FR2718276A1 - Dispositif d'étanchéité pour une colonne d'instrumentation. - Google Patents
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Abstract
Le dispositif d'étanchéité comporte un ensemble d'appui (9) à l'intérieur duquel sont disposés des moyens d'appui étanches (16) de la colonne d'instrumentation (5) et un moyen de levage (17, 18) de la colonne d'instrumentation (5) en position d'appui étanche contre les moyens d'appui (16). Les moyens d'appui étanches (16) de la colonne d'instrumentation (5) comportent une bague de serrage (28) et au moins un joint torique (29, 30). Le déplacement de la colonne d'instrumentation (5) dans la direction axiale permet de réaliser le serrage du joint interne (30) par l'intermédiaire de la bague de serrage (28). Dans le cas où les possibilités de déplacement dans la direction axiale de la colonne d'instrumentation (5) sont réduites, on peut réaliser le serrage des joints en utilisant une bague de serrage (28) de dimensions adaptées.
Description
L'invention concerne un dispositif d'étanchéité pour une colonne d'instrumentation et en particulier pour une colonne de thermocouples traversant le couvercle d'une cuve de réacteur nucléaire à eau sous pression.
Dans les réacteurs nucléaires à eau sous pression, la cuve renfermant le coeur du réacteur comporte un couvercle de forme sensiblement hémisphérique présentant des ouvertures dans lesquelles sont fixés des adaptateurs permettant le passage des barres de commande du réacteur et des colonnes d'instrumentation telles que des colonnes de thermocouples de forme cylindrique ; dans chacune des colonnes de thermocouples, est disposé un ensemble de thermocouples permettant de mesurer la température du fluide de refroidissement à la sortie d'un ensemble d'assemblages du coeur du réacteur.
Chacun des adaptateurs comporte une partie saillante sous le couvercle assurant le guidage de la colonne de thermocouples et une partie saillante au-dessus du couvercle comportant des moyens de raccordement d'un ensemble tubulaire d'appui de la colonne de thermocouples qui peut être fixé dans le prolongement de l'adaptateur.
A l'intérieur de l'ensemble d'appui fixé à l'adaptateur sont disposés des moyens d'appui étanches destinés à coopérer avec une surface de la colonne de thermocouples, pour assurer le passage étanche de la colonne de thermocouples dans l'alésage de l'ensemble d'appui prolongeant l'adaptateur dans la direction axiale.
La colonne de thermocouples qui traverse l'alésage de l'ensemble d'appui et l'alésage de l'adaptateur situés dans le prolongement axial l'un de l'autre comporte une extrémité saillante par rapport à l'ensemble d'appui qui est en prise avec un dispositif de levage par traction permettant de déplacer la colonne de thermocouples dans la direction axiale. On peut ainsi mettre en contact, avec une certaine pression, la surface d'appui de la colonne de thermocouples et les moyens d'appui étanches de l'ensemble d'appui.
Les moyens d'appui étanches de la colonne de thermocouples à l'intérieur de l'ensemble d'appui sont généralement constitués par une surface d'appui de forme tronconique usinée dans l'alésage intérieur de l'ensemble d'appui dont la forme est complémentaire de la forme de la surface d'appui de la colonne de thermocouples et par un joint qui est comprimé entre les surfaces d'appui de la colonne de thermocouple et de l'ensemble d'appui lorsqu'on effectue le serrage en exerçant une traction sur l'extré- mité supérieure de la colonne de thermocouples.
Un inconvénient d'un tel dispositif d'étanchéité est qu'il requiert un déplacement axial d'une certaine amplitude de la colonne de thermocouples entre sa position basse desserrée et sa position haute de serrage étanche, cette distance de déplacement axial étant définie de manière intangible, par la position de la surface d'appui à l'intérieur de l'ensemble d'appui, par rapport à la position de la surface d'appui de la colonne de thermocouples en position desserrée.
Après un certain temps d'utilisation dans le réacteur nucléaire ou après un certain nombre d'opérations d'ouverture de la cuve par démontage du couvercle, certaines colonnes de thermocouples peuvent se trouver légèrement déformées, de manière qu'elles ne soient plus parfaitement rectilignes.
Dans ce cas, il peut être difficile voire impossible d'assurer le déplacement axial de la colonne de thermocouples à l'intérieur de l'adaptateur et de l'ensemble d'appui, sur une distance suffisante pour assurer le serrage du joint d'étanchéité.
Il est alors nécessaire de changer intégralement la colonne de thermocouples, ce qui se traduit par des coûts supplémentaires importants dans l'exploitation du réacteur nucléaire.
On ne connaissait pas jusqu'ici de dispositif d'étanchéité d'une colonne d'instrumentation telle qu'une colonne de thermocouples traversant le couvercle de la cuve d'un réacteur nucléaire permettant d'assurer le serrage étanche de la colonne, même dans le cas où celle-ci a subi des déformations interdisant un déplacement axial à l'intérieur de l'adaptateur, suffisant pour permettre l'écrasement des joints d'étanchéité.
Dans le FR-A-2.642.217, on a décrit un dispositif d'étanchéité pour une colonne d'instrumentation traversant le couvercle de cuve d'un réacteur nucléaire dans lequel l'ensemble d'appui est constitué de deux tronçons successifs qui sont assemblés d'une manière telle qu'on puisse extraire la colonne d'instrumentation de manière rapide et aisée, même dans le cas d'un grippage des parties de serrage et de bridage de l'ensemble d'appui sur l'extrémité de l'adaptateur.
Cependant, dans ce dispositif perfectionné, on n'a pas prévu de moyens permettant de réduire en cas de besoin le déplacement axial nécessaire pour assurer le serrage étanche de la colonne d'instrumentation.
Le but de l'invention est donc de proposer un dispositif d'étanchéité pour une colonne d'instrumentation et en particulier pour une colonne de thermocouples traversant le couvercle d'une cuve de réacteur nucléaire à eau sous pression, à l'intérieur d'un adaptateur de forme tubulaire fixé dans une ouverture de traversée du couvercle et saillant vers l'extérieur du couvercle de cuve, comportant un ensemble tubulaire d'appui fixé à l'extrémité de l'adaptateur extérieure au couvercle et dans son prolongement axial ainsi qu'un moyen de traction sur une extrémité de la colonne d'instrumentation saillante à l'extérieur de l'ensemble d'appui, permettant le déplacement de la colonne d'instrumentation dans la direction axiale de l'adaptateur, pour mettre une surface d'appui de la colonne d'instrumentation en contact avec des moyens d'appui étanches disposés à l'intérieur de l'ensemble d'appui, ce dispositif pouvant assurer l'étanchéité de la colonne d'instrumentation même si cette colonne d'instrumentation présente une déformation limitant le déplacement axial de la colonne d'instrumentation à l'intérieur de l'adaptateur et de l'ensemble d'appui.
Dans ce but, les moyens d'appui étanches de la colonne d'instrumentation comportent
- une bague de serrage ayant une surface de contact dont la forme est complémentaire de la forme de la surface d'appui de la colonne de thermocouples montée mobile dans la direction axiale, à l'intérieur de l'alésage de l'ensemble d'appui, de manière que sa surface de contact soit en vis-à-vis de la surface d'appui de la colonne d'instrumentation à l'intérieur de l'ensemble d'appui, et
- au moins un joint d'étanchéité annulaire intercalé entre une face de la bague de serrage opposée à sa surface de contact et une surface interne de l'ensemble d'appui, de manière à assurer l'étanchéité entre la surface externe de la colonne d'instrumentation et l'alésage de l'ensemble d'appui, par coopération de la bague de serrage, du joint d'étanchéité et de la surface interne de l'ensemble d'appui, sous l'effet d'une force de direction axiale exercée par la colonne d'instrumentation venant en contact avec la bague de serrage, lors de son déplacement sous l'effet d'une traction exercée sur son extrémité.
- une bague de serrage ayant une surface de contact dont la forme est complémentaire de la forme de la surface d'appui de la colonne de thermocouples montée mobile dans la direction axiale, à l'intérieur de l'alésage de l'ensemble d'appui, de manière que sa surface de contact soit en vis-à-vis de la surface d'appui de la colonne d'instrumentation à l'intérieur de l'ensemble d'appui, et
- au moins un joint d'étanchéité annulaire intercalé entre une face de la bague de serrage opposée à sa surface de contact et une surface interne de l'ensemble d'appui, de manière à assurer l'étanchéité entre la surface externe de la colonne d'instrumentation et l'alésage de l'ensemble d'appui, par coopération de la bague de serrage, du joint d'étanchéité et de la surface interne de l'ensemble d'appui, sous l'effet d'une force de direction axiale exercée par la colonne d'instrumentation venant en contact avec la bague de serrage, lors de son déplacement sous l'effet d'une traction exercée sur son extrémité.
Afin de bien faire comprendre l'invention, on va maintenant décrire, à titre d'exemple non limitatif, en se référant aux figures jointes en annexe, un mode de réali sation d'un dispositif d'étanchéité suivant l'invention et une variante de réalisation de ce dispositif.
La figure 1 est une vue en coupe par un plan vertical d'une traversée du couvercle de la cuve d'un réacteur nucléaire assurant le passage d'une colonne de thermocouples et équipée d'un dispositif d'étanchéité suivant 1 ' invention.
La figure 2 est une vue en élévation latérale de la partie supérieure de la traversée montrant le dispositif d'étanchéité suivant l'invention.
La figure 3 est une vue en perspective éclatée des éléments constituant le dispositif d'étanchéité.
Les figures 4A et 4B sont des vues en coupe par un plan axial du dispositif d'étanchéité.
La figure 4C est une vue agrandie du détail C de la figure 4A.
La figure 5 est une vue de dessus suivant 5 de la figure 2.
La figure 6 est une vue en coupe suivant 6-6 de la figure 2.
Sur la figure 1, on voit une partie d'un couvercle de cuve 1 d'un réacteur nucléaire à eau sous pression traversé par une ouverture 2 dans laquelle est fixé de manière étanche par soudage, un adaptateur 3 comportant une partie saillante en-dessous du couvercle de cuve assurant le guidage d'une colonne de thermocouples 5 et une partie saillante au-dessus du couvercle de cuve 1 constituant un épanouissement 4 sur la surface extérieure duquel est usiné un filetage 4a.
Sur la partie supérieure 4 de l'adaptateur 3 est fixé dans le prolongement axial de l'adaptateur 3, un ensemble de fixation et d'étanchéité 6 de la colonne de thermocouples 5, par l'intermédiaire d'une partie inférieure 7 ou prolongateur comportant un alésage taraudé qui est engagé sur la partie filetée 4a de l'épanouissement 4 de l'adaptateur 3. On assure ainsi l'assemblage de l'ensemble de fixation et d'étanchéité de la colonne de thermocouples 5 à l'extrémité de l'adaptateur 3. L'épanouissement 4 de l'adaptateur 3 et la partie inférieure 7 de l'ensemble de fixation et d'étanchéité 6 comportent des joints circulaires 4', 7' qui viennent en coïncidence lorsque le prolongateur 7 est entièrement vissée sur l'épanouissement 4. Les joints 4' et 7' sont reliés par soudure, de manière à assurer l'étanchéité de la liaison vissée entre les pièces 4 et 7.
Le couvercle et les adaptateurs de traversée 3 sont réalisés en usine et transportés sur le site où l'on réalise la mise en place du réacteur nucléaire.
Les dispositifs de fixation et d'étanchéité 6 des colonnes de thermocouples 5 sont rapportés et fixés sur les extrémités supérieures des adaptateurs sur le site du réacteur.
La partie inférieure de l'ensemble de fixation et d'étanchéité 6 est fixée sur l'extrémité de l'adaptateur, de manière à pouvoir être démontée en cas de besoin par fusion de la zone de jonction des joints 4' et 7'. Ce démontage n'est effectué que pour des réparations ou des interventions exceptionnelles sur la traversée de la colonne de thermocouples.
L'ensemble de fixation et d'étanchéité 6 comporte une partie supérieure 8 qui est assemblée de manière étanche au prolongateur 7 avec interposition d'un joint métallique 10 de forme spéciale, les parties 7 et 8 de l'ensemble de fixation et d'étanchéité étant assemblées grâce à une bride de serrage 12 en deux parties qui peuvent être reliées entre elles et serrées grâce à des vis introduites dans des ouvertures 13 traversant des oreilles en vis-à-vis situées à l'extrémité des deux parties en forme de secteurs.
La bride de serrage comporte à sa partie interne des portées tronconiques venant en contact de serrage avec des portées tronconiques correspondantes usinées sur des épanouissements d'extrémités 7a et 8a du prolongateur 7 et de la partie supérieure 8 respectivement de l'ensemble de fixation et d'étanchéité 6.
La partie supérieure 8 de l'ensemble de fixation 6 pourrait être fixée par soudure sur le prolongateur 7 ou réalisée en une seule pièce avec le prolongateur 7 ou même constituée par la partie supérieure de l'adaptateur 3.
L'adaptateur 3 et l'ensemble de fixation et d'étanchéité 6 sont constitués sous forme tubulaire et disposés dans le prolongement axial l'un de l'autre, de manière à ménager un passage pour la colonne de thermocouples 5 constituée par un tube de support et de maintien d'un ensemble de thermocouples 15.
La partie supérieure 8 de l'ensemble de fixation 6 de la colonne de thermocouples constitue un tronçon de forme tubulaire de l'ensemble d'appui 9 du dispositif d'étanchéité suivant l'invention. L'ensemble d'appui 9 de la colonne de thermocouples 5 comporte de plus un couvercle 11 de forme annulaire rapporté sur le tronçon tubulaire et fixé de la manière qui sera décrite plus loin. Le tronçon tubulaire 8 et le couvercle 11 de l'ensemble d'appui 9 comportent des alésages qui sont disposés dans le prolongement axial l'un de l'autre et dans le prolongement axial de l'alésage de l'adaptateur 3.
La colonne de thermocouples 5 comporte une partie supérieure dont le diamètre est inférieur au diamètre de sa partie courante séparée de cette partie courante par un épaulement de forme sensiblement tronconique constituant la surface d'appui 14 de la colonne de thermocouples 5 à l'intérieur de l'ensemble d'appui 9.
Des moyens d'appui étanches 16 engagés à l'intérieur de l'alésage du tronçon tubulaire 8 de l'ensemble d'appui 9 viennent en contact avec la surface d'appui 14 de la colonne de thermocouples 5 dans sa position de serrage.
Le déplacement de la colonne de thermocouples 5 entre sa position desserrée et sa position de serrage est assuré par un plateau de compression 17 traversé par des ouvertures taraudées et muni de vis de compression 18 engagées dans les ouvertures taraudées et venant reposer par leurs extrémités sur les têtes de vis 21 de fixation du couvercle 11.
Le plateau 17 comporte une ouverture centrale permettant son engagement sur la partie d'extrémité de la colonne d'instrumentation 5.
Une bague de traction 19 dont le diamètre extérieur est supérieur au diamètre de l'ouverture centrale du plateau 17 et constituée de deux demi-anneaux engagés dans une gorge ménagée à la partie périphérique de la colonne de thermocouples dans sa partie supérieure permet de transmettre l'effort de traction exercé par le plateau 17 à la colonne de thermocouples 5.
On va maintenant se reporter à l'ensemble des figures 2, 3, 4A, 4B, 4C, 5 et 6 pour décrire le dispositif d'étanchéité suivant l'invention comportant l'ensemble d'appui 9, les moyens d'appui étanches 16 de la colonne de thermocouples 5 et le plateau de compression 17.
Le dispositif d'étanchéité a été représenté sur la figure 2 en élévation latérale et dans sa position de serrage de la colonne de thermocouples.
Sur la figure 3, on a représenté les différents éléments constituant le dispositif d'étanchéité, avant leur assemblage, dans une vue en perspective éclatée.
Sur les figures 4A et 4B, on a représenté le dispositif d'étanchéité dans une vue en coupe par un plan axial. Sur la figure 4A, le dispositif a été représenté avec la colonne de thermocouples serrée de manière étanche contre l'ensemble d'appui.
Sur la figure 4B, le dispositif a été représenté avec la colonne de thermocouples en position desserrée.
La partie supérieure de l'ensemble de fixation 6 est constituée par l'ensemble d'appui 9 et le plateau de compression 17 assurant le serrage de la colonne de thermocouples 5.
L'ensemble d'appui 9 comporte le tronçon tubulaire 8 et le couvercle 11 rapporté et fixé sur l'extrémité supérieure du tronçon tubulaire 8.
Comme indiqué plus haut, le tronçon tubulaire 8 peut être constitué par une pièce rapportée et fixée dans le prolongement axial d'un adaptateur de traversée du couvercle de la cuve, soit par l'intermédiaire d'un collier démontable, soit par l'intermédiaire d'une soudure.
Le tronçon tubulaire 8 comporte, sur sa surface latérale, trois embrèvements 20a, 20b, 20c disposés à 120e l'un de l'autre autour de l'axe du tronçon tubulaire 8, comme il est visible en particulier sur les figures 2, 3 et 6.
Les embrèvements 20a, 20b, 20c débouchent sur la surface latérale du tronçon tubulaire 8 et sont délimités chacun par trois surfaces planes, une surface plane inférieure, une surface plane supérieure et une surface plane interne.
Comme il est visible sur la figure 6, les trois surfaces planes internes des trois embrèvements 20a, 20b, 20c constituent trois côtés de la section résiduelle du tronçon tubulaire 8 au niveau des embrèvements, qui présente sensiblement la forme d'un triangle équilatéral.
Le couvercle annulaire 11 constituant la partie supérieure de l'ensemble d'appui 9 qui présente la forme d'un disque est fixé sur le tronçon tubulaire 8 par l'intermédiaire de trois vis 21 placées à 120C l'une de l'autre autour de l'axe de l'ensemble d'appui 9 et engagées dans des ouvertures 27 traversant le couvercle 11 et dans des ouvertures placées en coïncidence usinées dans le tronçon tubulaire 8, de manière à déboucher chacune dans un embrèvement 20.
A l'intérieur de chacun des embrèvements 20a, 20b et 20c est placée une pièce de fixation correspondante 22a, 22b, 22c comportant une ouverture taraudée dans laquelle est vissée l'extrémité filetée de la vis 21 correspondante.
De plus, chacune des pièces de fixation 22 comporte de part et d'autre de son ouverture taraudée, deux trous de passage d'axes de fixation 31 ayant une direction parallèle à l'axe du tronçon tubulaire 8. Les axes de fixation 31 comportent une partie filetée qui est vissée dans un trou taraudé du tronçon tubulaire 8 et une tête permettant le vissage et venant se loger, lorsque l'axe 31 est mis en position, dans une ouverture débouchant à la partie supérieure du tronçon tubulaire 8.
Les ouvertures traversant les pièces de fixation 22 ont un diamètre supérieur au diamètre des axes 31, de sorte que les pièces de fixation 22 sont rendues imperdables par rapport au tronçon tubulaire 8, grâce aux axes 31, mais restent mobiles dans la direction axiale à l'intérieur des embrèvements 20, pour assurer le serrage du couvercle 11 sur la partie d'extrémité supérieure du tronçon tubulaire 8.
Entre le couvercle 11 et la partie supérieure du tronçon tubulaire 8 est intercalé un joint torique 29 logé à l'intérieur d'une gorge usinée dans la partie supérieure du tronçon tubulaire 8.
Le joint 29 est un joint métallique du type
Hélicoflex. Un tel joint Hélicoflex est un joint souple comportant une enveloppe torique réalisée par un enroulement non fermé d'une tôle à l'intérieur duquel est disposé un ressort hélicoïdal assurant l'expansion de la section du tore.
Hélicoflex. Un tel joint Hélicoflex est un joint souple comportant une enveloppe torique réalisée par un enroulement non fermé d'une tôle à l'intérieur duquel est disposé un ressort hélicoïdal assurant l'expansion de la section du tore.
Lors du serrage, l'enveloppe torique et le ressort hélicoïdal sont comprimés et assurent l'étanchéité par élasticité.
Le serrage du couvercle 11 est assuré par les vis 31 dont la tête vient en appui à l'intérieur des ouvertures 27 de forme cylindro-tronconique traversant le couvercle 11.
Les vis 21 comportent une tête fraisée de forme tronconique venant se loger entièrement, lors du serrage, à l'intérieur d'une ouverture 27.
La partie filetée de la vis est vissée dans le trou taraudé de la pièce de fixation 22.
Chacune des pièces de fixation 22 comportant une face interne plane et une face externe cylindrique comporte, dans sa surface externe cylindrique, une gorge 22' au niveau de laquelle on peut réaliser le découpage de la pièce de fixation et de la vis en utilisant une scie à disque ou une meule, en cas de grippage de la vis à l'intérieur du trou taraudé.
On peut ainsi réaliser dans tous les cas le démontage du couvercle 11 pour accéder à la colonne de thermocouples et aux moyens d'appui étanches 16.
A l'intérieur des têtes des vis 21 de forme tronconique, est usinée une ouverture 21' permettant d'engager un outil de vissage de la vis 21 pendant son serrage et recevant l'extrémité d'une vis de levage 18 du plateau de compression 17, assurant le serrage de la colonne de thermocouples.
Sur la surface inférieure du couvercle 11, sont usinés une gorge 32 et un rebord en saillie 33 coaxiaux à l'axe de l'ouverture centrale du couvercle 11 permettant le passage de la colonne de thermocouples 5.
Le rebord 33 saillant en-dessous du couvercle 11 comporte intérieurement deux parties en saillie radiale vers l'intérieur séparées par des parties en retrait constituant un premier ensemble d'éléments d'assemblage d'un dispositif de fixation à baïonnette.
Une bague de serrage 28 est engagée par une partie de fixation 28a à l'intérieur de la gorge 32 et comporte sur sa surface latérale externe deux parties en retrait dans la direction radiale vers l'intérieur complémentaires des deux parties en saillie radiale du rebord 33 séparées par deux parties en saillie radiale permettant un assemblage à baïonnette entre la bague de serrage 28 et le couvercle 11.
La bague de serrage 28 qui présente une section ayant sensiblement la forme d'un L comporte une surface intérieure 28b ayant la forme d'une portion de tore à section circulaire destinée à venir en appui contre un joint Hélicoflex 30 constituant le joint d'étanchéité intérieur de la colonne de thermocouples. La bague de serrage 28 et le joint Hélicoflex 30 constituent la partie interne des moyens d'étanchéité 16 de la colonne de thermocouples 5. Le joint Hélicoflex 29 constitue le joint d'étanchéité externe de la colonne de thermocouples.
Le montage de la bague de serrage 28 et du joint
Hélicoflex 30 sur la surface inférieure du couvercle 11 est réalisé en engageant la bague de serrage 28 dont la surface 28b est en contact avec le joint 30 à l'intérieur de la gorge 32, en mettant en coïncidence les parties en saillie de la surface extérieure de la bague 28 avec les parties en retrait de la surface intérieure du rebord 33.
Hélicoflex 30 sur la surface inférieure du couvercle 11 est réalisé en engageant la bague de serrage 28 dont la surface 28b est en contact avec le joint 30 à l'intérieur de la gorge 32, en mettant en coïncidence les parties en saillie de la surface extérieure de la bague 28 avec les parties en retrait de la surface intérieure du rebord 33.
La fixation de la bague de serrage 28 sur le couvercle 11 est ensuite réalisée en faisant tourner la bague 28 autour de son axe d'un quart de tour à l'intérieur de la gorge 32. On réalise ainsi la fixation à baïonnette de la bague de serrage 28 assurant le maintien du joint Hélicoflex 30 sur le couvercle 11.
Le couvercle 11 peut alors être engagé sur l'extrémité supérieure de la colonne de thermocouples 5 en position basse desserrée, comme représenté sur la figure 4B.
Les ouvertures 27 traversant le couvercle 11 sont mises en coïncidence avec les ouvertures traversant la partie supérieure du tronçon tubulaire 8, au niveau de chacun des embrèvements 20. On réalise la fixation du couvercle en introduisant les pièces de fixation 22 dans les embrèvements 20 et en vissant les vis 21 à l'intérieur des ouvertures mises en coïncidence du couvercle 11, du tronçon tubulaire 8 et des pièces de fixation 22.
L'étanchéité extérieure de la colonne de thermocouples est assurée par le joint Hélicoflex 29 serré entre le couvercle 11 et la partie supérieure du tronçon tubulaire 8.
L'étanchéité intérieure de la colonne de thermocouples 5 est assurée par compression du joint Hélicoflex 30 par l'intermédiaire de la pièce de serrage 28 qui comporte une surface inférieure tronconique 28c sur laquelle vient en appui la surface tronconique 14 de la colonne de thermocouples, lors du levage de la colonne de thermocouples en utilisant le plateau de compression 17, comme représenté sur la figure 4A.
Le plateau de compression 17 présente une forme annulaire, l'ouverture centrale du plateau 17 permettant le passage de la partie supérieure de la colonne de thermocouples 5.
Le plateau 17 est traversé par trois ouvertures taraudées 17' placées à 120C l'une de l'autre autour de l'axe du plateau 17 dans chacune desquelles peut être engagée et fixée une vis de levage 18 du plateau de compression 17.
Pour assurer le levage de la colonne de thermocouples, le plateau de compression 17 est engagé sur la partie supérieure de la colonne de thermocouples 5, la bague en deux parties 19 n'étant pas engagée dans la gorge correspondante de la colonne de thermocouples.
Le plateau de compression 17 est orienté de manière que les parties d'extrémité inférieures des vis 18 viennent s'engager chacune dans une ouverture 21' d'une tête de vis 21.
La bague en deux parties 19 de levage de la colonne de thermocouples est engagée dans la gorge correspondante de la partie supérieure de la colonne de thermocouples et vient en appui sur la surface supérieure du plateau de compression 17 qui repose sur la surface supérieure du couvercle 11, comme représenté sur la figure 4B.
On réalise alors le levage du plateau et de la colonne de thermocouples par vissage des vis 18 venant en appui par leur partie d'extrémité inférieure dans les logements des têtes de vis tronconiques des vis 31 d'assemblage du couvercle 11.
Le levage du plateau 17 entraine, par l'intermé- diaire de la bague en deux parties 19, le levage de la colonne de thermocouples 5 dont la surface tronconique 14 en saillie radiale vient en appui sur la surface inférieure 28c de la bague de serrage 28, comme il est visible sur la figure 4A.
Le déplacement ultérieur du plateau 17 et de la colonne de thermocouples 5 réalise le serrage du joint
Hélicoflex interne 30, par l'intermédiaire de la surface intérieure torique 28b de la bague de serrage 28, comme il est visible sur la figure 4C.
Hélicoflex interne 30, par l'intermédiaire de la surface intérieure torique 28b de la bague de serrage 28, comme il est visible sur la figure 4C.
La bague de serrage 28 est montée à l'intérieur de la gorge 32 avec un jeu axial 34, de manière que cette bague puisse se déplacer axialement pour assurer le serrage du joint 30 qui vient en contact étanche avec la surface inférieure du couvercle d'appui 11 à l'intérieur de la gorge 32 et du joint externe 29 et contre la surface extérieure de la colonne de thermocouples 5. On assure ainsi une étanchéité complète autour de la partie supérieure de la colonne de thermocouples 5.
Les vis 18 de levage du plateau 17 comportent une tête cylindrique par l'intermédiaire de laquelle est réalisé le serrage et qui est engagée à l'intérieur d'une coupelle 24 comportant une virole déformable cylindrique solidaire d'une base de forme sensiblement carrée engagée et bloquée en rotation et en altitude dans une rainure radiale en queue d'aronde 25 usinée dans la surface supérieure du plateau 17.
Les têtes de vis 18 comportent des embrèvements dans lesquels les viroles des coupelles 24 peuvent être rabattues de manière à assurer le blocage en rotation des vis 18, après levage du plateau 17 et serrage étanche de la colonne de thermocouples, comme représenté sur la figure 4A.
On assure ainsi un serrage avec appui étanche de la colonne de thermocouples contre le couvercle 11 constituant la partie supérieure de l'ensemble d'appui 9.
Le dispositif d'étanchéité de la colonne de thermocouples résiste parfaitement aux conditions de pression et de température régnant à l'intérieur d'une cuve de réacteur nucléaire (eau renfermant de l'acide borique à une température de 310 C et à une pression de 155 bars).
I1 est à remarquer que dans le cas où la latitude de déplacement dans la direction verticale et vers le haut de la colonne de thermocouples serait réduite, par exemple dans le cas d'une déformation de la colonne de thermocouples en service, il reste possible d'assurer parfaitement l'étanchéité de la colonne de thermocouples dont les possibilités de déplacement vertical sont réduites.
En effet, on peut adapter la bague de serrage 28 du joint Hélicoflex 30 aux possibilités résiduelles de déplacement de la colonne de thermocouples 5.
On peut ainsi réaliser le serrage étanche de la colonne de thermocouples 5 dans tous les cas, en prévoyant une bague de serrage 28 de dimensions appropriées, en particulier dans la direction axiale.
Le changement de bague de serrage peut être réalisé de manière très simple, grâce au moyen de fixation à baïonnette de la bague de serrage sous le couvercle 11.
En outre, il est à remarquer que dans la position de serrage étanche de la colonne de thermocouples, le blocage des vis du plateau de compression 17 et des vis de fixation du couvercle 11 est réalisé en une seule opération, par sertissage de la virole des coupelles 24 dans les embrèvements des têtes de vis 18. Les vis 18 engagées par leur partie inférieure dans les ouvertures 21' des têtes de vis 21, assurent le blocage des vis 21 qui ne peuvent pas se dévisser en service.
Après utilisation de la colonne de thermocouples pendant une période de fonctionnement du réacteur nucléaire et après arrêt du réacteur nucléaire à l'issue de sa période de fonctionnement, on peut réaliser le démontage de la colonne de thermocouples et du couvercle 11, par exemple pour accéder au joint situé sous le couvercle 11.
Après démontage du couvercle 11, on peut par exemple changer la bague de serrage 28, pour l'adapter à des possibilités réduites de déplacement axial de la colonne de thermocouples.
Le démontage de la colonne de thermocouples est réalisé en désertissant les viroles 24 des vis 18 et en dévissant les vis 18 pour faire descendre le plateau de compression 17, jusque dans sa position représentée sur la figure 4B.
On démonte alors la bague de levage 19 en deux parties et on soulève le plateau 17 de manière à le séparer de la partie supérieure de la colonne de thermocouples.
On dévisse les vis de fixation 21 du couvercle 11 qui sont ainsi séparées des pièces de fixation 22 engagées dans les embrèvements 20 du tronçon tubulaire 8.
Dans le cas où une vis 21 serait grippée dans la pièce de fixation 22 correspondante, on réalise le découpage de la pièce de fixation 22 et de la vis 21, au niveau de la gorge externe 22' de la pièce de fixation 22.
Après dévissage des vis 21, on réalise le levage du couvercle 11 et son extraction par la partie supérieure de la colonne de thermocouples.
Comme il est visible sur les figures 2, 4A et 4B, le plateau 11 est traversé par trois ouvertures 26 disposées à 1200 l'une de l'autre entre les ouvertures 27 de réception des vis 21.
Dans le cas où le couvercle 11 resterait bloqué sur le tronçon tubulaire 8 et la colonne de thermocouples 5, par l'intermédiaire des joints Hélicoflex, après dévissage des supérieur de l'ensemble d'appui de la colonne de thermocouples. Ce tronçon tubulaire supérieur 8 peut donc être soudé à demeure sur le prolongateur de l'adaptateur traversant le couvercle de la cuve ou réalisé en une seule pièce avec le prolongateur.
La disposition des vis du plateau de levage à l'aplomb des vis de fixation du couvercle avec engagement de la partie inférieure des vis de levage dans une ouverture d'une tête de vis de fixation du couvercle permet de réaliser facilement un blocage des vis de fixation du couvercle, par simple blocage en rotation des vis du plateau de compression.
L'invention ne se limite pas au mode de réalisation qui a été décrit.
On peut ainsi imaginer d'utiliser une bague de serrage présentant une forme différente de celle qui a été décrite et comportant des moyens de fixation sur le couvercle de l'ensemble d'appui différents d'une fixation à baïonnette.
Le tronçon tubulaire sur lequel on fixe le couvercle peut comporter des cavités différentes des trois embrèvements qui ont été décrits, pour recevoir les pièces de fixation dans lesquelles on fixe les vis. Par exemple, on peut prévoir une seule cavité annulaire pour recevoir les trois pièces de fixation.
Enfin, le dispositif d'étanchéité suivant 1 'in- vention peut s'appliquer au cas de toute colonne d'instrumentation traversant le couvercle de cuve d'un réacteur nucléaire.
Claims (14)
1.- Dispositif d'étanchéité pour une colonne d'instrumentation (5) et en particulier pour une colonne de thermocouples traversant le couvercle (1) d'une cuve de réacteur nucléaire à eau sous pression, à l'intérieur d'un adaptateur (3) de forme tubulaire fixé dans une ouverture de traversée du couvercle (1) et saillant vers l'extérieur du couvercle de cuve, comportant un ensemble tubulaire d'appui (9) fixé à l'extrémité de l'adaptateur (3) extérieure au couvercle (1) et dans son prolongement axial ainsi qu'un moyen de traction (17, 18) sur une extrémité de la colonne d'instrumentation (5) saillante à l'extérieur de l'ensemble d'appui (9), permettant le déplacement de la colonne d'instrumentation (5) dans la direction axiale de l'adaptateur (3), pour mettre une surface d'appui (14) de la colonne d'instrumentation (5) en contact avec des moyens d'appui étanches (16) disposés à l'intérieur de l'ensemble d'appui (9), caractérisé par le fait que les moyens d'appui étanches (16) de la colonne d'instrumentation (5) comportent
- une bague de serrage (28) ayant une surface de contact dont la forme est complémentaire de la forme de la surface d'appui (14) de la colonne d'instrumentation (5) montée mobile dans la direction axiale, à l'intérieur de l'alésage de l'ensemble d'appui (9), de manière que la surface de contact soit en vis-à-vis de la surface d'appui (14) de la colonne d'instrumentation (5) à l'intérieur de l'ensemble d'appui (9), et
- au moins un joint d'étanchéité (30) annulaire intercalé entre une face de la bague de serrage (28) opposée à la surface de contact et une surface interne de l'ensemble d'appui (9), de manière à assurer l'étanchéité entre la surface externe de la colonne d'instrumentation (5) et l'alésage de l'ensemble d'appui (9), par coopération de la bague de serrage (28), du joint d'étanchéité (30) et de la surface interne de l'ensemble d'appui (9), sous l'effet d'une force de direction axiale exercée par la colonne d'instrumentation (5) venant en contact avec la bague de serrage (28), lors de son déplacement sous l'effet d'une traction exercée sur son extrémité.
2.- Dispositif d'étanchéité suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que l'ensemble d'appui (9) est constitué d'un tronçon tubulaire (8) fixé à l'extrémité extérieure de l'adaptateur (3), d'un couvercle (11) de forme annulaire rapporté sur le tronçon tubulaire (8) et de moyens d'assemblage (21, 22) du tronçon tubulaire (8) et du couvercle (11).
3.- Dispositif d'étanchéité suivant la revendication 2, caractérisé par le fait que le tronçon tubulaire (8) comporte au moins une cavité périphérique externe (20a, 20b, 20c) et au moins trois ouvertures traversant une partie du tronçon tubulaire (8) dans sa direction axiale et débouchant dans la cavité périphérique (20a, 20b, 20c) et que le couvercle (11) est superposé au premier tronçon (8) et comporte des ouvertures traversantes dans le prolongement des ouvertures du tronçon tubulaire (8) et que les moyens d'assemblage du premier et du second tronçons comportent au moins trois pièces d'assemblage (22) introduites dans la cavité périphérique du premier tronçon (8) comprenant des ouvertures taraudées dans le prolongement des ouvertures du tronçon tubulaire (8) et du couvercle (11) et des vis d'assemblage (21) introduites dans les ouvertures en alignement du tronçon tubulaire (8) et du couvercle (11) et vissées dans les pièces d'assemblage (22).
4.- Dispositif d'étanchéité suivant la revendication 3, caractérisé par le fait que le tronçon tubulaire (8) comporte trois cavités périphériques externes (20a, 20b, 20c) disposées angulairement à 1200 les unes des autres autour de l'axe du tronçon tubulaire (8) et trois pièces de fixation (22a, 22b, 22c) engagées chacune dans une cavité externe (20a, 20b, 20c) et présentant une ouverture taraudée placée dans l'alignement des ouvertures traversant axialement le tronçon tubulaire (8) et le couvercle (11), pour l'engagement et le vissage d'une vis d'assemblage (21).
5.- Dispositif d'étanchéité suivant l'une quelconque des revendications 3 et 4, caractérisé par le fait que chacune des pièces de fixation (22) est traversée par deux ouvertures de direction axiale dans chacune desquelles est engagé, avec jeu, un axe (31) fixé par vissage sur le tronçon tubulaire (8).
6.- Dispositif d'étanchéité suivant l'une quelconque des revendications 3, 4 et 5, caractérisé par le fait que le moyen de traction (17, 18) de la colonne d'instrumentation (5) est constitué par un plateau de forme annulaire engagé par son ouverture centrale sur une extrémité supérieure de la colonne de thermocouples (5), un anneau en deux parties (19) engagé dans une gorge de la partie supérieure de la colonne de thermocouples et en appui sur une surface supérieure du plateau (17) et trois vis de levage (18) engagées dans des ouvertures taraudées de direction axiale traversant le plateau (17) disposées à 1200 l'une de l'autre autour de l'axe du plateau (17) et ayant une partie d'extrémité susceptible d'être engagée dans une tête de vis (21) d'assemblage du couvercle (11) et du tronçon tubulaire (8).
7.- Dispositif suivant la revendication 6, caractérisé par le fait que les vis de levage (18) du plateau (17) comportent une tête engagée à l'intérieur d'une coupelle (24) bloquée en rotation dans une ouverture de direction radiale (25) d'une face supérieure du plateau (17) et comportant une virole déformable à l'intérieur d'au moins un embrèvement de la tête de vis (21) pour son blocage en rotation.
8.- Dispositif d'étanchéité suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que le tronçon tubulaire (8) est fixé de manière amovible sur un prolongateur (7) fixé sur une partie d'extrémité de l'adaptateur (3) du couvercle de cuve (1).
9.- Dispositif d'étanchéité suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que le tronçon tubulaire (8) est solidaire du prolongateur (7) fixé sur une partie d'extrémité de l'adaptateur (3) de traversée du couvercle (1).
10.- Dispositif d'étanchéité suivant l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé par le fait que la bague de serrage (28) des moyens d'appui étanches (16) comporte une partie annulaire (28a) de fixation dans une gorge (32) du couvercle (11) montée glissante et avec un jeu axial (34) dans la gorge (32), une surface d'appui interne (28b) sur un joint d'étanchéité interne torique (30) ainsi qu'une surface d'extrémité (28c) ayant une forme correspondant à la forme de la surface d'appui (14) de la colonne d'instrumentation (5) par l'intermédiaire de laquelle la bague de serrage (28) est déplacée dans la direction axiale pendant le déplacement de la colonne d'instrumentation sous l'effet d'une traction et pour exercer une force de compression du joint torique (30) pour l'appliquer de manière étanche contre une surface inférieure du couvercle (11) et contre la surface extérieure de la colonne d'instrumentation (5), le dispositif comportant de plus un joint d'étanchéité externe (29) de forme torique intercalé entre le tronçon tubulaire (8) et le couvercle (11), de manière à entourer sur toute sa périphérie, la bague de serrage (28) et le joint torique d'étanchéité interne (30).
11.- Dispositif d'étanchéité suivant la revendication 10, caractérisé par le fait que la partie de fixation (28a) de la bague de serrage (28) et le couvercle (11) comportent des moyens de fixation, pour réaliser une fixation du type à baïonnette de la bague de serrage (28) dans la gorge (32) du couvercle (11).
12.- Dispositif d'étanchéité suivant l'une quelconque des revendications 10 et 11, caractérisé par le fait que le joint torique d'étanchéité interne (30) et le joint torique d'étanchéité externe (29) comportent une enveloppe métallique enroulée sur elle-même et non fermée dans laquelle est disposé un ressort hélicoïdal d'expansion de la section du joint torique.
13.- Dispositif d'étanchéité suivant l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé par le fait que le couvercle (11) est traversé par trois ouvertures (26) de direction axiale disposées à 120C l'une de l'autre autour de l'axe du couvercle (11) et que des vis (23) sont engagées par vissage dans les ouvertures (26) pour venir en appui sur une surface supérieure de l'élément tubulaire (8) sur laquelle est rapporté le couvercle (11), pour assurer la séparation du couvercle (11) du tronçon tubulaire (8) et le démontage du couvercle (11).
14.- Dispositif d'étanchéité suivant l'une quelconque des revendications 3, 4 et 5, caractérisé par le fait que les pièces de fixation (22) du couvercle (11) comportent sur une surface périphérique, une gorge (22') pour faciliter le découpage de la pièce de fixation (22) et de la vis d'assemblage correspondante (21), en cas de grippage de la vis d'assemblage (21) du couvercle (11).
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