 58 est en contact avec la face 69 de l'enveloppe 52 en vue de l'obturation étanche de la chambre 70 de cette enveloppe 52.
La paroi 106 comporte un pas de vis extérieur 108 à la partie extrême ouverte intérieure 102, correspondant} au pas de vis intérieur 86 de la jupe 74 de l'enveloppe 52, et ce en vue d'une coopération par vissage de la cuvette de verrouillage 58 et de l'enveloppe 52.
Si on se réfère à la Figure 5, le pas de vis extérieur 108 présente une partie déformée 110 pour résister au vissage et au dévissage de la cuvette de verrouillage 58 dans et hors de l'enveloppe 52, et ce pour empêcher une séparation par inadvertance de cette enveloppe 52, du dispositif formant boulon 56 et de la cuvette de verrouillage 58. La partie déformée 110 comprend au moins deux segments du pas de vis extérieur 108 et elle comporte des filets extérieurs 112 présentant une déformation du pas de vis. Un segment est la distance depuis un point de ce pas de vis extérieur 108 jusqu'au point correspondant de ce même pas de vis après une rotation complète de la cuvette de verrouillage 58.
La
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partie déformée 110 peut comporter 4 à 5 segments au maximum. si on se réfère encore à la Figure 5, le pas des filets extérieurs 112 de la partie déformée 110 est décalé par rapport au pas des filets extérieurs 108 de la cuvette de verrouillage 58 pour assurer la résistance supplémentaire au dévissage de la cuvette de verrouillage 58 depuis l'enveloppe 52. A titre d'exemple, le degré du décalage entre le pas des filets extérieurs 112 et le pas des filets extérieurs 108 peut être d'environ 0,01 cm (0,005 pouce) pour obtenir le degré désiré d'interférence entre les filets intérieurs 75 de l'enveloppe 52 et les filets extérieurs 112 de la cuvette de verrouillage 58.
Si on se réfère aux Figures 5 et 6, sur lesquelles on utilise les mêmes notations de référence pour désigner des parties similaires ou identiques, la Figure 6 est une vue agrandie détaillée des filets illustrés par la Figure 5. Au moins une partie de la racine 113 des filets extérieurs 112 est décalée par rapport à la configuration de la racine 113 des filets extérieurs 108 de sorte que la racine 113 de la partie déformée 110 comprend au moins une onde 114. Dans un segment, une racine 113 comportant plusieurs décalages a la configuration d'un dessin ressemblant à une ondulation. A titre d'exemple, la racine 113 de la partie déformée 110 peut être décalée de 0,01 cm (0,005 pouce) par rapport à la position du reste de la racine des filets extérieurs 108 et 112.
Si on se reporte de nouveau aux Figures 5 et 6, on peut voir qu'au moins une protubérance 118 est prévue entre le sommet 116 et la racine 113 des filets. La protubérance 118 est alignée axialement avec chaque onde 114. Pour chaque segment, les filets extérieurs 112 peuvent de préférence comporter deux protubérance 118, et
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la racine 113 peut comporter deux ondes 114.
A titre d'exemple, la protubérance 118 peut avoir une largeur d'environ 0,01 cm (0,005 pouce), une hauteur d'environ 0,01 cm (0,005 pouce), et une longueur d'environ 0,5 cm (0,200 pouce) pour obtenir le degré désiré de résistance entre les filets intérieurs 75 de l'enveloppe 52 et les filets extérieurs 112 de la cuvette de verrouillage 58, durant l'installation de cette cuvette de verrouillage 58 dans l'enveloppe 52 et durant l'enlèvement de cette cuvette de verrouillage 58 hors de cette enveloppe 52.
Si on se réfère à la Figure 5, un outil d'installation (non illustré) et un outil d'enlèvement (non illustré) créent un couple suffisant pour surmonter l'interférence entre la partie déformée 110 de la cuvette de verrouillage 58 et les filets intérieurs 75 de l'enveloppe 52, par exemple un couple d'environ 4-6 Nm (35-50 in-lb). Le couple nécessaire pour l'installation d'une cuvette de verrouillage ne'comportant pas de partie déformée 110 est d'environ 1 Nm (10 in-lb). En nécessitant le couple supplémentaire d'environ 2-5 Nm (25-40 inlb), la cuvette de verrouillage 58 comportant la partie déformée 110 forme une cuvette de verrouillage présentant une résistance supplémentaire au vissage ou au dévissage de la cuvette de verrouillage 58 dans ou hors de l'enveloppe 52.
Durant l'installation de la cuvette de verrouillage 58 dans l'enveloppe 52, les filets intérieurs 75 de l'enveloppe 52 seront déformés plastiquement.
Durant l'enlèvement de la cuvette de verrouillage 58 hors de l'enveloppe 52, les filets intérieurs 75 de l'enveloppe 52 seront déformés plastiquement, ce qui apporte une résistance supplémentaire à un dévissage par inadvertance de la cuvette de verrouillage 58 hors de l'enveloppe 52. Les filets extérieurs 108 et les filets extérieurs 112 de la partie déformée 110 de la cuvette de verrouillage 58 peuvent de préférence être formés par un
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procédé utilisant un rouleau à fileter en vue d'empêcher une haute concentration de contraintes à la racine desfilets. La protubérance 118 peut être formée par déplacement d'une partie de la forme du filet entre le sommet 116 et la racine 113.
Outre que le dessin de forme ondulée de la racine 113 et les protubérances 118 de la partie déformée 110 assurent une résistance supplémentaire durant le dévissage de la cuvette de verrouillage 58 depuis l'enveloppe 52, cette partie déformée 110 apporte également une résistance à une libération par inadvertance de la cuvette de verrouillage 58 depuis l'enveloppe 52, libération qui serait due à des vibrations se produisant durant le fonctionnement du générateur de vapeur, en empêchant de la sorte des parties libres de se déplacer dans l'ensemble du générateur de vapeur.
Si on se réfère aux Figures 2,7 et 8, les filets intérieurs 75 de l'enveloppe 52 et les filets extérieurs 108 de la cuvette de verrouillage 58 ont un plus grand pas que celui des filets intérieurs 86 de l'élément d'expansion 54 et des filets extérieurs 94 du dispositif formant boulon 56, pour former ainsi un moyen de blocage supplémentaire pour l'assemblage du dispositif formant boulon 56, de la cuvette de verrouillage 58, de l'élément d'expansion 54 et de l'enveloppe 52. La cuvette de verrouillage 58 comprend en outre une surface diamétrale intérieure 120 prévue entre la partie extrême ouverte extérieure 104 et la partie extrême ouverte intérieure 102, et disposée essentiellement parallèlement à la surface diamétrale extérieure 107.
Une zone conique 122 est prévue entre la surface diamétrale intérieure 120 et la partie extrême ouverte extérieure 104 à l'endroit du diamètre intérieur de la paroi 106 de la cuvette de verrouillage 58. L'angle de la conicité 122 correspond à l'angle de la conicité 93 du dispositif formant boulon
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56, pour assurer un montage à interférence entre la conicité 122 et la conicité 93 pour assurer l'étanchéité de la chambre 70 de l'enveloppe 52. La cuvette de verrouillage 58 empêche également un mouvement vers l'arrière, par inadvertance, du dispositif formant boulon 56 par rapport à la cuvette 52.
Si on se réfère à la Figure 7, le passage prévu à travers la partie extrême ouverte intérieure 102 de la cuvette de verrouillage 58 peut être un trou hexagonal 124 destiné à recevoir un appareil (non illustré) pouvant introduire la cuvette de verrouillage 58 dans l'enveloppe 52 et la retirer hors de celle-ci.
Si on se réfère à nouveau aux Figures 2,7 et 8, les filets 108 et 112 peuvent avoir des dimensions et une forme pour des forces connues, de sorte que le couple nécessaire pour l'enlèvement du dispositif formant boulon 56 et de la cuvette de verrouillage 58 est supérieur au couple devant normalement être appliqué au dispositif formant boulon 56 durant l'entretien du générateur de vapeur. Si le bouchon de tube 40 doit être retiré du tube 22, cela peut se faire de façon efficace en prévoyant les dimensions et la forme des filets 108 et 112.
La partie extrême ouverte extérieure 104 de la cuvette de verrouillage 58 peut être déformée ou sertie vers la cavité 99 de la tête de boulon dentelée 90 du dispositif formant boulon 56, pour l'assemblage de l'enveloppe 52, de l'élément d'expansion 54, du dispositif formant boulon 56 et de la cuvette de verrouillage 58. A titre de variante, une partie déformable du dispositif formant boulon 56 peut être déformée ou sertie dans une cavité de la cuvette de verrouillage 58.
En utilisant une cuvette de verrouillage 58 comportant la partie déformée 110 englobant les filets déformés, et la partie extrême extérieure sertissable
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104, les divers éléments constituant le bouchon de tube 40 peuvent être assemblés, et la chambre 70 restera obturée hermétiquement pour empêcher un fluide de pénétrer dans cette chambre 70 et d'attaquer de manière corrosive la surface intérieure 60 de l'enveloppe 52. La caractéristique de verrouillage ou de fixation du bouchon de tube 40 empêche également une séparation des éléments, cette séparation pouvant avoir pour résultat que des pièces libres se déplacent dans l'ensemble du générateur de vapeur.
Si on se réfère à nouveau à la Figure 2, l'enveloppe 52 et l'élément d'expansion 54 peuvent être disposés à l'intérieur du tube 22, comme décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique nO 4.390. 042 délivré le 28 juin 1983 à Kucherer et col., intitulé"Tube Plug"et cédé à la cessionnaire de la présente invention. Un outil d'installation (non représenté) est introduit dans le trou hexagonal 124 de la cuvette de verrouillage 58 pour visser cette cuvette dans la partie formant jupe 74 de l'enveloppe 52. La surface 107 de la cuvette de verrouillage 58 s'appuiera sur la face de bouchon 69 de l'enveloppe 52.
Un couple, par exemple de 4 Nm (35 in-lb) est appliqué durant l'installation de la cuvette de verrouillage 58 dans l'enveloppe 52 pour surmonter la résistance de la partie déformée 110 des filets extérieurs 108, lorsque la cuvette de verrouillage 58 est vissée dans la jupe 74 de l'enveloppe 52, et pour assurer le montage à interférence entre la face de bouchon 69 de l'enveloppe 52 et la surface 107 de la cuvette de verrouillage 58. Un outil d'installation (non représenté) est introduit dans la cavité 100 de la tête de boulon 90 pour installer le dispositif formant boulon 56 dans la cuvette de verrouillage 58 et pour visser ce dispositif formant boulon 56 dans l'élément d'expansion 54 disposé à l'intérieur de l'enveloppe 52.
La partie conique 93 du dispositif
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formant boulon 56 s'appuiera sur la partie conique 122 de la cuvette de verrouillage 58. L'outil d'installation (non illustré) applique un couple au dispositif formant boulon 56, par exemple de 10 Nm (90 in-lb) pour assurer le montage à interférence entre la surface conique 122 de la cuvette de verrouillage 58 et la surface conique 93 du dispositif formant boulon 56.
Le couple appliqué devrait être suffisant pour empêcher une fuite significative de fluide vers la chambre 70 de l'enveloppe 52, à travers l'endroit de contact métal sur métal de la face de bouchon 69 de l'enveloppe 52 et de la surface diamétrale extérieure 107 de la cuvette de verrouillage 58, et à travers l'endroit de contact de métal sur métal de la surface conique 122 de la cuvette de verrouillage 58 et de la surface conique 93 du dispositif formant boulon 56, ce couple devant être suffisant pour empêcher une libération du bouchon de tube 40, tandis que celui-ci est en service, et il devrait être aussi suffisant pour maintenir une charge de compression sur l'extrémité fermée 64 de l'enveloppe 52 en vue de réduire la possibilité d'une séparation de cette enveloppe 52, résultant d'une fissuration due à la corrosion sous contrainte.
Si on se réfère à nouveau à la Figure 8, après l'installation de la cuvette de verrouillage 58 dans la partie formant jupe 74 de l'enveloppe 52 et l'installation du dispositif formant boulon 56 à l'intérieur de la cuvette de verrouillage 58, la partie extrême ouverte extérieure 104 de la cuvette de verrouillage 58 peut être déformée ou sertie dans la cavité 99 de la partie dentée 98 de la tête de boulon 90 du dispositif formant boulon 56, pour fixer ensemble l'enveloppe 52, l'élément d'expansion 54, le dispositif formant boulon 56 et la cuvette de verrouillage 58. A titre de variante, une partie déformable du dispositif formant boulon 56 peut être déformée ou sertie dans une cavité de la
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cuvette de verrouillage 58 pour fixer ensemble les pièces constitutives individuelles du bouchon de tube 40.
Si on se reporte à nouveau à la Figure 8, pour séparer le bouchon de tube 40 depuis le tube 22, le dispositif formant boulon 56 et la cuvette de verrouillage 58 doivent être retirés de l'enveloppe 52, puis celle-ci peut être retirée du tube 22 par des méthodes bien connues en pratique. Pour retirer le dispositif formant boulon 56 de l'enveloppe 52, un outil d'enlèvement (non illustré) est introduit dans la cavité 100 de la tête de boulon 90 et permet l'exercice d'un couple suffisant pour déformer la cuvette de verrouillage sertie 58 afin que la partie extrême ouverte extérieure sertie 104 se dégage de la cavité 99 de la partie dentelée 98 de la tête de boulon 90. Le dispositif formant boulon 56 est dévissé hors de l'élément d'expansion 54.
Après que le dispositif formant boulon 56 a été retiré de l'enveloppe 52, un outil d'enlèvement (non illustré) est introduit dans le trou hexagonal 124 de la cuvette de verrouillage 58, puis cette cuvette de verrouillage 58 est dévissée hors de la partie formant jupe 74 en utilisant un couple suffisant pour surmonter la résistance provenant de la partie déformée 110 des filets extérieurs 108 de la cuvette de verrouillage 58. Si le bouchon de tube 40 est conçu pour que la cuvette de verrouillage 58 et le dispositif formant boulon 56 doivent être retirés sous forme d'une unité, le couple doit être suffisant pour surmonter la résistance provenant de la différence dans les dimensions des pas des filets 75 de la partie formant jupe 74 de l'enveloppe 52, et des filets 86 de l'élément d'expansion 54.
L'invention prévoit, par conséquent, un dispositif de bouchage, tel qu'un bouchon de tube, et un procédé utilisant une cuvette de verrouillage pour bloquer ou fixer ensemble les divers éléments constituant
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le bouchon de tube, de manière que ces divers éléments ne se séparent pas sous l'effet de vibrations, en empêchant de la sorte des pièces libres de se déplacer dans l'ensemble du générateur de vapeur, un dispositif de verrouillage ou de fixation qui verrouillera ou fixera le dispositif formant boulon sur l'enveloppe à tout niveau quelconque d'élévation de cette enveloppe à l'intérieur du tube, et un bouchon pour tube, qui présente une susceptibilité réduite à une fissuration due à la corrosion sous contrainte, fissuration due à l'introduction d'un fluide primaire dans la chambre du bouchon de tube.