FR2648944A1 - Dispositif d'obturation et de retenue d'un bouchon de fermeture etanche d'un tube de generateur de vapeur - Google Patents

Abstract

Le dispositif comporte une tige filetée 11a susceptible d'être vissée dans l'alésage taraudé 10' traversant le noyau 10 et solidaire, à l'une de ses extrémités, d'un élément de blocage 11b dont le diamètre extérieur est supérieur au diamètre de la tige 11a, destiné à venir s'engager dans l'extrémité 7 de l'enveloppe 4 du bouchon 3 opposée au fond de fermeture 5 du bouchon, lorsque la tige filetée 11a est vissée dans le noyau 10. L'élément de blocage 11b est muni de moyens 13 coopérant avec l'extrémité de l'enveloppe 4 du bouchon pour réaliser le blocage en rotation et/ou en translation du dispositif d'obturation 11.

Description

L'invention concerne un dispositif d'obturation et de retenue d'un bouchon de fermeture tanche d'un tube de générateur de vapeur, en particulier d'un générateur de vapeur d'un réacteur nucléaire à eau sous pression.

Les générateurs de vapeur des réacteurs nu ciliaires à eau sous pression comportent une enveloppe de forme générale cylindrique à l'intérieur de laquelle une boite à eau est délimitée par une plaque tubulaire de forte épaisseur sur laquelle est fixé le faisceau de tubes du générateur de vapeur. Chacun des tubes du faisceau comporte deux branches rectilignes parallèles dont les parties d'extrémité sont fixées à l'intérieur de la plaque tubulaire généralement par dudgeonnage et par soudage.

Dans le générateurde vapeur en service, les tubes sont en contact à la fois avec le fluide primaire du réacteur nucléaire constitué par de l'eau sous pression et avec le fluide secondaire constitue par de l'eau d'alimentation qui se vaporise. Dans les conditions d'exploitation du générateur de vapeur, les tubes sont susceptibles de subir diverses dégra- dations et en particulier une corrosion par les fluides avec lesquels ils sont en contact. Certains tubes du générateur de vapeur peuvent devenir défectueux en service et présenter par exemple, des fissures géné- ratrices de fuites entraînant une contamination du fluide secondaire;
Il est donc necessaire, pendant les périodes d'entretien du réacteur, d'intervenir sur le genera- teur de vapeur et d'effectuer le bouchage des tubes présentant des dégradations susceptibles d'entraîner des fuites.

On connait des bouchons d'obturation des tubes d'un générateur de vapeur qui comportent une en veloppe de forme tubulaire fermée à lune de ses extrémites par un found et un noyau de serrage, également tubulaire. introduit dans l'alésage de l'enveloppe du bouchon pour assurer l'expansion diamétrale du bouchon apres son introduction dans le tube du générateur de vapeur.

La paroi externe de l'enveloppe du bouchon comporte des cannelures en saillie radiale vers l'ex- térieur, sur une partie au moins de sa longueur. Le serrage par le noyau est effectue en particulier dans la zone de l'enveloppe du bouchon comportant des cannelures qui coopérent avec la surface intérieure du tube pour assurer le blocaae et l'étanchéité du houchon.

Le noyau reste en place à l'intérieur de l'enveloppe du bouchon lors de la remise en forctionnement du générateur de vapeur après entretien et assure en particulier je maintien du bouchon dont le fond est soumis d'un côté à la pression regnant à l'intérieur du tube du générateur de vapeur et de l'autre côté à la pression de l'eau primaire remplissant la boite a eau du générateur de vapeur.

Dans le cas d'un tube du générateur de vapeur présentant une fuite, la pression a. l'intérieur du tube correspond à la pression de l'eau d'allmentA- tion du générateur de vapeur cette pression étant très largement inférieure à la pression primaire.

On effectue également, avant la mise en service des générateurs de vapeur, le bouchage préventir de certains tubes qui risquent de se fissurer rapidement et de produire des fuites indésirables. Dans ce cas. le volume intérieur du tube est rempli d'air qui est Isolé à la fois de l'eau primaire et de l'eau d'alimentation et qUl est a une pression tres lnfe- rieure a. la pression primaire.

Dans tous les cas, les tubes du générateur de vapeur sont obturés à chacune de leurs extrémités qui débouchent de part et d'autre de la cloison de la boite à eau.

L'enveloppe du bouchon est réalisée en un alliage de nickel ayant subi un traitement thermique permettant d'améliorer sa tenue à la corrosion et aux sollicitations mécaniques et thermiques, dans l'ambiance du générateur de vapeur en service.

Cependant on a pu observer, qu'après un certain temps de fonctionnement du générateur de vapeur, l'enveloppe des bouchons d'obturation des tubes du faisceau dont on a réalisé le bouchage présente des fissures circonférentielles, en particulier dans les zones situées juste au-dessus et juste en-dessous du noyau expanseur.

Ces fissures peuvent conduire à des ruptures des bouchons qui se traduisent par une perte d'étan chiite de l'extrémité du tube, si bien que l'eau pri maire est susceptible de pénétrer à l'intérieur du tube.

En outre, dans le cas d'une rupture audessus du noyau expanseur, la partie supérieure du bouchon comportant le fond de fermeture étanche est propulsée violemment à l'intérieur du tube sous l'effet de la différence entre la pression primaire et la pression régnant dans le tube. La partie supérieure du bouchon se comporte alors comme un projectile susceptible d'endommager le tube du générateur de vapeur correspondant et les tubes voisins du faisceau.

On ne connaissait pas jusqu'ici de dispositif permettant de limiter les fuites et d'éviter les risques de rupture et d'éjection à grande vitesse des enveloppes des bouchons d'obturation des tubes de générateur de vapeur des réacteurs nucléaires à eau sous pression.
le but de l'lnventinn est donc de proposer un dispositif d'o@turation et de retenue d'un bouchon de fermeture etanche d'un tube de genérateur de vapeur comportant une enveloppe de forme tubulaire fermée à l'une de ses extrémités par un fond étanche engagée dans une extrémite du tube, de manière que le rond soit dispose à l'intérieur du tube et un noyau traverse par un alésage taraude à sa partir centrale engagé à l'intérieur de l'enveloppe polir réaliser le blocage du bouchon dans Je tute par expansion diametrale de l'enveloppe. ce dispositif permettant de limiter les fuites éventuelles et d'eviter les risques de rupture et d'éjection de l'enveloppe @@ bouchon de fermeture du tu@e, dans le generateur de vapeur en service.

Dans ce but. le dispositit d'obturation et de retenue suivant l'invention comporte une tige filetée susceptible d'être vissee dans le trou taraude traversant le noyau et solidaire a l'une de ses ex extrémité d'un élément de blocage dont le diametre extérieur est supérieur au diametre de la tige, destiné à venir s'engager dans l'extrémité de l'enveloppe du bouchon opposée au tond de fermeture, lorsque la tige filetez est vissée dans l'alésage du noyau, et munj de moyens coopérant avec J 'extrémité de 1 'enveloppe du bouchon pour réaliser le blocage en rotation et/ou en translation du dispositif d'obturation.

Afin de bien faire comprendre l'invention. on va maintenant nécrite, a: titre d'exemples non li- mitatifs. en se référant aux figures jointes en annexe. plusieurs modes de réalisation d'un dispositif d'obturation et de retenue suivant l'invention.

La figure 1 est une vue en coupe par un plan axial de symétrie d'un bouchon suivant l'art antérieur en position de fermeture étanche de l'extrémité d'un tube d'un générateur de vapeur d'un réacteur nu cléaire à eau'sous pression.

La figure 2 est une vue en coupe par un plan axial de symétrie d'un bouchon de fermeture d'un tube de générateur de vapeur comportant un dispositif d'obturation et de retenue suivant l'invention et suivant un premier mode de réalisation.

La figure 3 est une vue en coupe par un plan axial de symétrie d'un bouchon de fermeture d'un tube de générateur de vapeur comportant un dispositif d'obturation et de retenue suivant l'invention et suivant un second mode de réalisation.

La figure 4 représente une variante du dispositif suivant la figure 3.

La figure 5 est une vue en coupe par un plan axial de symétrie d'un bouchon de fermeture d'un tube de générateur de vapeur comportant un dispositif d'obturation et de retenue suivant l'invention et suivant un troisième mode de réalisation.

La figure fi est une vue en coupe par un plan axial de symétrie d'un bouchon de fermeture de tube de générateur de vapeur comportant un dispositif d'obturation et de retenue suivant l'invention et suivant un quatrième mode de réalisation.

La figure SA est une vue agrandie du détail
A de la figure 6.

La figure 7 est une vue en coupe par un plan axial de symétrie d'un bouchon de fermeture de tube de générateur de vapeur comportant un dispositif d'obturation et de retenue suivant l'invention et suivant un cinquième mode de réalisation.

La figure 7A est une vue en élévation latérale du dispositif d'obturation et de retenue dubou- chon représenté sur la figure 7.

La figure 7B est une vue suivant B de la figure 7A.

La figure 8 est une vue en coupe par un plan axial de symétrie d'un bouchon de fermeture d'un tube de générateur de vapeur comportant un dispositif d'obturation et de retenue suivant un sixième mode de réalisation.

La figure SA est une vue en coupe du dispositif d'obturation et de retenue du bouchon représenté sur la figure 8 avant sa mise en place dans le bouchon.

La figure 9 est une vue en coupe par un plan axial de symétrie d'un bouchon de fermeture d'un tube de générateur de vapeur comportant un dispositif d'obturation et de retenue suivant l'invention et suivant un septième mode de réalisation.

La figure 10 est une vue en coupe par un plan axial de symétrie d'un bouchon d fermeture d'un tube de générateur de vapeur comportant un dispositif d'obturation et de retenue suivant l'invention et suivant un huitième mode de réalisation.

La figure 10A est une viie de dessous suivant
A de la figure 10.

Sur la figure 1, on voit l'extrémité d'un tube 1 d'un générateur de vapeur fixé par sertissage à l'intérieur d'une ouverture traversant la plaqlle tubulaire 2 du générateur de vapeur.

Un bouchon 3 est fixé à l'intérieur de l'ex trématé du tube 1 de manière a assurer sa fermeture étanche.

Le bouchon 3 comporte une enveloppe tublai- re 4 fermée par un fond 5 à l'une de ses extrémités et présentant sur sa surface externe des cannelures annulaires en saillie radiales 6.

L'extrémité ouverte de l'enveloppe 4 opposée au fond 5 du bouchon se présente sous la forme d'un alésage taraudé 7 limité vers l'intérieur du bouchon par une gorge annulaire 8.

Le bouchon d'obturation 3 comporte également un noyau expanseur 10 présentant une surface extérieure de forme tronconique et un alésage central taraudé 10'.

Le diamètre de l'alésage taraudé 10' du noyau expanseur 10 est sensiblement inférieur au diamètre de l'alésage taraudé 7 de la partie d'extrémité inférieure du bouchon opposée au fond 5.

L'alésage intérieur de l'enveloppe 4 du bouchon 3 présente un diamètre intérieur maximal dans sa partie supérieure en-dessous du fond 5 et un diamètre minimal dans sa partie inférieure. Cet alésage présente une forme tronconique correspondant à la forme tronconique de la surface extérieure du bouchon expanseur 10 sur une partie au moins de sa longueur.

Lorsqu on effectue la mise en place du bouchon 3 dans le tube 1, le noyau expanseur 10 se trouve dans la partie supérieure à grand diamètre de l'alésage de l'enveloppe 4.

L'expansion diamétrale de l'enveloppe 4 à l'intérieur du tube 1 est obtenue par traction sur le noyau expanseur 10 grâce à une tige filetée d'un outil de traction engagée dans l'alésage taraudé 10' du noyau 10.

Le noyau expanseur 10 vient dans une position où il assure l'expansion de l'enveloppe 4 dans le tube 1, dans une zone de l'enveloppe comportant des cannelures externes 6. Le contact sous forte pression des cannelures 6 et de la surface intérieure du tube 1 réalise le blocage et l'étanchéité du bouchon.

Pour effectuer le démontage du bouchon, on exerce une poussée sur le noyau expanseur 10 pour le déplacer en direction de la partie supérieure à grand diamètre de l'enveloppe 4. Le noyau 10 peut venir en contact avec le fond S sur lequel il exerce une pous see assurant une extension de l'enveloppe 4 du bouchon. La poussee sur le noyau 10 est exercée par un outil comportant une tige de poussée vissée dans l'alésage tauraudé 10' du noyau 10 et un corps fixé par vissage dans l'alésage taraudé 7 de l'enveloppe du bouchon par rapport auquel la tige est mobile.

Lorsqu'on a réalise l'extension de l'enveloppe du bouchon, celui-ci peut être extrait du tube 1 par simple traction, grace å l'effet de striction obtenu.

Sur la figure 2. on a representé rin bouchon de fermeture d'un tube de générateur de vapeur d type représenté sur la figure 1, dans lequel a ete placé un dispositif d'obturation et de retenue suivant l'invention.

Dans toute la suite de la description, les éléments constitutifs du bouchon proprement dit seront désignés par les reperes déjà utilisés pour désigner les éléments correspondants du bouchon re prisent sur la figure 1.

Le dispositif d'obturation et de retenue 11 du bouchon 3 est réalisé sous la forme d'une vis dont la partie filetée 11a constitue une tige qui peut étre engagez par vissage à l'intérieur de l'alésage taraudé 10' d noyau expanseur 10. Le dispositif 11 comporte une téte 11h dont le diamètre est supérieur au diametre de la tigre 11a et inférieur au diametre intérieur de l'alésage taraudé 7 de l'enveloppe du bouchon La tête 11b comporte une ouverture à section hexagonale du type six pans creux lic permettant d'assurer le vissage du dispositif 11 dans le noyau expanseur 10 du bouchon.

La mise en place du dispositif d'obturation et de retenue 11 à l'intérieur de l'alésage du bouchon est effectuée dans le cas ou des fissures ont été décelées dans l'enveloppe 4 du bouchon. Cette mise en place pourrait être effectuée également a priori après qu'on ait effectué le bouchage du tube.

Le vissage du dispositif 11 dans l'alésage du noyau 10 est poursuivi jusqu'au moment où la tête iib a pénétré entièrement dans la partie d'entrée de l'alésage du bouchon opposée a son fond 5. En fin de vissage, l'épaulement du dispositif 11 séparant ses parties à petit et a grand diamètre peut venir en appui sur le fond de la gorge 8.

On effectue alors le blocage en rotation et en translation du dispositif d'obturation 11 par des points de soudure 13 assurant la fixation de la tête 11b du dispositif 11 sur la partie d'extrémité de l'enveloppe 4 du bouchon.

Lors de la remise en service du générateur de vapeur, après mise en place du dispositif d'obturation 11 dans le bouchon 3, l'eau primaire sous pression du générateur de vapeur peut encore pénétrer à l'intérieur de l'alésage de l'enveloppe 4, le dispositif d'obturation 11 n'étant pas fixé de manière étanche sur l'extrémité d'entrée du bouchon.

Cependant, l'eau primaire subit une perte de charge importante, dans la traversée des espaces de faible épaisseur subsistant entre la tête iib et l'alésage taraudé 7 et surtout, au niveau des surfaces en contact de la tige filetée lia et de l'alésage taraudé 10' du noyau expanseur 10.

La fuite de liquide primaire. au niveau du bouchon, lorsque celui-ci présente des fissures ou une zone de rupture, se trouve limitée à une valeur faible.

Dans le cas d'une rupture du bouchon dans sa partie supérieure, la pression oui s'exerce sur le fond 5 du bouchon diminue très rapidement et ne peut être maintenue par le flux limité d'eau primaire, ce qui limite les risoues d'section de la partie supérieure du bouchon sous l'effet de la pression primaire.

On évite donc une détérioration ou une rup- ture du tube par éjection a grande vitesse de la partie supérieure d bouchon. sous l'effet de la pression primaire.

En outre. le dispositif 11 assure le maintien de la partie inférieure du bouchon et du noyau expanseur 10 dans Jequel est vissée la tige filetee lla.

Dans le cas d'une rupture du bouchon endessous du noyau expanseur, le maintien en place du bouchon est assuré, par l'intermédiaire du dispositif 11 et du noyau expanseur 10. Dans tous les cas, on limite les fuites de fluide primaire vers la partie secondaire du générateur de vapeur.

Un second mode de réalisation du dispositif d'obturation et de retenue d'un bouchon de fermeture d'un tube de générateur de vapeur a éte représente sur les figures 3 et 4.

Le dispositif 21 represente sur la figure 3 comporte une tige filetée 21a qui peut être engamée dans l'alésage taraudé 10' du noyau expanseur 10 et une tête 21b à diamètre élargi qui vient se loger dans l'alésage d'entrée 7 de l'enveloppe 4 du bouchon. Cette partie Z1b comporte å son extrémité une collerette d'appui 22. La partie élargie 21b comporte également une ouverture profilée 21c de forme hexagonale constituant une surface prismatique creuse à six pans dans laquelle on peut Introduire un outil de vissage et de dévissage de la tige 21a dans le noyau expanseur 10.

Le dispositif d'obturation 21 comporte de plus, à la partie supérieure de la tête à diamètre élargi 21b, une gorge torique 23 dont la section est sensiblement semi-circulaire. Une bague élastique 25 éventuellement fendue est placée dans la gorge 23, avant l'introduction du dispositif d'obturation à l'intérieur du bouchon 3.

Pendant le vissage du dispositif d'obturation 21, la rondelle élastique 25 se rétracte dans les directions radiales à l'intérieur de la gorge 23 et peut ainsi être poussée à l'intérieur de l'alésage taraudé 7 de l'enveloppe 4 du bouchon, jusqu au moment où la bague 25 parvient à l'extrémité de l'alé- sage, au niveau de la gorge 8.

La rondelle élastique 25 vient se loger dans la gorge 8 par expansion radiale élastique en reali- sant le blocage du dispositif 21 par clipsage, De plus, dans la position de blocage du dispositif d'obturation 21, la collerette 22 est en appui sur l'extrémité de l'enveloppe 4 du bouchon 3 et participe ainsi au blocage du dispositif d'obturation dans le bouchon.

Sur la figure 4, on a représenté une variante de réalisation du dispositif d'obturation représenté sur la figure 3 ; les éléments du dispositif représentés sur la figure 4 correspondant aux éléments du dispositif représenté sur la figure 3 portent la même référence mais avec l'exposant '.

Dans le cas de la variante de réalisation de la figure 4, une bague élastique torique à section carrée 25' est enfilée sur la partie inférieure de la tige 21'a pour venir en appui sur un épaulement séparant l'extrémité de la tige 21'a de la tête a grand diamètre 21'b.

Pendant le vissage du dispositif 21' å l'intérieur du bouchon, la bague élastique à section carree 25' se rétracte pour passer à l'intérieur de l'a alésage fileté 7'.

Lorsque la bague élastique 25' parvient a. l'extrémité du filetage, elle réalise le clipsage du dispositif 21' par expansion diamétrale à l'intérieur d'une partie élargie non filetée 8' de l'alésage 7' délimité par un rebord llsiné à l'intérieur de l'enve- loppe 4' du bouchon.

Le dispositif d'obturation représenté sur les figures 3 et 4 présente les memes avantages que le dispositif represente sur la figure 2, en ce qui concerne la limitation des fuites et de la pression au niveau du fond du bouchon et en ce qui concerne la retenue du bouchon.

En outre. le dispositif d'obturation selon le mode de réalisation représenté sur les figures 3 et 4 peut être démonté par simple dévissage. le clips 25 ou 25' subissant une rétraction diamétrale-,- lors- qu on exerce un couple de dévissage suffisant sur le dispositif 21 ou 21'.

Dans les deux cas, une collerette 22 out 22' assure le blocage du dispositif d'obturation lorsque la pression primaire s'exerce sur ce dispositif.

Comme dans le mode de réalisation represente sur la figure 2, le dispositif d'obturation n'est pas totalement étanche et de l'eau primaire vient remplir en service l'enveloppe d bouchon, si bien que les différents éléments constituant le dispositif d'obturation et le bouchon sont soumis au contact d'un même fluide et porté à une même température.

Sur la figure 5, on a représenté un troisie- me mode de réalisation d'un dispositif d'obturation et de retenue suivant l'invention.

Les différentes parties du bouchon 3 portent les mêmes repères que sur les figures 1, 2 et 3.

Le dispositif d'obturation 31 comporte une tige filetée 31a et une partie d'extrémité 31b rapportée sur la tige 31a et dans son prolongement axial, comportant une partie inférieure dont le diamètre est sensiblement supérieur au diamètre de la tige 31a.

La partie 31b du dispositif est constituée par un élément tubulaire évase a son extrémité infé- rieure 32 et comportant plusieurs fentes 33 de direc- tion sensiblement axiale. Ces fentes 33 délimitent des lamelles élastiques 34 comportant un talon d'appui à leur extrémité co-respondant à l'extrémité de la partie 31b du dispositif.

La partie 31b du dispositif peut être constituée par quatre ou six lamelles, suivant la flexi bu lité recherchée.

Lorsqu'on réalise le vissage de la tige filetée 31a dans l'alésage taraudé 10' du bouchon expanseur 10, les lamelles 34 fléchissent vers l'intérieur et permettent une rétraction diamétrale de la partie 31b du dispositif 31 assurant le passage de cette partie 31b dans l'alésage fileté 7 du bouchon.

Lorsque les talons d'extrémité des lamelles 34 parviennent au niveau de la gorge 8 par laquelle se termine la partie filetée de l'alésage 7, les lamelles 34 peuvent s'écarter les unes des autres pour réaliser l'expansion diamétrale de la partie 31b du dispositif. Les talons d'extrémité des lamelles 34 réalisent le blocage du dispositif d'obturation contre un rebord usiné dans l'enveloppe 4 du bouchon et délimitant la gorge 8.

Comme précédemment, le dispositif d'obturation et de retenue représente sur la figure 5 permet de limiter la fuite de fluide primaire dans le volume intérieur de l'enveloppe du bouchon. Dans le cas d'une fissuration et d'une rupture du bouchon au- dessus du noyau expanseur 10, la pression diminue très rapidement et ne peut pas être maintenue au niveau de la pression primaire, au contact de la surface interieure du fond 5 du bouchon, du fait de la fuite limitée de fluide primaire, en particulier le long du filetage de la tige 31a engagée dans le bouchon expanseur 10.

Comme. dans le cas du mode de réalisation représenté sur les figures 3 et 4, le dispositif d'obturation représenté sur la figure 5 peut être démonté par dévissage de la tige 31a.

Dans le cas du mode de réalisation représen- té sur les figures 6 et 6A, le dispositif A"obtura- tion et de retenue 41 est constitue par ctne tioe fi letée 41a solidaire, a l'une de ses extrémites, d'une partie élargie 41b constituée par une virole mince déformable 43 solidaire, à son extrémité opposee a la tige filetée 41a, d'une collerette d'appui 42.

On a represente sur la figure dA en traits mixtes la torme d'origine de la partie superieure cie la virole 43 et en traits pleins la forme de cette partie 43 après deformation de maniére a réaliser le blocage du dispositif d'obturation 41 dans le bouchon.

La virole mince 43 présente sur toute sa longueur, dans sa forme d'orioine. un diamètre exte rieur inférieur au diamètre intérieur de l'alésage taraudé 7 du bouchon.

Après mise en place du dispositif d'obturation par vissage de la tige 41a dans l'alésage taraudé du noyau expanseur 10, on introduit un outil à l'intérieur de la virole déformable 43 pour réaliser sa déformation et son expansion diamétrale comme il est visible sur la figure 6A.

Une première partie 44 de la virole 43 subit une expansion diamétrale de manière à venir en conta-ct avec la surface intérieure de l'alésage taraudé 7. Une seconde partie 45 de la virole déformable 43 subit une expansion diamétrale supplémentaire pour venir se loger dans la gorge 8 située au-dessus de la partie taraudée de l'alésage 7 à l'intérieur de l'enveloppe 4 du bouchon.

On réalise ainsi la fixation définitive du dispositif d'obturation à l'intérieur au bouchon.

Dans le mode de réalisation représenté sur les figures 7, 7A et 7B, le dispositif d'obturation et de retenue 51 est constitué par une tige filetée 51a solidaire, à l'une de ses extrémités, d'une partie à diamètre élargi 51b. La partie à diamètre élargi 51b est séparée de la partie à plus faible diame- tre constituant la tige filetée Sia par une collerette annulaire 54. La partie élargie 51b comporte également, à son extrémité opposée à la collerette 54, une seconde collerette 55 destinée à venir en appui sur l'extrémité de l'enveloppe 4 du bouchon pour réaliser le blocage du dispositif d'obturation après sa mise en place.

Le dispositif 51 comporte quatre fentes 53 placées à 900 les unes des autres, sur toute la longueur de la partie 51b à diamètre élargi et sur une partie de la longueur de la tige filetée 51a délimi tant quatre branches flexibles. Les fentes 53 sont terminées par des lumières de forme arrondie 53', au niveau de la tige filetée 51a.

La collerette 55 est percée de quatre trous 56 qui sont placés chacun à l'extrémité d'une branche délimitée par deux fentes 53.

Les trous 56 permettent d'engager des doigts d'extrémité d'un outillage de serrage permettant de rapprocher les unes des autres dans des directions radiales 57 les quatre branches du dispositif 51 délimitées par les fentes 53.

Lorsque les branches du dispositif 51 sont placées dans leur position rapprochée, la collerette 54 peut être introduite dans 1 'alésage taraudé 7 du bouchon, de façon à permettre le vissage de la tige 51a dans le trou taraudé 10' du noyau expanseur 10.

On poursuit le vissage de a tige 51a dans le noyau expanseur 10, jusqu'au moment où la collerette 54 parvient au niveau de la gorge 8 délimitant la partie filetée de l'alésage 7. On relâche alors la pression de serrage de l'outillage, si bien que les branches délimitées par les fentes 53 se déplacent vers l'extérieur, par élasticité. Les quatre parties de la collerette 54 viennent se loger a l'intérieur de la gorge 8, pour assurer le blocage du dispositif d'obturation 51 à l'intérieur de l'enveloppe 4 du bouchon. Le blocage du dispositif d'obturation 51 est complété par mise en appui de la collerette 55 sur le fond de l'enveloppe du bouchon.

Le dispositif représenté sur les figures 7.

7A et <RTI ID=16

Le dispositif est démontable grâce à l'outil de serrage des branches qui peut être utilisé pour effectuer le dévissage de la tige filetée 51a.

Sur les figures 8 et 8A, on a représenté une variante de réalisation du dispositif qui a été décrit en se référant aux figures 7, 7A et 7B.

Ce dispositif 61 est constitué de manière générale de la même façon que le dispositif 51 et présente une tige filetée 61a solidaire d'une partie à grand diamètre 61b elle-même délimitée par deux collerettes 64 et 65.

Le dispositif 61 comporte quatre fentes 63 à 900 traversant la partie à grand diamètre 61b sur toute sa longueur dans la direction axiale et une partie de la tige filetée 61a. Les fentes 63 délimitent quatre branches ayant une certaine flexibilité qui peuvent être éloignées les unes des autres en utilisant un dispositif d'écartement constitué par un élément tronconique 66 qui est introduit dans un alésage central 67 de l'élément 61 dans lequel débouche chacune des fentes 63. L'alésage 67 comporte une.partie tronconique 67a dont la forme correspond à la surface extérieure de l'élément tronconique 66.

L'élément tronconique 66 comporte une tige d'accrochage 68 termine par un épanouissement 69 dont le diamètre est supérieur au diamètre de l'ouverture 67 lorsque les branches du dispositif 61 sont dans leur position normale où elles ne subissent pas de force d'écartement. De cette façon. l'élément tronconique 66 reste fixé au corps du dispositif d'obturation 61.

Lorsque les branches du dispositif 61 ne sont pas repoussées vers l'extérieur par le dispositif 66. le dispositif 61 peut être introduit à l'intérieur du bouchon, le diamètre extérieur de la collerette 64 étant inférieur au diamètre intérieur de 'alésage taraudé 7 du bouchon. On effectue le vis- saoe de la tige filetée 61a dans le noyau expanseur 10 jusqu'au moment où la collerette 64 vient en visà-vis de la gorge e délimitant l'alésage taraudé 7.

La collerette 65 est alors en contact avec l'extrémité du bouchon. On effectue alors le blocage du dispositif d'obturation dans le bouchon en exerçant une poussée axiale sur l'élément tronconique 66 qui vient se loger à l'intérieur de la partie tronconique 67a de l'alésage 67. Dans cette position, comme représenté sur la figure 8, les branches du dispositif 61 sont écartées, si bien que la collerette 64 vient se loger dans la gorge 8 et réalise le blocage du dispo sîtif d'obturation.

La mise en place du dispositif d'obturation est irréversible, puisqu'il n'est plus possible de resserrer les branches d dispositif pour extraire la collerette.64 de la gorge 8.

Sur la figure 9, on a représente un bouchon dans lequel est introduit un dispositif dlobturation et de retenue 71 constitué par une tige filetée 71a solidaire å l'une de ses extrémités d'une tête 71b terminée par une collerette 72 destinee a venir en appui sur l'extrémité de l'enveloppe 4 du bouchon.

Le dispositif 71 comporte un alésage central borgne 73 fermé å l'intérieur de la tige filetée 71a et débouchant par la partie de tête 71b du disposi- tif, au niveau de la collerette 72.

Le filetage de la tige 71a présente un pas inférieur au pas de l'alésage taraudé 10' du noyau expanseur 10.

L'alésage central 73 de l'obturateur 71 se termine par une partie taraudee 73' dont le diametre est supérieur au diamètre de la partie courante de l'alésage 73.

L'alésage taraudé 73' permet la fixation, à l'intérieur de l'alésage 73, d'un dispositif de mise en extension de la tige 71a de l'obturateur qui peut être constitué par un vérin dont le corps peut être vissé dans l'alésage taraudé 73' et dont la tige. vient en contact de poussée avec le fond de l'alésage 73, pour réaliser l'extension de la tige filetée 71a.

La pression d'alimentation du vérin est telle que la force exercée sur la tige filetée 71a entraîne une extension de cette vis mettant en concordance parfaite les pas de vis de la tige file tée 71a et de l'alésage taraudé 10' du noyau expanseur 10.

La tige filetée 71a mise en extension par le vérin peut être vissée dans l'alésage taraudé du noyau expanseur 10.

A la fin de l'opération de vissage, la pression du vérin est relâchée et les filets de la tige filetée 71a et de l'alésage taraudé du noyau expanseur 10 viennent se bloquer les uns sur les autres du fait de la diminution du pas de vis de la tige filette 71a, sous l'effet des forces de retour élasti- ques dans le métal de cette tige filetée.

Il en résulte un serrage de la tige filetée au niveau du noyau expanseur 10 et une rétraction de la partie de l'obturateur située entre le noyau etla collerette 72 qui vient s'appliquer avec pression contre l'extrémité du bouchon.

On a réalisé ainsi, de manière positive, un blocage de l'obturateur 71 à l'intérieur du bouchon 3.

Comme dans le cas des modes de réalisation décrits précédemment, l'obturateur 71 n'assure pas une fermeture étanche du volume intérieur de l'enveloppe 4 du bouchon qui est susceptible de se remplir de fluide primaire aussi bien dans sa partie située au-dessus du noyau expanseur 10 et en-dessous du fond 5, que dans sa partie située en-dessous du noyau expanseur 10.

En cas de fissuration ou de rupture du bouchon, les fuites de fluide primaire au niveau de l'obturateur sont fortement limitées, par effet de perte de charge, en particulier le long des filets de la tige filetée et de l'alésage du noyau expanseur, ce qui permet d'éviter des risques d'éjeçtion brutale de la partie supérieure de l'enveloppe du bouchon et limite l'introduction de fluide primaire dans la partie secondaire du générateur de vapeur.

Sur les figures 10 et 10A, on a représenté un bouchon 3 comportant une enveloppe tubulaire 4 et un noyau expanseur 10, dans lequel est Introduit un dispositif d'obturation et de retenue 81 constitué par une tige filetée 81a engagée dans l'alésage taraudé 10' du noyau expanseur 10 et un ecrou 82 engagé dans l'alésage taraudé de l'enveloppe 4 constituant l'ouverture d'entrée du bouchon opposée au fond 5.

La tige filetée 81a comporte une extrémité 81b dont le diamètre est inférieur au diamètre intérieur de l'écrou 82 qui pressente une forme annulaire ; lorsque le dispositif d'obturation 81 est mis en place dans le bouchon et fixé grâce à l'écrou 82 de la manière qui sera décrite ci-dessous, l'extrémité 81b de la tige filetée vient se loger dans l'alésage de l'écrou 82.

L'écrou 82 est fileté sur sa surface externe alors que son alésage central est lisse.

Le filetage de l'écrou 82 qui correspond au taraudage de l'ouverture 7 presente un pas de vis différent du - pas de vis de la tige filetée 91a qui correspond au taraudage de l'alésage 10' du noyau expanseur.

L'extrémité 81b de la tige filetée 81a comporte sur sa fac inférieure une fente de tournevis 83 et présente un prolongement 84 constitué par une virole mince déformable place de manière coaxiale par rapport å la tioe filetée 81a à la périphérie de la face inférieure de la partie d'extrémité 81b.

L'écrou 82 comporte une collerette d'appui 8o à j'une des extrémités de sa partie filetée.

L'alésage intérieur de l'écrou 82 comporte à l'intérieur de la collerette 86 quatre embrèvements 85 en saillie radiale vers l'extérieur.

La partie d'extrémité 1b de la tige 81a à diamètre réduit est délimitée par un épaulement 87 sur lequel l'écrou 82 est en butée quand le dispositif d'obturation est fixé en place dans le bouchon 3.

La mise en place et la fixation du dispositif d'obturation 81 dans le bouchon sont effectuées de la manière qui sera décrite ci-après.

La tige filetée Sîs est vissé dans l'alésage taraudé 10' du noyau expanseur 10 en utilisant un tournevis dont la lame est introduite dans la fente 83.

L'écrou 82 est ensuite vissé dans l'alésage taraudé 7 jusqu'au moment où la collerette 86 vient en butée sur l'extrémité de l'enveloppe 4 du bouchon.

La position de la tige filetée 81a peut être réglée de manière à annuler le jeu entre l'épaulement 87 et l'écrou 82 par dévissage de la tige filetée,
La tige filetée 81a et l'écrou 82 ne peuvent pas être dévissés simultanément, les pas de vis de leurs filetages étant différents.

Après vissage de la tige et de l'écrou, on réalise le blocage en rotation de ces deux pièces par sertissage en déformant la virole 84, a l'intérieur des embrévements 85.

Le dispositif d'obturation et de retenue 81 fonctionne. en cas de fissuration de l'enveloppe du bouchon, de la même. manière que les dispositifs précédemment décrits.

Dans tous les cas, les dispositifs décrits conformes à l'invention permettent soit de limiter les conséquences d'une fissuration ou d'une repture de l'enveloppe d'un bouchon, soit encore d'augmenter la sécurité de ces bouchons en fonctionnement. si l'obturateur est mis en place aussitôt apres la pose du bouchon, sans attendre l'apparition de fissures dans son enveloppe.

Dans tous les cas. la mise en place de l'obturateur peut être réalisée rapidement et de manière facilement automatisable.
il est bien évident que l'invention ne se limite pas aux modes de réalisation qui ont été décrins.

En particulier, on peut réaliser le blocage en rotation etoou en translation de l'obturateur à l'intérieur de l'enveloppe du bouchon, par un moyen différent des moyens qui ont été décrits.

Parmi ces moyens, on utilisera dP oreferen- ce, soit un obturateur en forme de vis fendue suivant quatre secteurs, comme décrit avec référence aux figures 7, 7A et'7B ainsi que 8 et 8A, soit un obturateur comportant un ecrnu de fixation et de blocage, comme décrit avec référence aux figures 10 et 10A.

Cependant, les autres modes de réalisation décrits et représentés peuvent également être utilisés de manière avantageuse suivant les conditions de mise en oeuvre de l'obturateur.

L'obturateur peut présenter une forme assez sensiblement différente de la forme d'une vis pleine ou creuse, comme il a été décrit ci-dessus.

Enfin, le dispositif d'obturation et de retenue suivant l'invention peut être utilisé non seulement dans le cas des bouchons de fermeture des tubes de générateur de vapeur des réacteurs nucléaires à eau sous pression mais encore dans le cas des bouchons de fermeture de tout tube de générateur de vapeur dont le fluide caloporteur est à une pression élevée.

Claims (12)

REVENDICATIONS

1.- Dispositif d'obturation et de retenue d'un bouchon de fermeture étanche 131 d'un tube (1) de générateur de vapeur comportant une enveloppe (4) de forme tubulaire fermée à l'une de ses extrémités par un fond étanche (5), engagée dans une extrémité du tube (1) de manière que le fond (5) soit disposé à l'intérieur du tube (1) et un noyau (10) traversé par un alésage taraudé (10') à sa partie centrale, engagé à l'intérieur ne l'enveloppe (4) pour réaliser le blocage du bouchon (3) dans le tube (1 par expansion diamétrale de l'enveloppe 14) , caractérisé par le fait qu'il comporte une tige filetée (lia. 21a. 21'a.

31a, 41a, 51a, 61a, 71a) susceptible d'être vissée dans le trou taraudé (10') traversant le noyau (10') et solidaire a l'une de ses extrémités d'un élément de blocage 11b, 21b, 21'b, 31b, 41b. 51b, 61b, 71b) dont le diamètre extérieur est supérieur au diamètre de la tige, destin à venir s'engager dans 1 'extré- mité de l'enveloppe (4! du bouchon (3) opposée au fond de fermeture (5) , lorsque la tige fileté est vissée dans le noyau (10) et muni de moyens coopérant avec l'extrémité de l'enveloppe du bouchon (3) pour réaliser le blocage en rotation et/ou en translation du dispositif d'obturation.

2.- Dispositif d'obturation suivant la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il est constitué sous la forme d'une vis dont la tete (11b) constitue l'élément de blocage destiné a venir s'en- gager dans un alésage 171 de llenvelopoe (41 du houchon, le blocage en rotation et en translation du dispositif d'obturation étant réalise par des points de soudure .13! de jonction entre la tête de vis (lib) et l'enveloppe (4! du bouchon (3 , au niveau de l'alésage (7) dP l'enveloppe (4).

3.- Dispositif d'obturation suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que l'élément de blocage (21b) comporte une gorge annulaire {23} dans sa partie de jonction avec la tige (21a). une collerette d'appui (22) à son extrémité opposée à la tige filetée (21a) et une bague élastique (25) engagée dans la gorge (23) susceptible de se rétracter par élasticité dans des directions radiales pour son introduction dans un alésage (7) de l'enveloppe (4) du bouchon (3) situé à l'extrémité du bouchon opposee au fond (5) , pendant le vissage de la tige filetée 121a) dans l'alésage (10') du noyau expanseur (10) et son expansion diamétrale dans une partie élargie dia métralement (8) de l'alésage (7).

4.- Dispositif d'obturation suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que l'élément de blocage (21'b) est séparé de la tige filetée (21'a) par un épaulement sur lequel est mise en appui une bague élastique (25') pouvant etre rétractée dans des directions radiales pour permettre l'introduction de l'élément de blocage (21'b) dans un alésage (7') débouchant à l'extrémité de l'enveloppe (4') du bouchon opposée à son fond (5') pendant le vissage de la tige filetée (21'a) dans l'alésage taraudé (10') du noyau expanseur (10), la bague élastique (25') venant se loger, en fin de vissage de la tige (21 Ta) dans une partie élargie diamétralement (8') de l'alésage (7') de l'enveloppe (4') du bouchon.

5.- Dispositif d'obturation suivant la revendication 4, caractérisé par le fait que la bague (25') présente la forme d'un tore à section carrée.

6.- Dispositif d'obturation suviant la revendication 1, caractérisé par le fait que l'élément de blocage (31b) est constitué par un élément tubulaire comportant des fentes (33) de direction axiale délimitant des lamelles élastiques (34) déformables dans des directions radiales et comportant des extrémités opposées à la. tige filetée (31a) constituées par des talons d'appui en saillie radiale vers l'extérieur, les lamelles élastiques (34) étant serrées de manière à les rapprocher les unes des autres pendant le vissage de la tige (31a) dans le noyau expanseur (101 et relâchees en fin de vissage, afin que les talons d'extrémité des lamelles (34) viennent en position de blocage du dispositif d'obturation. dans une gorge (8! dans l'alésage intérieur de l'enveloppe (4) du bouchon.

7.- Dispositif d'obturation suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que l'élément de blocage (41b) est constitue par. une virole mince déformable dont le diametre extérieur est inférieur au diamètre de l'alésage intérieur 17) de l'enveloppe (41 du bouchon à son extrémité opposée all fond de fermeture étanche (5) , le blocage en translation du dispositif d'obturation (41) étant réalise par expansion diamétrale vers l'extérieur de la virole deformable (43), a l'intérieur d'une gorge (81 constituant une partie élargie de l'alésage 17), a l'intérieur de l'enveloppe (4) du bouchon.

8.- Dispositif d'obturation suivant la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il présente la forme d'une vis 151) , dont la téte (51b) et-une partie de la tige filetée (51a) sont traversees par des fentes (53) de direction axiale délimitant quatre branches déformables élastiquement dans des direc- tions radiales, entierement separees, sur toute la longueur de la tête (51b) et sur une partie de la longueur de la tige filetée (51a) ainsi qu'une collerette 154) saillante radialement dans la zone de jonction entre la tige filetée (51a) et la tête 151bl et des moyens de préhension (561 des branches déformables de la vis, pour réaliser une rétraction radiale de la tête 151b) pendant le vissage de la tige filette (51a) dans le noyau expanseur (10) , le relâchement des branches élastiques de la vis après vissage dans le noyau expanseur (10) permettant le blocage de cette vis par introduction de la collerette (541 dans une gorge (81 à l'intérieur de l'alésage de l'enveloppe (4) du bouchon (3).

9.- Dispositif d'obturation suivant la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il- présente la forme d'une vis (61) , dont la tête (61b) et une partie de la tige filetée (61a) sont traversées par des fentes (63) de direction axiale délimitant quatre branches déformables élastiquement dans des directions radiales, entièrement séparées, sur toute la longueur de la tête 161b) et sur une partie de la longueur de la tige filetée (Sia) ainsi qu'une colle- rette 164) saillante radialement dans la zone de jonction entre la tige filetée (61a) et la tête (61b) et un moyen d'écartement (66) pouvant être introduit axialement dans un alésage (67) à la partie centrale de la vis (61) entre les branches élastiques de cette vis, la collerette (64) ayant un diamètre exté- rieur inférieur au diamètre intérieur de l'alésage (7) de l'enveloppe 141 du bouchon dans sa partie opposée au fond (5) pour permettre le vissage de la tige filetée (61a) dans le noyau expanseur (101, le blocage de la vis (61) constituant le dispositif d'obturat.ion étant réalisé par introduction du dispositif d'écartement (66) des branches élastiques de manière à introduire la collerette (64) dans une gorge (8) à diamètre élargi usinée à l'intérieur de l'alésage de l'enveloppe (4) du bouchon.

10.- Dispositif d'obturation suivant la revendication 9, caractérise par le fait que l'alésage central (67) de la vis (61) constituant le dispositif d'obturation comporte une partie tronconique (67a) et que le dispositif d'écartement (66) présente une surface extérieure de forme tronconique correspondant a la forme de la partie (67a) de l'alésage de la vis (61) , l'écartement des branches élastiques de la vis !61) étant obtenu par poussée axiale sur le dispositif d'écartement (66).

11.- Dispositif d'obturation suivant la revendication 1. caractérisé par le fait que la tige filetée (71a! et l'élément de blocage (71h) comportent un alésage borgne de direction axiale (73! traversant l'élément de blocage !71b) sur toute sa longueur axiale, le fond de l'alésage borgne 173) étant situé au voisinage de l'extrémité de la tige filetée (71a) opposée å l'élément de blocage (71b), ou le pas de vis de la tigre filetee 171a) est plus petit que le pas de vis de l'alésage taraudé (10' du noyau expanseur (10) et que l'élément de blocage (71b) rom- porte, a son extrémité oppose a la tige filetée (71a) , une collerette {721 en saillie radiale de.st- née à venir en appui sur l'extrémité de l'enveloppe 14) du bouchon 13) , le dispositif d'obturation 171) comportant en outre des moyens (73' pour la fixation d'un outil d'extension axiale de la tige filetée (71a), pendant son vissage dans 1 'alésage taraudé (10') du noyau expanseur (10).

12.- Dispositif d'obturation suivant la revendication 1, caracterise par le fait que l'élément de blocage de la tige filetée (81a) comporte - une partie d'extrémité (81b) de la tige filetée (81a) sur laquelle est usinée une cavité (83) pour un outil de vissage et de dévissage de la tige filetée (81a) et qui est prolongée axialement par une virole mince déformable (841, - et un écrou (82) ayant une surface externe filetée qui peut être vissée dans un alésage taraudé (7) de l'enveloppe (4? du bouchon constituant la partie d'extrémité de l'alésage de l'enveloppe (41 du bouchon opposée au fond (5), un alésage interne dont le diamètre est supérieur au diamètre de la partie d'extrémité (81b) de la tige (81a), une collerette d'appui (86) sur l'extrémité de l'enveloppe (4) du bouchon opposée à son fond (5) et au moins un embrèvement de sertissage (85) en saillie radiale vers l'extérieur par rapport à l'alésage interne de l'écrou (82), dans sa partie traversant la collerette (86) les pas de vis de la tige filetée (Rla) et de l'écrou (82) étant différents et l'écrou (82) étant vissé dans l'alésage taraudé (7) après vissage de la tige filetée (81a) dans l'alésage taraudé (10') du noyau (10), de manière que la partie d'extrémité (81b) de la tige filetée (81a) soit introduite dans l'alésage interne de l'écrou 182) puis bloquée en rotation par rapport à l'écrou 1821 par le repoussage de la virole (84) dans l'embrèvement (85).