FR2541416A1

FR2541416A1 - Direct passage valve with a solidified joint

Info

Publication number: FR2541416A1
Application number: FR8302889A
Authority: FR
Inventors: Philippe Clement
Original assignee: DUCROUX SA
Current assignee: DUCROUX SA
Priority date: 1983-02-17
Filing date: 1983-02-17
Publication date: 1984-08-24

Abstract

The invention relates to a direct passage valve with a solidified joint. It is characterised in that, instead of a single central rod 16, the actuation means 14 comprises several mutually parallel rods 16a, 16b, 16c. Application in the nuclear industry.

Description

L'invention se rapporte à une vanne à passage direct à joint solidifié. The invention relates to a direct flow valve with a solidified seal.

Une telle vanne trouve plus particulièrement mais non exclusivement application dans l'industrie nucléaire pour le contrôle de circuits de sodium chauffé à six cent degrés environ et donc liquide
Une vanne à passage direct comprend principalement un corps délimitant une chambre dans laquelle débouchent trois manchons.Such a valve finds more particularly but not exclusively application in the nuclear industry for the control of circuits of sodium heated to about six hundred degrees and therefore liquid
A direct flow valve mainly comprises a body delimiting a chamber into which three sleeves open.

Par leur extrémité externe, deux de ces manchons servent au raccordement aux tronçons amont et aval du circuit à contrôler alors que leurs extrémités internes portent ou réalisent elles-mêmes les sièges d'un double opercule conique. By their external end, two of these sleeves are used for connection to the upstream and downstream sections of the circuit to be checked, while their internal ends carry or carry themselves the seats of a double conical cover.

Quant au troisième manchon, il loge l'extrémité du moyen de commande en translation de l'opercule mais aussi, lors de l'ouverture du circuit, le dit opercule. As for the third sleeve, it houses the end of the control means in translation of the cover but also, when the circuit is opened, the said cover.

En outre, il permet l'association au corps des moyens assurant l'étanchéité à la périphérie du moyen de commande. In addition, it allows the association with the body of the means ensuring sealing at the periphery of the control means.

Dans les vannes connues à ce jour, ce moyen de commande ne comprend qu'une tige centrale immobilisée en rotation mais guidée en translation dans un fût. In the valves known to date, this control means comprises only a central rod immobilized in rotation but guided in translation in a barrel.

Son extrémité interne est associée au double opercule tandis que son extrémité externe présente un filetage sur lequel se visse un volant de manoeuvre qui est libre en rotation mais qui, par exemple au moyen de trois ou quatre colonnettes est immobilisé en translation par rapport au fût lui-même associé au manchon correspondant du corps de la vanne, et ce, par exemple, à l'aide d'un chapeau boulonné dont l'étanchéité est renforcée par une soudure à levres. Its internal end is associated with the double cover while its external end has a thread on which a handwheel is screwed which is free to rotate but which, for example by means of three or four balusters is immobilized in translation relative to the barrel itself - even associated with the corresponding sleeve of the valve body, and this, for example, using a bolted cap whose sealing is reinforced by a lip weld.

Pour l'étanchéité d'une vanne à passage direct traditonnelle, en tête du fût est usinée une boîte logeant une garniture compressible, telle un joint ou de l'étoupe, qu'un fouloir, enfilé sur la tige centrale, vient comprimer axialement pour, en l'expansant radialement, l'appliquer fermement contre la boite et contre la tige centrale. To seal a traditional direct passage valve, a box is machined at the top of the barrel housing a compressible lining, such as a gasket or packing, that a gland, threaded on the central rod, compresses axially to , by expanding it radially, apply it firmly against the box and against the central rod.

Le fouloir peut de plus porter tant du côté de la boîte que de la tige centrale des joints toriques renforcant l'étanchéité. The gland can also carry both O-ring side and central rod O-rings to strengthen the seal.

Ces moyens d'étanchéité qui ont pourtant fait leurs preuves pour de nombreux fluides ne sont malheureusement pas efficaces pour tous. Unfortunately, these sealing means which have proven themselves for many fluids are not effective for all.

Or, certains des fluides pour lesquels ils ne suffisent pas, sont très instables ; c'est par exemple le cas du sodium qui réagit violemment à l'eau et qui brûle dans l'air. However, some of the fluids for which they are not sufficient are very unstable; this is for example the case of sodium which reacts violently to water and which burns in the air.

Afin de néanmoins obtenir pour de tels fluides une étanchéité parfaite, il est connu de créer un joint solidifié ce qui nécessite, d'une part, que soit ménagé entre la paroi interne du fût et la paroi e-: rne de la tige centrale un interstice annulaire dans lequel on laisse remonter une partie du fluide qui épouse alors intimement toutes les formes de cet interstice et, d'autre part, que soit prévu sur l'extérieur de ce fût un moyen de refroidissement suffisamment puissant pour que, par contact, le fût compense l'inertie thermique de la tige centrale et solidifie le fluide présent dans l'interstice avant qu'il ait pu sortir du fût. In order to nevertheless obtain a perfect seal for such fluids, it is known to create a solidified seal which requires, on the one hand, that is made between the internal wall of the barrel and the wall of the central rod a annular interstice in which a portion of the fluid is allowed to rise, which then intimately follows all the shapes of this interstice and, on the other hand, that a sufficient means of cooling is provided on the outside of this barrel so that, by contact, the barrel compensates for the thermal inertia of the central rod and solidifies the fluid present in the gap before it has been able to leave the barrel.

Pour le sodium qui se solidifie vers quatre vingt dix sept degrés celsius, il suffit généralement de prévoir, en nombre suffisant sur le fût, des ailettes de refroidissement à l'air libre. For sodium which solidifies around ninety seven degrees Celsius, it is generally sufficient to provide, in sufficient number on the barrel, cooling fins in the open air.

La mollesse du sodium fait en outre qu'il se prête facilement à des déformations. The softness of sodium also makes it easy to deform.

Aussi, lors de l'ouverture, ce sodium solidifié n'opposera donc pas une résistance insurmontable et ne nécessitera donc en principe pas de réchauffage préalable. Also, upon opening, this solidified sodium will therefore not offer insurmountable resistance and therefore in principle will not require prior reheating.

L'effort à exercer pour manoeuvrer l'opercule détermine bien sûr la section du dispositif de commande. The effort to be exerted to maneuver the cover naturally determines the section of the control device.

Pour un circuit de cinquante millimètres environ de diamètre nominal, cet effort est généralement suffisamment faible pour que la commande puisse ne s'opérer qu'avec une tige centrale de faible diamètre et qui donc n'offre qu'une inertie thermique négligeable. For a circuit of approximately fifty millimeters in nominal diameter, this force is generally sufficiently low for the control to be able to take place only with a central rod of small diameter and which therefore offers only negligible thermal inertia.

Par contre, il n'en serait pas de même pour un circuit ayant un diamètre nominal important qui, dans le mode de réalisation connu à ce jour, pour compenser l'inertie thermique d'une tige centrale de gros diamètre, nécessiterait une augmentation proportionnelle de la puissance du moyen de refroidissement du fût et, de ce fait, une augmentation substantielle du nombre des ailettes. On the other hand, it would not be the same for a circuit having a large nominal diameter which, in the embodiment known to date, to compensate for the thermal inertia of a large diameter central rod, would require a proportional increase the power of the barrel cooling means and, therefore, a substantial increase in the number of fins.

Bien entendu, cette augmentation du nombre des ailettes rehausserait le presse-garniture et les moyens de manoeuvre formant la tête de la vanne, ce qui, évidemment, ne serait pas sans présenter des inconvénients. Of course, this increase in the number of fins would increase the stuffing box and the operating means forming the head of the valve, which, of course, would not be without its drawbacks.

En effet, dans les centrales nucléaires auxquelles ces vannes sont plus particulièrement destinées, les normes exigent des matériels qu'ils résistent aux éventuels séismes et, à cet effet, ces normes édictent que les dits matériels doivent pouvoir supporter des vibrations d'une fréquence d'au moins trente trois hertz. Indeed, in the nuclear power stations to which these valves are more particularly intended, the standards require equipment to withstand possible earthquakes and, for this purpose, these standards state that said equipment must be able to withstand vibrations of a frequency d 'at least thirty three hertz.

Or, il est évident que l'allongement d'une tige centrale au sommet de laquelle serait portée une tête de manoeuvre, qui serait par ailleurs très massive, ne pourrait qu'affaiblir la résistance de l'ensemble à de telles sollicitations. However, it is obvious that the elongation of a central rod at the top of which would be carried an operating head, which would also be very massive, could only weaken the resistance of the assembly to such stresses.

Par ailleurs, n'étant pas démontrée par d'aussi nombreuses expériences que celles faites avec des vannes de petit diamètre nominal et donc à tige centrale de faible diamètre, l'efficacité de l'étanchéité du joint solidifié est moins bien établie pour des vannes de grand diamètre nominal commandées par une tige centrale qui, de ce fait, aurait également un diamètre important ; or, dans le domaine où de préférence ces vannes s'appliquent, il n'est guère possible de prendre des risques aussi minimes soient-ils. Furthermore, not being demonstrated by as many experiments as those made with valves of small nominal diameter and therefore with central rod of small diameter, the effectiveness of the sealing of the solidified joint is less well established for valves. large nominal diameter controlled by a central rod which, therefore, would also have a large diameter; However, in the field where these valves preferably apply, it is hardly possible to take risks as minimal as they are.

Un résultat que l'invention vise à obtenir est une vanne à passage direct à joint solidifié qui convienne parfaitement y compris pour les diamètres nominaux importants. A result which the invention aims to obtain is a direct flow valve with solidified seal which is perfectly suitable even for large nominal diameters.

A cet effet, elle a pour objet une vanne du type cité plus haut, notamment caractérisée en ce qu'au lieu d'une tige centrale le moyen de commande comprend plusieurs tiges parallèles entre elles. To this end, it relates to a valve of the type mentioned above, in particular characterized in that instead of a central rod the control means comprises several rods parallel to each other.

L'invention sera bien comprise à l'aide de la description ci-après faite, à titre d'exemple non limitatif, en regard du dessin ci-annexé, qui représente schématiquement
- figure 1 : la vanne en coupe axiale,
- figure 2 : une coupe selon II-II de la figure 1.The invention will be better understood with the aid of the description given below, by way of nonlimiting example, with reference to the attached drawing, which schematically represents
- Figure 1: the valve in axial section,
- Figure 2: a section along II-II of Figure 1.

En se reportant au dessin, on voit que la vanne à passage direct 1 comprend un corps ? délimitant une chambre 3 dans laquelle débouchent trois manchons principaux 4, 5, 6. Referring to the drawing, it can be seen that the direct flow valve 1 comprises a body? delimiting a chamber 3 into which three main sleeves 4, 5, 6 open.

Par leur extrémité externe 7, 8, deux (4, 5) de ces manchons servent au raccordement aux tronçons amont 9 et aval 10 du circuit à contrôler alors que leurs extrémités internes 11, 12 portent ou réalisent elles-mêmes les sièges d'un double opercule conique 13. By their outer end 7, 8, two (4, 5) of these sleeves are used for connection to the upstream 9 and downstream sections 10 of the circuit to be checked, while their internal ends 11, 12 carry or carry out themselves the seats of a double conical cover 13.

Quant au troisième manchon 6, il loge une extrémité du moyen 14 de commande en translation de l'opercule 3 mais aussi, lors de l'ouverture du circuit, le dit opercule 13. As for the third sleeve 6, it houses one end of the means 14 for translational control of the cover 3 but also, when the circuit is opened, the said cover 13.

En outre, il permet l'association au corps 2 du moyen de commande. In addition, it allows association with the body 2 of the control means.

Comme exposé plus haut, dans les réalisations antérieures, ce moyen de commande ne comprenait qu'une tige centrale 16 immobilisée en rotation mais guidée en translation dans un fût 17. As explained above, in the previous embodiments, this control means only included a central rod 16 immobilized in rotation but guided in translation in a barrel 17.

Son extrémité interne 18 était associé au double opercule 13 tandis que son extrémité externe 19 présentait des moyens de liaison à une tête de manoeuvre 20 qui comprenait par exemple un moteur ou un volant (non représenté) libre en rotation mais qui, par tout moyen connu, tel trois ou quatre colonnettes (non représentées) était immobilisé en translation par rapport au fût 17. Its internal end 18 was associated with the double cover 13 while its external end 19 had means of connection to an operating head 20 which for example included a motor or a flywheel (not shown) free to rotate but which, by any known means , such that three or four balusters (not shown) were immobilized in translation relative to the bole 17.

Ce fût était lui-même associé au manchon 6 correspondant du corps 2 de la vanne 1, et ce, par exemple, à l'aide d'un chapeau boulonné 21 dont l'étanchéité était renforcée par une soudure à lèvres 22. This barrel was itself associated with the corresponding sleeve 6 of the body 2 of the valve 1, and this, for example, using a bolted cap 21 whose sealing was reinforced by a lip weld 22.

Les moyens 15 qui assuraiént l'étanchéité de cette vanne à passage direct comprenaient, par exemple, en tête du fût 17 une boîte (non représentée) logeant une garniture compressible, telle de l'étoupe, qu'un fouloir 23 enfilé sur la tige de commande 16 venait comprimer axialement pour en l'expansant radialement l'appliquer fermement contre la boîte et contre la tige. The means 15 which ensure the tightness of this direct passage valve included, for example, at the top of the barrel 17 a box (not shown) housing a compressible lining, such as the tow, that a gland 23 threaded on the rod control 16 came to compress axially by expanding it radially applying it firmly against the box and against the rod.

Le fouloir pouvait de plus porter tant du côté de la boîte que de la tige des joints toriques (non représentés) renforcant l'étanchéité. The gland could also carry both the side of the box and the rod of the O-rings (not shown) strengthening the seal.

Afin d'obtenir une étanchéité parfaite, on réalisait un joint solidifié ce qui nécessitait, d'une part, que soit ménagé entre la paroi interne du fût et la paroi externe du moyen de commande un interstice annulaire 24 dans lequel non laissait remonter -une partie du fluide 25 qui épousait alors intimement toutes les formes de cet interstice 24 et, d'autre part, que soit prévu sur l'extérieur de ce fût un moyen de refroidissement suffisamment puissant pour que, par contact, le fût compense l'inertie thermique du moyen de commande et solidifie le fluide présent dans l'interstice avant qu'il ait pu sortir du fût. In order to obtain a perfect seal, a solidified seal was produced, which required, on the one hand, that an annular gap 24 in which not allowed to rise - between an internal wall of the barrel and an external wall of the control means part of the fluid 25 which then intimately married all the shapes of this interstice 24 and, on the other hand, that is provided on the outside of this barrel a sufficiently powerful cooling means so that, by contact, the barrel compensates for the inertia thermal of the control means and solidifies the fluid present in the gap before it has been able to leave the barrel.

Pour le sodium qui se solidifie vers quatre vingt dix sept degrés celsius, il suffisait généralement de prévoir en nombre suffisant sur le fût 17, des ailettes 26 de refroidissement à l'air libre. For the sodium which solidifies around ninety seven degrees celsius, it was generally sufficient to provide a sufficient number on the barrel 17, fins 26 for cooling in the open air.

Selon une caractéristique essentielle de l'invention, au lieu d'une simple tige centrale 16, le moyen de commande 14 comprend plusieurs tiges parallèles entre elles 16a, 16b w 16c
Chacune de ces tiges est guidée en translation dans un fût distinct 17a, 17b' 17c, portant en tête ses propres moyens d'étanchéité 15a 15c. According to an essential characteristic of the invention, instead of a simple central rod 16, the control means 14 comprises several rods parallel to each other 16a, 16b w 16c
Each of these rods is guided in translation in a separate barrel 17a, 17b '17c, carrying at the head its own sealing means 15a 15c.

A leur base, ces fûts 17a 17b, 17c sont associés à un même chapeau 21 de fixation sur le manchon 6 du corps. At their base, these barrels 17a 17b, 17c are associated with the same cap 21 for fixing to the sleeve 6 of the body.

Tant à leur extrémité inférieure qui, après avoir traversé le chapeau 21, pénètre dans le manchon 6 du corps 2, qu'à leur extrémité supérieure qui dépasse de leur fût, les tiges 16a, 16b > 16C sont associées entre elles par un élément de liaison 27, 28. Both at their lower end which, after passing through the cap 21, enters the sleeve 6 of the body 2, and at their upper end which protrudes from their barrel, the rods 16a, 16b> 16C are associated with one another by an element of link 27, 28.

Les éléments 27, 28 de liaison des parties inférieures et supérieures des tiges portent chacun l'un des doigts centraux 29, 30 par lesquels ils sont, d'une part, associés au double opercule 13 et, d'autre part, à la tête de manoeuvre 20. The connecting elements 27, 28 of the lower and upper parts of the rods each carry one of the central fingers 29, 30 by which they are, on the one hand, associated with the double cover 13 and, on the other hand, at the head operation 20.

Grâce à la répartition de la section du moyen de commande entre plusieurs tiges1 chacune de celles-ci peut avoir une section qui ne dépasse par celle pour laquelle il est certain que le point solidifie est efficace et qui n'exige pas une hauteur de fût trop importante pour permettre à la vanne de résister aux séismes. Thanks to the distribution of the section of the control means between several rods1 each of these can have a section which does not exceed that for which it is certain that the point solidifies is effective and which does not require too much barrel height important to allow the valve to resist earthquakes.

De préférence, les tiges seront au nombre de trois et disposées selon les arêtes d'un prisme à base triangulaire ce qui forme un trépied pour la tête lui conférant une excellente stabilité. Preferably, the rods will be three in number and arranged along the edges of a prism with a triangular base, which forms a tripod for the head, giving it excellent stability.

Les fûts 17a,17b,17C pourront indifféremment porter des ailettes de refroidissement, soit séparées, soit communes (figure 2) de même que, dans ce cas, elles pourront présenter au moins un orifice central 31 facilitant la circulation de l'air de refroidissement. The barrels 17a, 17b, 17C can indifferently carry cooling fins, either separate or common (FIG. 2) just as, in this case, they can have at least one central orifice 31 facilitating the circulation of the cooling air .

Claims

1. Direct flow valve (1) with solidified joint comprising a body (2) - delimiting in a chamber (3) into which three main sleeves (4, 5, 6) open

- by their external end (7,8), two (4, 5) of these sleeves are used for connection to the upstream (9) and downstream (10) sections of the circuit to be checked while their internal ends (11, 12) carry or themselves produce the seats of a double conical cover (13) and of which,

the third sleeve (6), on the one hand houses one end of the means (14) for translational control of the cover (3) but also, when opening ten circuits, the said cover (13) and, on the other hand, allows the association with the body (2) of the control means, which control means comprises a rod (l6) which is guided in translation in a barrel (17) associated with the sleeve (6) of the body (2 ) and which, by its end i 't verne, is associated with the double cover (13) while its external end (19) has means of connection to an operating head (20), in which valve, for producing a seal solidified

on the one hand, between the internal wall of the barrel (17) and the external wall of the rod (16) is formed an annular gap (24) in which can therefore raise part of the fluid (25) and,

- on the other hand, on the outside of the barrel is provided a sufficiently powerful cooling means so that, by contact, the barrel (17) compensates for the thermal inertia of the rod (16) and solidifies the fluid present in the interstice (24) before it can leave the barrel, this valve being CHARACTERIZED in that, instead of a simple central rod (16), the control means (14) comprises several rods parallel to each other (16, 16b, 16c).

2. Valve according to claim 1 characterized in that each of the rods is guided in translation in a separate barrel (17a, 17b, 17c).

3. Valve according to claim 2 characterized in that, at their base, the barrels (17a, 17b, 17e) are associated with the same cap (21) for fixing on the sleeve (6) of the body.

4. Valve according to claim 2 or 3 characterized in that, both at their lower end which, after passing through the cap (21), enters the sleeve (6) of the body (2), than at their upper end which protrudes from their barrel, the rods (16a, 16b, 16e) are associated with each other by a connecting element (27, 28).

5. Valve according to claim 4 characterized in that the elements (27,28) connecting the lower and upper parts of the rods each carry one of the central fingers (29,30) by which they are, on the one hand, associated with the double cover (13) and, on the other hand, with the operating head (20).

6. Valve according to any one of claims 1 to 5 characterized in that the rods are -number of three and are arranged according to the edges of a prism with a triangular base and thereby form a tripod.

7. Valve according to any one of claims 2 to 6 characterized in that the drums (17a, 17b '17e) carry separate cooling fins.

8. Valve according to any one of claims 2 to 6 characterized in that the drums carry common fins (26).

9. Valve according to claim 8 characterized in that these fins (26) have at least one central orifice (31) .-