FR2676524A1

FR2676524A1 - Bouchon et procede pour obturer un tube, notamment un tube d'echangeur de chaleur.

Info

Publication number: FR2676524A1
Application number: FR9205805A
Authority: FR
Inventors: Snyder David Allen; Haberman Eric Reid; Everett James Wilson; Nee John Donald
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Current assignee: CBS Corp
Priority date: 1991-05-13
Filing date: 1992-05-13
Publication date: 1992-11-20
Anticipated expiration: 2012-05-13
Also published as: ES2063638B1; US5194214A; ES2063638R; ES2063638A2; FR2676524B1; BE1006248A3

Abstract

Ce dispositif comprend un premier élément (52) de bouchon d'obturation de tube, un second élément (56) et une cuvette de blocage (58) disposée dans un trou (68) du premier élément et pourvue d'un filetage extérieur (108) comportant une partie ondulée (110) pour résister au vissage de la cuvette (58) dans le premier élément et à son dévissage de ce dernier. L'un du second élément et de la cuvette de blocage (58) comporte un évidement (76) pour recevoir une partie déformable (98, 104) de l'autre de ce second élément et de cette cuvette de blocage. Le contact métal-métal entre une surface diamétrale extérieure (107) de la cuvette (58) et une face (69) de l'enveloppe (52) et le contact métal-métal d'une partie conique (93) de la vis et une partie conique (122) de la cuvette (58) rendent étanche une chambre (70).

Description

BOUCHON ET PROCEDE POUR OBTURER UN TUBE,

NOTAMMENT UN TUBE D'ECHANGEUR DE CHALEUR

La présente invention concerne un appareil et un procédé pour obturer des éléments tubulaires et elle a trait, plus particulièrement, à un bouchon obturateur de tube et à un procédé pour obturer un tube, par exemple un tube d'échangeur de chaleur de générateur de vapeur de

centrale nucléaire.

Dans les échangeurs de chaleur du type tubulaire, un premier fluide s'écoule à travers les tubes de l'échangeur de chaleur, tandis qu'un second fluide entoure l'extérieur des tubes de telle sorte qu'un échange de chaleur se produise entre les deux fluides Il peut arriver que l'un des tubes devienne défectueux au point qu'une fuite risque de se produire ou même se produise et permette aux deux fluides de se mélanger Quand il en est ainsi, il est parfois nécessaire d'obturer le tube afin que le fluide ne s'écoule pas dans le tube de manière à éviter de cette

façon une fuite à partir de ce tube.

Les échangeurs de chaleur du type tubulaire utilisés dans les centrales nucléaires sont appelés communément générateurs de vapeur nucléaires Quand il apparaît dans les tubes d'un générateur de vapeur nucléaire un défaut qui permet au fluide primaire présent dans les tubes de se mélanger avec le fluide secondaire se trouvant à l'extérieur des tubes, on se trouve confronté à un problème plus important Non seulement cette situation rend inefficace l'échangeur de chaleur, mais elle pose également un problème de contamination radioactive Du fait que le fluide s'écoulant dans les tubes d'un générateur de vapeur nucléaire peut présenter une certaine radioactivité, il est important qu'il ne puisse pas s'échapper des tubes et contaminer le fluide entourant ces tubes C'est pourquoi, lorsqu'un risque de fuite apparaît dans un tube d'échange de chaleur d'un générateur de vapeur nucléaire, on obture le tube d'échange de chaleur de manière que le fluide primaire ne puisse pas s'écouler à travers le tube Cette disposition empêche une contamination du fluide entourant

les tubes.

Il existe plusieurs types de bouchons mécaniques que l'on peut utiliser pour obturer les tubes d'échange de chaleur Un tel dispositif utilisé pour obturer les tubes d'échange de chaleur dans les générateurs de vapeur nucléaires est décrit dans le brevet US NO 4 982 763 Le dispositif de retenue de bouchon servant à retenir un bouchon d'obturation de tube comprend une cuvette de blocage comportant un trou central ou alésage traversant et une partie inférieure filetée extérieurement et adaptée pour être vissée dans l'extrémité filetée du bouchon d'obturation de tube ainsi qu'une vis à tête comportant une tige filetée vissée dans le corps fileté de ce bouchon On sertit la cuvette de blocage sur la vis à tête en utilisant des rainures de la tête de la vis Toutefois, la cuvette de blocage peut intempestivement se dégager du bouchon et en sortir sous l'effet des vibrations pendant le

fonctionnement du générateur de vapeur.

Un autre type de bouchon mécanique est décrit dans la demande de brevet US NO 07/699 416 Ce bouchon d'obturation de tube servant à obturer un tube pour empêcher un écoulement de fluide dans ce dernier comprend une enveloppe, un élément d'expansion, un moyen formant vis pour rendre étanche la chambre délimitée par l'enveloppe, un moyen de blocage pour rendre solidaires les uns des autres l'enveloppe, le moyen formant vis, l'élément d'expansion et le moyen de blocage Le moyen de blocage comprend une partie languette pouvant être engagée par déformation dans au moins un évidement ou gorge ménagé dans

le moyen formant vis ou dans l'enveloppe.

Un autre type de bouchon mécanique est décrit dans la demande de brevet NO 07/439 118 déposée le 20 novembre 1989 Le bouchon d'obturation de tube servant à obturer un tube pour empêcher un écoulement à travers ce tube comprend une enveloppe, un élément d'expansion et un élément d'étanchéité pour rendre étanche la chambre délimitée par l'enveloppe L'élément d'étanchéité et l'enveloppe sont

soudés l'un à l'autre pour bloquer mutuellement, c'est-à-

dire rendre solidaires, l'élément d'étanchéité et l'enveloppe afin d'empêcher cet élément d'étanchéité et cette enveloppe de se séparer L'élément d'étanchéité que l'on monte dans l'enveloppe obture de façon étanche l'extrémité ouverte de cette enveloppe, cela pour empêcher le liquide réfrigérant de pénétrer dans la chambre délimitée par l'enveloppe et d'exercer une pression sur la paroi du bouchon, et occupe un espace à l'intérieur de la chambre délimitée par l'enveloppe afin de réduire le risque d'apparition de contraintes résiduelles au sein de la paroi du bouchon Bien que le bouchon d'obturation de tube obture les tubes de façon satisfaisante, le soudage de l'élément d'étanchéité et de l'enveloppe l'un à l'autre exige des opérations supplémentaires comprenant le soudage lui-même et une vérification de la soudure pendant le montage du bouchon dans le tube De plus, si l'enveloppe du bouchon d'obturation de tube a été enfoncée sur une certaine distance dans le tube, il n'est pas possible de souder l'élément d'étanchéité sur l'enveloppe et, par conséquent, l'élément d'étanchéité et l'enveloppe ne peuvent pas être

fixés l'un à l'autre par soudage.

La présente invention a pour objet principal un bouchon d'obturation de tube qui comprend un moyen pour rendre solidaires les uns des autres la pluralité des éléments constituant ce bouchon, de telle sorte que les éléments de ce dernier ne puissent pas se séparer sous

l'effet des vibrations.

Compte tenu de ces objets, la présente invention réside dans un dispositif d'obturation, telle qu'un bouchon d'obturation de tube, pour empêcher l'écoulement du fluide à travers une ouverture ou un élément tubulaire, tel qu'un tube de générateur de vapeur nucléaire, ce dispositif comprenant une cuvette de blocage pour rendre solidaires les uns des autres la pluralité d'éléments constituant ce bouchon d'obturation de tube Le dispositif d'obturation de tube comprend un premier élément, tel qu'une enveloppe de bouchon d'obturation de tube, comportant un trou central ou alésage au moins partiellement traversant et comportant une partie pourvue d'un filetage intérieur, un second élément, tel qu'un moyen formant vis d'un bouchon d'obturation de tube, disposé dans le trou central du premier élément, et une cuvette de blocage annulaire disposée dans le trou central du premier élément et comportant un filetage extérieur Le filetage extérieur comprend une partie déformée destinée à opposer une résistance supplémentaire importante au vissage de la cuvette de blocage dans le premier élément et à son dévissage de ce dernier pour empêcher la séparation intempestive du premier élément, du second élément et de la cuvette de blocage La partie déformée peut présenter une configuration ondulée formée par au moins une variation de la racine et du pas et par au moins une protubérance du f iletage extérieur de la cuvette de blocage Au moins l'un des éléments constitués par le second élément et la cuvette de blocage comporte au moins un évidement destiné à recevoir une partie déformable de l'autre desdits éléments constitués par le second élément et la cuvette de blocage afin de rendre solidaires les uns des autres le premier élément, le second élément et la

cuvette de blocage.

Le bouchon d'obturation de tube peut aussi comprendre un élément d'expansion destiné à être vissé avec le moyen formant vis, les filetages de l'élément d'expansion et du moyen formant vis pouvant avoir un pas différent de celui des filetages de la cuvette de blocage et de l'enveloppe, de manière à pourvoir ainsi le bouchon d'obturation de tube d'une caractéristique de

solidarisation supplémentaire Le contact de butée métal-

métal entre la surface extérieure de la cuvette de blocage

et une face de l'enveloppe et le contact de butée métal-

métal d'une partie conique du moyen formant vis et d'une partie conique de la cuvette de blocage rend étanche la chambre à l'intérieur de l'enveloppe de manière à empêcher un écoulement de fluide à travers le bouchon d'obturation

de tube.

Le procédé pour obturer un tube comprend les étapes consistant à installer l'enveloppe à l'intérieur d'un tube, à déformer le filetage d'une cuvette de blocage de manière à lui donner une configuration ondulée, à visser la cuvette de blocage dans l'enveloppe, à disposer un moyen formant vis dans la cuvette de blocage et dans l'enveloppe, et à sertir la cuvette de blocage dans un évidement du moyen formant vis afin de rendre solidaires les uns des autres l'enveloppe, le moyen formant vis et la cuvette de blocage

pour empêcher le fluide de s'écouler dans le tube.

On va maintenant décrire la présente invention en se référant aux dessins annexés, sur lesquels: la figure 1 est une représentation schématique d'un générateur de vapeur en coupe verticale partielle avec des parties enlevées pour rendre plus clair le dessin, cette figure montrant également deux tubes de générateur de vapeur, un de ces tubes comportant des bouchons d'obturation de tubes disposés dans ses extrémités ouvertes; la figure 2 est une vue éclatée et en coupe verticale partielle d'un bouchon d'obturation de tube; la figure 3 est une vue selon la ligne III-III de la figure 2; la figure 4 est une vue en coupe partielle d'une cuvette de blocage; la figure 5 est une vue isométrique d'une partie déformée du filetage extérieur de la cuvette de blocage; la figure 6 est une vue détaillée agrandie selon VI-VI de la figure 5; la figure 7 est une vue selon la ligne VII-VII de la figure 4; et la figure 8 est une vue en coupe partielle du bouchon d'obturation de tube comportant un moyen formant vis et la cuvette de blocage montés à l'intérieur d'une

enveloppe de ce bouchon d'obturation de tube.

L'invention que l'on va décrire procure un dispositif d'obturation, tel qu'un bouchon d'obturation de tube, et un procédé pour obturer un élément tubulaire, tel qu'un tube de générateur de vapeur nucléaire, qui utilise une cuvette de blocage pour rendre solidaires les uns des autres les composants individuels constituant le bouchon d'obturation de tube, de manière à réduire ainsi le risque d'une séparation de ces éléments du bouchon d'obturation de tube sous l'effet des vibrations pendant le fonctionnement

du générateur de vapeur -

En se référant à la figure 1, on voit qu'un générateur 10 de vapeur est représenté schématiquement et qu'il comporte une pluralité de tubes 20 (dont deux seulement sont représentés) disposés dans ce générateur Un des tubes 20, par exemple un tube 22 comportant une paroi intérieure 24, peut se trouver endommagé après une durée prolongée de service par suite d'un fissurage par corrosion en raison des vibrations ou des contraintes engendrées par l'eau du circuit primaire Le tube 22 peut comporter une fissure traversante qui permet le mélange du fluide primaire radioactif présent dans le tube 22 avec le fluide secondaire non radioactif se trouvant à l'extérieur du tube 22 Pour empêcher ce mélange de fluides, on arrête le fonctionnement du générateur 10 de vapeur d'une manière bien connue dans la technique et on dispose un bouchon 40 d'obturation de tube dans les deux extrémités ouvertes du tube 22 pour obturer ce tube endommagé 22 Quand le tube 22 a été obturé, on remet en marche le générateur 10 de vapeur Le bouchon 40 empêche l'écoulement du fluide primaire dans le tube 22 Toutefois, le fissurage qui provient d'une corrosion due aux contraintes et qui peut avoir entraîné une détérioration du tube 22 peut également affecter le bouchon 40 du tube et entraîner ainsi, de la

même façon, une détérioration de ce bouchon 40.

En se référant à la figure 2, on voit que le bouchon 40 d'obturation de tube comprend un premier élément, tel qu'une enveloppe 52, un élément d'expansion 54, un second élément, tel qu'un moyen formant vis 56, et une cuvette de blocage 58 L'enveloppe 52 est un élément

sensiblement cylindrique en métal, tel que l'Inconel 600.

L'Inconel est un alliage composé essentiellement de nickel,

de chrome, de fer et d'une quantité infime de cobalt.

L'enveloppe 52 comporte une surface intérieure conique 60 d'une paroi extérieure 62 qui présente un diamètre plus grand à l'extrémité fermée 64 de l'enveloppe 52 et un diamètre plus petit à l'extrémité ouverte 66 de l'enveloppe 52 L'enveloppe 52 comporte aussi un trou central ou alésage 68 s'étendant dans cette dernière au moins

partiellement et une face 69 à l'extrémité ouverte 66.

L'extrémité fermée 64, l'extrémité ouverte 66 et la paroi extérieure 62 définissent une chambre 70 dans l'enveloppe 52 Dans la chambre 70 est disposé l'élément d'expansion 54, qui peut comporter un trou traversant cylindrique fileté 72, pour dilater la paroi extérieure 62 de l'enveloppe 52 et la faire venir en contact d'étanchéité avec la paroi intérieure 24 du tube 22 afin d'obturer ce dernier La surface intérieure 60 est formée de telle sorte que l'élément d'expansion 54 se trouve emprisonné à l'intérieur de l'enveloppe 52, ce qui fait que le déplacement de l'élément d'expansion 54 par rapport à la surface intérieure 60 entraîne l'expansion de l'enveloppe 52 sans qu'il soit possible d'enlever de cette enveloppe 52

l'élément d'expansion 54.

L'enveloppe 52 comporte, près de l'extrémité ouverte 66, une partie jupe 74 cylindrique et filetée, qui a un diamètre plus grand que le plus petit diamètre de la surface intérieure 60 de la paroi extérieure 62 pour permettre le vissage dans la partie jupe, ou l'insertion à travers cette partie jupe filetée 74, et cela jusque dans la chambre 70, d'un appareil (non représenté), tel qu'un outil servant à manipuler l'élément d'expansion 54 La partie jupe 74 comporte un filetage intérieur 75 pour le vissage de la cuvette de blocage 58 La partie jupe 74 comporte aussi un évidement ou gorge 76 situé au voisinage il de l'extrémité intérieure 77 du filetage intérieur 75 de la partie jupe 74 et à l'intérieur de cette extrémité 77 pour

assurer un dégagement au filetage intérieur 75.

L'enveloppe 52 a également une épaisseur de paroi sensiblement uniforme dans sa partie qui est expansée par l'élément d'expansion 54 Une pluralité de nervures ou cloisons extérieures 78 peuvent être formées de façon intégrée sur la surface extérieure 79 de l'enveloppe 52 de manière telle que la hauteur de chaque nervure 78 augmente à partir de l'extrémité fermée 64 jusqu'à l'extrémité ouverte 66, tandis que les surfaces extérieures de toutes les nervures 78 sont maintenues approximativement au même diamètre extérieur et tandis que l'épaisseur de paroi de l'enveloppe 52 reste sensiblement constante sur la totalité de la partie de cette enveloppe 52 o se trouvent les nervures 78 Les nervures 78 procurent une amélioration de

l'étanchéité entre l'enveloppe 52 et le tube 22.

L'enveloppe 52 est également réalisée de manière telle que la partie jupe 74, située près de l'extrémité ouverte 66, présente une partie de paroi plus épaisse que celle du restant de l'enveloppe 52 afin d'assurer une stabilité lors

de l'extraction du bouchon 40 d'obturation de tube.

Avant d'achever la fabrication de l'enveloppe 52, on installe l'élément d'expansion 54 en l'introduisant, à travers l'extrémité ouverte 66 de cette enveloppe 52, dans la chambre 70 de cette dernière Ensuite, on procède à une opération de rétreint ou estampage de l'enveloppe 52 de manière que l'élément d'expansion 54 soit emprisonné à

l'intérieur de l'enveloppe 52.

En se référant encore à la figure 2, on voit que l'élément d'expansion 54, qui peut être fabriqué en métal susceptible d'être trempé, tel que le Carpenter Custom 455, est formé, dans ce mode de réalisation, de telle sorte qu'il comporte une extrémité avant 80 présentant un arrondi minimisant le "refoulement" ou "repoussage" du métal en avant de l'élément d'expansion 54 lorsque cet élément d'expansion 54 est tiré à travers l'enveloppe 52 L'élément d'expansion 54 peut aussi avoir une surface extérieure polie qui favorise son déplacement par rapport à l'enveloppe 52 L'élément d'expansion 54 comporte aussi un bord arrière 82 qui est réalisé de manière à présenter une arête vive, de telle sorte qu'il constitue un mécanisme auto-bloquant Bien que la caractéristique d'arête vive du bord arrière 82 empêche l'élément d'expansion 54 de se déplacer vers l'extrémité fermée 64 de l'enveloppe 52 de manière à éviter ainsi une contraction intempestive du diamètre de l'enveloppe 52, la structure de l'élément d'expansion 54 est telle que la caractéristique d'arête vive du bord arrière 82 n'empêche pas l'élément d'expansion 54 d'être poussé en direction de l'extrémité fermée 64 par

un outil d'extraction de bouchon (non représenté).

L'élément d'expansion 54 est également pourvu d'une surface extérieure conique 84 qui est conçue de manière telle que son diamètre extérieur est plus petit près de

l'extrémité avant 80 et plus grand près du bord arrière 82.

La forme de la surface extérieure 84 procure un mécanisme permettant une expansion de l'enveloppe 82 lorsque l'élément d'expansion 52 est déplacé par rapport à l'enveloppe 52 L'élément d'expansion 54 comporte également un filetage intérieur 86 que l'on peut utiliser pour la venue en prise d'un outil de montage de bouchon (non représenté) pendant l'opération d'expansion et auquel on

peut avoir recours pour visser le moyen formant vis 56.

Comme on l'a décrit ci-dessus, l'enveloppe 52 et l'élément d'expansion 54 peuvent être du type décrit dans le brevet

US NO 4 390 042.

En se référant de nouveau aux figures 2 et 3, on voit que le moyen formant vis 56 comporte une tête 90 à une de ses extrémités, une tige 91 à l'extrémité opposée, et une surface 92 ainsi qu'une partie conique 93 située entre la tête 90 et la tige 91 Quand elle est disposée dans l'extrémité ouverte 66 de l'enveloppe 52, la tête 90 est définie comme étant la partie d'extrémité du moyen formant vis 56 qui est située plus près de l'ouverture 66 de l'enveloppe 52 et la tige 91 est définie comme étant la partie d'extrémité du moyen formant vis 56 qui est située plus près de l'extrémité fermée 64 de l'enveloppe 52 La tige 91 peut comporter un filetage extérieur 94 correspondant au filetage intérieur 86 de l'élément d'expansion 54 en vue d'un vissage de l'élément formant vis 56 dans l'élément d'expansion 54 Le moyen formant vis 56 peut être en métal, tel que l'Inconel 690, pour résister au

fissurage par corrosion due aux contraintes.

La tête 90 comporte une partie échancrée 98 comportant au moins un évidement 99 mais, de préférence, au moins deux évidements pour procurer au bouchon 40 d'obturation de tube une caractéristique de blocage plus forte en coopération avec la cuvette de blocage 58 afin de rendre solidaires les uns des autres l'enveloppe 52, l'élément d'expansion 54, la vis 56 et la cuvette de blocage 58 La tête 90 de la vis 56 comporte aussi une cavité 100, par exemple un trou hexagonal, destiné à recevoir un appareil (non représenté) apte à insérer la vis 56 dans l'enveloppe 52 et dans l'élément d'expansion 54 et à les en extraire La tête 90 de la vis 56 est dimensionnée de manière à être logée dans la cuvette de blocage 58 et a un diamètre plus grand que celui de la tige 91 de la vis 56 pour former la surface 92 et la partie conique 93 entre cette surface et la tête Du fait qu'on ne peut pas connaitre la position exacte de l'élément d'expansion 54 à l'intérieur de l'enveloppe 52, la longueur de la vis 56 doit être suffisante pour que le filetage extérieur de cette dernière se visse dans le filetage intérieur 86 de

n'importe quel élément d'expansion installé 54.

Grâce à l'installation de la vis 56 dans l'enveloppe 52, le fluide ne peut pas attaquer de façon corrosive la surface intérieure 60 de l'enveloppe 52 De plus, la vis 56 occupe l'espace intérieur de la chambre 70, ce qui réduit le volume de liquide se trouvant dans cette chambre de sorte que toute énergie emmagasinée dans la chambre 70 se trouve minimisée L'étanchéité de la chambre et la réduction du volume de liquide se trouvant dans cette chambre permet d'obtenir un bouchon 40 d'obturation de tube qui est moins susceptible de se fissurer par corrosion sous l'effet des contraintes De plus, grâce au vissage de la vis 56 dans l'élément d'expansion 54, cet élément d'expansion 54 se trouve retenu par la vis 56 dans le cas improbable o une partie de l'enveloppe 52 viendrait à se fissurer, en empêchant ainsi l'élément d'expansion 54 de se dégager et de se déplacer librement d'un bout à

l'autre du générateur de vapeur.

En se référant aux figures 2 et 4, on voit que le bouchon 40 d'obturation de tube comprend aussi une cuvette de blocage 58, laquelle cuvette peut être en Inconel 690 pour réduire l'aptitude de la cuvette de blocage 58 à se

fissurer sous l'effet de la corrosion due aux contraintes.

La cuvette de blocage 58 est un élément annulaire comportant une partie d'extrémité 102 ouverte vers l'intérieur, une partie d'extrémité 104 ouverte vers l'extérieur, une paroi 106 et une surface diamétrale extérieure 107 disposée entre la partie d'extrémité 104 ouverte vers l'extérieur et la partie d'extrémité 102 ouverte vers l'intérieur La partie d'extrémité 102 ouverte vers l'intérieur a un diamètre plus petit que celui de la partie d'extrémité 104 ouverte vers l'extérieur afin de permettre le montage de la partie d'extrémité 102 ouverte vers l'intérieur dans la partie jupe 74 de l'enveloppe 52 et à la surface latérale extérieure 107 de porter contre l'enveloppe 52 Le diamètre de la partie d'extrémité 104 ouverte vers l'extérieur a une dimension qui permet de monter la cuvette de blocage 58 dans le tube 22, en donnant ainsi la possibilité de monter la cuvette de blocage 58 dans un bouchon 40 d'obturation de tube disposé à n'importe quelle hauteur à l'intérieur du tube 22 Quand la cuvette de blocage 58 a été installée dans l'enveloppe 52, la surface diamétrale extérieure 107 de la cuvette de blocage 58 porte contre la face 69 de l'enveloppe 52 afin de rendre étanche la chambre 70 de l'enveloppe 52 La paroi 106 comprend dans sa partie d'extrémité 102 ouverte vers l'intérieur un filetage 108 correspondant au filetage intérieur 86 de la jupe 74 de l'enveloppe 52 en vue du

vissage de la cuvette de blocage 58 dans l'enveloppe 52.

En se référant à la figure 5, on voit que le filetage extérieur 108 comporte une partie déformée 110 destinée à résister au vissage de la cuvette de blocage 58 dans l'enveloppe 52 et à son dévissage de cette dernière, cela pour empêcher la séparation intempestive de l'enveloppe 52, de la vis 56 et de la cuvette de blocage 58 La partie déformée 110 comprend au moins deux "segments" du filetage extérieur 108 et comporte un filetage extérieur 112 avec un profil de filet déformé Un "segment" est la distance entre un point sur le filetage extérieur 108 et le point correspondant sur ce filetage extérieur 108 après un tour complet de la cuvette de blocage 58 La partie déformée 110 peut comprendre 4-5

"segments" au maximum.

En se référant encore à la figure 5, on voit que le pas du filetage extérieur 112 de la partie déformée 110 est décalé, c'est-à-dire varie, par rapport au pas du f iletage extérieur 108 de la cuvette de blocage 58 pour procurer la résistance supplémentaire au dévissage de la cuvette de blocage 58 de l'enveloppe 52 A titre d'exemple, le degré du "décalage" ou variation entre le pas du filetage extérieur 112 et le pas du filetage extérieur 108 peut être d'environ 0,01 cm ( 0,005 pouce) pour que l'on obtienne le degré désiré d'interférence ou d'interaction entre le filetage intérieur 75 de l'enveloppe 52 et le filetage

extérieur 112 de la cuvette de blocage 58.

En se référant aux figures 5 et 6 dans lesquelles on a utilisé les mêmes références pour définir les mêmes parties ou pièces, on voit que la figure 6 est une vue

agrandie détaillée des filets représentés sur la figure 5.

Au moins une partie de la racine 113 du f iletage extérieur 112 est décalée, c'est-à-dire modifiée, par rapport à la configuration de la racine 113 du filetage extérieur 108 de sorte que la racine 113 de la partie déformée 110 comprend au moins une ondulation 114 A l'intérieur d'un segment, une racine 113 comportant une pluralité de "décalages" ou protubérances a la configuration d'un motif analogue à une onde A titre d'exemple, la racine 113 de la partie déformée 110 peut être "décalée" ou "déportées" de 0,01 cm ( 0,05 pouce) par rapport à la position du reste de la

racine des filetages extérieurs 108 et 112.

En se référant de nouveau aux figures 5 et 6, on voit qu'entre la crête 116 et la racine 113 se trouve au moins une protubérance 118 La protubérance 118 est alignée axialement avec chaque ondulation 114 De préférence, pour chaque segment, le f iletage extérieur 112 peut comporter deux protubérances 118 et la racine 113 peut comporter deux ondulations 114 A titre d'exemple, la protubérance 118 peut avoir une largeur d'environ 0,01 cm ( 0,005 pouce), une hauteur d'environ 0,1 cm ( 0,005 pouce) et une longueur d'environ 0,5 cm ( 0,200 pouce) pour que l'on obtienne le degré désiré de résistance entre le filetage intérieur 75 de l'enveloppe 52 et le filetage extérieur 112 de la cuvette de blocage 58 pendant la mise en place de la cuvette de blocage 58 dans l'enveloppe 52 et pendant son

extraction de cette dernière.

En se référant à la figure 5, on voit qu'un outil de mise en place (non représenté) et un outil d'extraction (non représenté) permettent d'appliquer un couple suffisant pour contrecarrer l'interférence entre la partie déformée de la cuvette de blocage 58 et le filetage intérieur 75 de l'enveloppe 52, par exemple un couple d'environ 4-6 N m ( 35-50 in-lb) Le couple nécessaire pour installer une cuvette de blocage ne comportant pas une partie déformée est d'environ 1 N m ( 10 in-lb) En nécessitant un couple supplémentaire d'environ 2-5 N m ( 25-40 in-lb), la cuvette de blocage 58 comportant la partie déformée 110 constitue une cuvette de blocage opposant une résistance supplémentaire au vissage de cette cuvette de blocage 58

dans l'enveloppe 52 et à son dévissage de cette dernière.

Pendant la mise en place de la cuvette de blocage 58 dans l'enveloppe 52, le filetage intérieur 75 de l'enveloppe 52 se déforme de façon plastique Pendant l'extraction de la cuvette de blocage 58 de l'enveloppe 52, le filetage intérieur 75 de l'enveloppe 52 se déforme de façon plastique, ce qui procure une résistance supplémentaire au dévissage intempestif de la cuvette de blocage 58 de l'enveloppe 52 Il est préférable de former le filetage extérieur 108 et le filetage extérieur 112 de la partie filetée 110 de la cuvette de blocage 58 par roulage des filets afin d'empêcher une concentration élevée de contraintes à la racine des filets On peut former la protubérance 118 en "déplaçant" une partie de la forme du filet entre la crête 116 et la racine 113 Outre que la configuration analogue à une onde et que les protubérances 118 de la partie déformée 110procurent une résistance supplémentaire pendant que l'on dévisse la cuvette de blocage 58 de l'enveloppe 52, la partie déformée 110 procure également unerésistance au desserrage intempestif de la cuvette de blocage 58 par rapport à l'enveloppe 52 sous l'effet des vibrations engendrées pendant le fonctionnement du générateur de vapeur, en empêchant ainsi que des pièces libérées se déplacent d'un bout à l'autre du

générateur de vapeur.

En se référant aux figures 2, 7 et 8, on voit que le filetage intérieur 75 de l'enveloppe 52 et le filetage extérieur 108 de la cuvette de blocage 58 ont un pas plus grand que celui du filetage intérieur 86 de l'élément d'expansion 54 et celui du filetage extérieur 94 de la vis 56 afin de procurer un moyen de blocage supplémentaire pour rendre solidaires les uns des autres la vis 56, la cuvette

de blocage 58, l'élément d'expansion 54 et l'enveloppe 52.

La cuvette de blocage 58 comprend, en outre, un filetage intérieur 120 disposé entre la partie d'extrémité 104 ouverte vers l'extérieur et la partie d'extrémité 102 ouverte vers l'intérieur et disposé de façon sensiblement parallèle à la surface diamétrale extérieure 107 Une partie conique 122 est formée entre la surface diamétrale intérieure 120 de la partie d'extrémité 104 ouverte vers l'extérieur et la paroi latérale intérieure 106 de la cuvette de blocage 58 L'angle de conicité de la paroi conique 122 correspond à l'angle de conicité de la paroi conique 93 de la vis 56 afin de procurer un ajustage d'interférence entre la paroi conique 122 et la paroi conique 93 de manière à rendre étanche la chambre 70 de l'enveloppe 52 La cuvette de blocage 58 empêche également un mouvement de recul intempestif de la vis 56 par rapport à l'enveloppe 52 En se référant à la figure 7, on voit que le trou central ménagé dans la partie d'extrémité 102, ouverte vers l'intérieur, de la cuvette de blocage 58 peut être un trou hexagonal 124 destiné à recevoir un appareil (non représenté) apte à insérer la cuvette de blocage 58 dans l'enveloppe 52 et à l'en extraire. En se référant de nouveau aux figures 2, 7 et 8, on voit que les filetages 108 et 112 peuvent être dimensionnés et profilés en vue de forces connues de telle sorte que le couple nécessaire pour extraire la vis 56 et la cuvette de blocage 58 soit plus élevé que le couple dont on peut prévoir l'application à la vis 56 pendant la durée de service du générateur de vapeur En établissant de façon adéquate les dimensions et la forme des filetages 108 et 112, on peut retirer d'une façon efficace le bouchon 40 du tube 22, lorsque l'on a besoin d'extraire ce bouchon du

tube 22.

On peut introduire par déformation ou sertissage la partie d'extrémité 104, ouverte vers l'extérieur, de la cuvette de blocage 58 dans l'évidement 99 de la tête 90 échancrée de la vis 56 pour rendre solidaires les uns des autres l'enveloppe 52, l'élément d'expansion 54, la vis 56 et la cuvette de blocage 58 En variante, on peut introduire par déformation ou sertissage dans un évidement de la cuvette de blocage 58 une partie déformable de la vis

56.

Grâce à l'utilisation de la cuvette de blocage 58 comportant la partie déformée 110 ayant la configuration de filets déformés et dont la partie d'extrémité 104 ouverte vers l'extérieur, peut être sertie, la pluralité d'éléments constituant le bouchon 40 d'obturation de tube peuvent être rendus mutuellement solidaires et la chambre 70 restera étanche de manière à empêcher le fluide de pénétrer dans la chambre 70 et d'attaquer de façon corrosive la surface intérieure 60 de l'enveloppe 52 La caractéristique de blocage ou de solidarisation du bouchon 40 d'obturation de tube empêche également une séparation des éléments qui peut se traduire par un déplacement de pièces libres d'un bout à

l'autre du générateur de vapeur.

En se référant de nouveau à la figure 2, on voit que l'enveloppe 52 et l'élément d'expansion 54 peuvent être disposés à l'intérieur du tube 22, comme décrit dans le brevet US NO 4 390 042 On insère un outil de montage (non représenté) dans le trou hexagonal 124 de la cuvette de blocage 58 pour visser la cuvette de blocage 58 dans la partie jupe 74 de l'enveloppe 52 La surface 107 de la cuvette de blocage 58 vient s'appuyer sur la face 69 de l'enveloppe 52 On applique un couple, par exemple un couple de 4 N m ( 35 in-lb) pendant le montage de la cuvette de blocage 58 dans l'enveloppe 52 pour surmonter la résistance de la partie déformée 110 du filetage extérieur 108 lorsque l'on visse la cuvette de blocage 58 dans la partie jupe 74 de l'enveloppe 52 et pour obtenir l'ajustage par interférence entre la face 69 de l'enveloppe 52 et la surface 107 de la cuvette de blocage 58 On insère un outil de montage (non représenté) dans la cavité 100 de la tête de la vis pour mettre en place la vis 56 dans la cuvette de blocage 58 et pour visser la vis 56 dans l'élément d'expansion 54 disposé à l'intérieur de l'enveloppe 52 La partie conique 93 de la vis 56 vient s'appuyer contre la partie conique 52 de la cuvette de blocage 58 L'outil de montage (non représenté) applique un couple à la vis 56, par exemple un couple de 10 N m ( 90 in-lb) pour créer un assemblage par interférence entre la partie conique 122 de la cuvette de blocage 58 et la partie conique 93 de la vis 56 Le couple appliqué doit être suffisant pour empêcher qu'une fuite importante de fluide ne pénètre dans la chambre 70 de l'enveloppe 52 à travers le contact de butée métal-métal entre la face 69 de l'enveloppe 52 et la surface diamétrale extérieure 107 de la cuvette de blocage 58 et à travers le contact de butée métal-métal entre la partie conique 122 de la cuvette de blocage 58 et la partie conique 93 de la vis 56, ce couple devant également être suffisant pour empêcher un desserrage du bouchon 40 d'obturation de tube pendant que ce bouchon 40 est en service et suffisant pour maintenir une force de compression sur l'extrémité fermée 66 de l'enveloppe 52 afin de réduire le risque d'une séparation de l'enveloppe 52 par suite d'un fissurage provenant d'une corrosion due

aux contraintes.

En se référant de nouveau à la figure 8, on voit qu'après que la cuvette de blocage 58 a été mise en place à l'intérieur de la partie jupe 74 de l'enveloppe 52 et que la vis 56 a été mise en place à l'intérieur de la cuvette de blocage 58, la partie d'extrémité 104, ouverte vers l'extérieur, de la cuvette de blocage 58 peut être introduite par déformation ou sertissage dans l'évidement 99 de la partie dentelée ou échancrée 98 de la tête 90 de la vis 56 pour rendre solidaires les uns des autres l'enveloppe 58, l'élément d'expansion 54, la vis 56 et la cuvette de blocage 58 En variante, une partie déformable de la vis 56 peut être introduite, par déformation ou sertissage, dans un évidement de la cuvette de blocage 58 pour rendre solidaires les uns des autres les composants

individuels du bouchon 40 d'obturation de tube.

En se référant de nouveau à la figure 8, on voit que pour retirer le bouchon 40 du tube 22, on doit extraire de l'enveloppe 52 la vis 56 et la cuvette de blocage 58 puis on peut retirer du tube 22 l'enveloppe 52 par des procédés bien connus dans la technique Pour extraire la vis 56 de l'enveloppe 52, on insère un outil d'extraction (non représenté) dans la cavité 100 de la tête 90 et on applique un couple suffisant pour déformer la cuvette de blocage sertie 58 de manière que la partie d'extrémité sertie 104 ouverte vers l'extérieur se dégage de l'évidement 99 de la partie dentelée 98 de la tête 90 de la vis On dévisse alors la vis 56 de l'élément d'expansion 54 Quand la vis 56 a été enlevée de l'enveloppe 52, on insère un outil d'extraction (non représenté) dans le trou hexagonal 124 de la cuvette de blocage 58 puis on dévisse la cuvette de blocage 58 de la partie jupe 74 en appliquant un couple suffisant pour surmonter la résistance opposée par la partie déformée 110 du filetage extérieur 108 de la cuvette de blocage 58 Si le bouchon 40 d'obturation de tube est conçu pour que la cuvette de blocage 58 et la vis 56 soient extraites d'un seul bloc, le couple doit être suffisant pour surmonter la résistance résultant de la différence des dimensions de pas du filetage 75 de la partie jupe 74 de l'enveloppe 52 et du filetage 86 de

l'élément -d'expansion 54.

L'invention procure donc un dispositif d'obturation, tel qu'un bouchon d'obturation de tube, ainsi qu'un procédé qui utilise une cuvette de blocage pour bloquer mutuellement, c'est-à-dire rendre solidaires les uns des autres, la pluralité des éléments constituant le bouchon d'obturation de tube de manière que la pluralité d'éléments ne se séparent pas du fait des vibrations, en empêchant de cette manière que des pièces libres se déplacent d'un bout à l'autre du générateur de vapeur, l'invention procurant également un moyen de blocage ou de solidarisation qui bloque mutuellement, c'est-à-dire fixe l'une à l'autre, la vis à l'enveloppe à n'importe quelle hauteur de l'enveloppe dans le tube, et un bouchon d'obturation de tube qui présente une aptitude réduite au fissurage par corrosion due aux contraintes grâce à une réduction de fluide primaire à l'intérieur de la chambre du

bouchon d' obturation de tube.

Claims

REVENDICATIONS

1 Bouchon pour obturer un tube, comprenant une enveloppe ( 52) comportant une extrémité fermée, une extrémité ouverte et une paroi extérieure délimitant une chambre ( 70) dans ladite enveloppe ( 52) et comportant un filetage intérieur ( 75) situé près de ladite extrémité ouverte, caractérisé par: un moyen formant vis ( 56) disposé dans l'extrémité ouverte de l'enveloppe ( 52); une cuvette de blocage annulaire ( 58), disposée dans l'extrémité ouverte de l'enveloppe ( 52), comportant une partie d'extrémité ( 102) ouverte vers l'intérieur et une partie d'extrémité ( 104) ouverte vers l'extérieur, ladite partie d'extrémité ( 102) ouverte vers l'intérieur comportant un filetage extérieur ( 108) correspondant au filetage intérieur ( 75) de l'enveloppe ( 52) en vue du vissage de la cuvette de blocage ( 58) dans l'enveloppe

( 52);

au moins un des éléments constitués par le moyen formant vis ( 56) et la cuvette de blocage ( 58) comportant au moins un évidement ( 76, 99), l'autre de ces éléments constitués par le moyen formant vis ( 56) et la cuvette de blocage ( 58) pouvant être déformé pour pénétrer dans l'évidement ( 76) afin de rendre solidaires les uns des autres l'enveloppe ( 52), la vis ( 56) et la cuvette de blocage ( 58); et le filetage extérieur ( 108) de la cuvette de blocage ( 58) comportant une partie déformée ( 110) pour résister au vissage de la cuvette de blocage ( 58) dans l'enveloppe ( 52) et à son dévissage de cette dernière afin d'empêcher une séparation intempestive de l'enveloppe ( 52),

du moyen formant vis ( 56) et de la cuvette de blocage ( 58).

2 Bouchon d'obturation de tube selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie déformée ( 110) du filetage extérieur ( 108) de la cuvette de blocage ( 58) comprend au moins deux segments de filetage extérieur déformés de manière que le pas du filetage extérieur de la partie déformée soit modifié par rapport au pas du reste du filetage extérieur de la cuvette de blocage ( 58) pour résister au dévissage de la cuvette de blocage ( 58) de

l'enveloppe ( 52).

3 Bouchon d'obturation de tube selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie déformée ( 110) du filetage extérieur ( 108) de la cuvette de blocage ( 58) comporte au moins deux segments de filetage extérieur déformés de manière qu'au moins une partie d'une racine ( 113) de la partie déformée ( 110) soit déportée pour résister au dévissage de la tête de blocage ( 58) de

l'enveloppe ( 52).

4 Bouchon d'obturation de tube selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie déformée ( 110) du filetage extérieur ( 108) de la cuvette de blocage ( 58) comporte au moins deux segments de filetage extérieur comprenant au moins une protubérance ( 118) pour résister au dévissage de la cuvette de blocage ( 58) de l'enveloppe

( 52).

Bouchon d'obturation de tube selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen formant vis ( 56) comporte au moins un évidement ( 99) situé à une extrémité de ce moyen formant vis ( 56) pour recevoir la partie d'extrémité, ouverte vers l'extérieur, de la cuvette de blocage ( 58) afin de rendre solidaires les uns des autres l'enveloppe ( 52), le moyen formant vis ( 56) et la

cuvette de blocage ( 58).

6 Bouchon d'obturation de tube selon la revendication 1, caractérisé en outre en ce qu'il comprend un élément d'expansion ( 54) disposé dans la chambre ( 70) de l'enveloppe ( 52) pour dilater la paroi extérieure de l'enveloppe ( 52) afin de créer un contact d'étanchéité quand cette enveloppe est montée dans un tube ( 20), et comportant un trou central traversant ( 72) comportant un filetage intérieur correspondant au filetage extérieur du moyen formant vis ( 56) en vue du vissage de ce moyen

formant vis ( 56) dans l'élément d'expansion ( 54).

7 Bouchon d'obturation de tube selon la revendication 6, caractérisé en ce que le filetage intérieur de l'élément d'expansion ( 54) et le filetage extérieur du moyen formant vis ( 56) ont un pas différent du pas du filetage intérieur de l'enveloppe ( 52) et du filetage extérieur de la cuvette de blocage ( 58) pour procurer une caractéristique supplémentaire d'assujettissement de manière à rendre solidaires les uns des autres l'enveloppe ( 52), le moyen formant vis ( 56),

l'élément d'expansion ( 54) et la cuvette de blocage ( 58).

8 Bouchon d'obturation de tube selon la revendication 1, caractérisé en ce que la cuvette de blocage ( 58) comprend en outre une surface diamétrale extérieure ( 107) disposée entre la partie d'extrémité ( 102), ouverte vers l'intérieur, de la cuvette de blocage ( 58) et la partie d'extrémité ( 104), ouverte vers l'extérieur, de la cuvette de blocage ( 58) pour porter de façon étanche contre une face ( 69) de l'enveloppe ( 52) située à ladite extrémité ouverte de l'enveloppe pour rendre étanche la chambre ( 70) de l'enveloppe ( 52) afin d'empêcher le fluide de s'écouler à travers le bouchon

d'obturation de tube.

9 Bouchon d'obturation de tube selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen formant vis ( 56) comporte en outre une partie diamétrale extérieure conique ( 93) située entre les extrémités opposées de ce moyen formant vis ( 56) pour porter de façon étanche contre une partie diamétrale intérieure conique ( 122) de la cuvette de blocage ( 58) située entre la partie d'extrémité ( 102), ouverte vers l'intérieur, et la partie d'extrémité ( 104), ouverte vers l'extérieur, de la cuvette de blocage, pour rendre étanche la chambre ( 70) de l'enveloppe ( 52) afin d'empêcher l'écoulement du fluide à travers le bouchon

d'obturation de tube.

Procédé pour obturer un tube à l'aide d'un bouchon comprenant une enveloppe comportant, au moins partiellement à l'intérieur, un trou central fileté,un moyen formant vis pourvu d'une partie filetée et au moins un évidement, et une cuvette de blocage annulaire munie d'une partie déformée et d'une partie pouvant être déformée, le procédé sus- visé comprenant le montage de l'enveloppe dans l'extrémité ouverte d'un tube et étant caractérisé par les étapes consistant: à déformer des filets de la cuvette de blocage de manière à obtenir une partie déformée de telle sorte que les filets présentent une configuration analogue à une onde afin d'opposer une résistance au vissage de la cuvette de blocage dans l'enveloppe et à son dévissage de cette dernière; à visser la cuvette de blocage pourvue de ladite partie déformée dans le trou central fileté de l'enveloppe; à disposer le moyen formant vis dans un trou central de la cuvette de blocage et dans le trou central fileté de l'enveloppe; et à sertir la partie déformable de la cuvette de blocage pour qu'elle pénètre dans l'évidement du moyen

formant vis.

11 Procédé selon la revendication 10, caractérisé en outre par les étapes consistant: à appliquer une surface diamétrale extérieure de la cuvette de blocage contre un bord de l'enveloppe en exerçant un couple suffisant pour créer une interaction entre la surface diamétrale extérieure et ledit bord afin de rendre étanche une chambre à 1 'intérieur de 1 'enveloppe de manière à empêcher un écoulement de fluide à travers ledit tube; et à appliquer une partie conique extérieure du moyen formant vis contre une partie conique intérieure de la cuvette de blocage en exerçant un couple suffisant pour créer une interaction entre la partie conique extérieure et la partie conique intérieure afin de rendre étanche ladite chambre à l'intérieur de l'enveloppe de manière à empêcher

un écoulement de fluide à travers ledit tube.

12 Procédé selon la revendication 10, caractérisé en outre par l'étape consistant à visser le moyen formant vis dans un trou central d'un élément d'expansion disposé dans ladite enveloppe afin d'obtenir une caractéristique de solidarisation supplémentaire en raison de la différence du pas du filetage de l'élément d'expansion et celui du moyen formant vis par rapport au pas des filetages de l'enveloppe et du moyen de blocage afin de rendre solidaires les uns des autres l'enveloppe, l'élément d'expansion, le moyen

formant vis et la cuvette de blocage.