FR2864327A1 - Systeme d'etancheite d'une colonne d'instrumentation traversant un couvercle d'une enceinte sous pression et procede de montage et de demontage d'un tel systeme d'etancheite - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un système d'étanchéité (20) d'une colonne d'instrumentation traversant un couvercle (1) d'une enceinte sous pression, à l'intérieur d'un adaptateur (3) fixé dans une ouverture de traversée du couvercle et saillant à l'extérieur de ce couvercle, comportant une tubulure d'extrémité (8) ménageant avec la partie supérieure de la colonne (5), un espace annulaire de positionnement d'au moins un joint d'étanchéité (25, 27) annulaire disposé entre une portée d'appui (12) de la colonne (5) et un porte-joint (21). Le système comporte un limiteur d'écrasement (30) du joint (25, 27) et le porte-joint (21), ledit joint (25, 27) et ledit limiteur d'écrasement (30) sont reliés mécaniquement entre eux et forment un ensemble destiné à être monté dans l'espace annulaire ou retiré de cet espace annulaire en une seule opération.L'invention concerne également un procédé de montage et de démontage de ce système d'étanchéité d'une colonne d'instrumentation d'un couvercle d'une enceinte sous pression, notamment une cuve d'un réacteur nucléaire.

Description

La présente invention concerne un système d'étanchéité d'une colonne

d'instrumentation traversant un couvercle d'une enceinte sous pression, notamment une cuve d'un réacteur nucléaire.

L'invention concerne également un procédé de montage et de démontage d'un tel système d'étanchéité d'une colonne d'instrumentation.

L'invention peut s'appliquer en particulier au passage étanche des colonnes de thermocouples à travers le couvercle de la cuve d'un réacteur nucléaire.

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'assemblage du coeur du réacteur.

Chacun des adaptateurs comporte une partie emmanchée dans l'épaisseur du couvercle assurant le guidage de la colonne de thermocouples et une partie saillante au-dessus du couvercle comportant une bride supportant des moyens d'étanchéité avec la partie supérieure de la colonne d'instrumentation. Des moyens d'étanchéité dits "inférieurs" sont également prévus au-dessous des moyens d'étanchéité supérieurs. Cette colonne d'instrumentation est guidée, mais non fixée, dans les équipements internes du réacteur et elle est rendue solidaire du couvercle de la cuve uniquement par les moyens d'étanchéité supérieurs disposés entre la tubulure de l'adaptateur et la partie supérieure de ladite colonne.

Ainsi, les moyens d'étanchéité supérieurs encaissent la totalité de l'effet de fond s'exerçant sur la colonne d'instrumentation.

Sur la plupart des réacteurs à eau sous pression existants les moyens d'étanchéité supérieurs sont constitués à l'origine par un joint métallique intercalé et serré entre une portée d'appui de forme tronconique ménagée à la partie supérieure de la colonne d'instrumentation et une surface de même profil située à l'intérieur d'une bride solidaire de la bride de l'adaptateur.

La mise en compression de ce joint est assurée par un ensemble de compression formé par deux demi-bagues disposées à l'intérieur d'une gorge existant à l'extrémité libre de la colonne d'instrumentation, un plateau de compression et un ensemble de vis de façon à assurer l'étanchéité à basse pression. L'étanchéité à haute pression est assurée par l'effet autoclave produit par la pression du fluide primaire.

Mais, ce type de joint métallique présente des inconvénients.

En effet, à chaque arrêt du réacteur pour rechargement, le couvercle de cuve doit être retiré, la colonne d'instrumentation restant solidaire des équipements internes du réacteur. Avec ce type de joint métallique, l'ensemble des éléments constituant les moyens d'étanchéité supérieurs et les moyens d'étanchéité inférieurs doit être démonté car le joint métallique est inaccessible si les moyens d'étanchéité inférieurs de l'adaptateur ne sont pas démontés. Ce démontage et le remontage qui s'ensuit sont des opérations longues et délicates à réaliser dans un environnement difficile et avec un niveau de rayonnement élevé pour le personnel devant intervenir.

De plus, les portées du joint métallique assurant l'étanchéité supérieure avec la colonne d'instrumentation sont fragiles et sujettes à des fuites dont la réparation peut nécessiter d'arrêter le réacteur.

Enfin, il peut se produire des cas dans lesquels le coulissement de la colonne d'instrumentation à travers les équipements internes de la cuve et à travers l'adaptateur est difficile en raison de déformations ou de frottements.

Dans ce cas, la mise en compression du joint métallique supérieur exercée par l'ensemble de compression n'assure pas une portée correcte de ce joint si bien que l'effet autoclave est absent ou moins efficace et des fuites peuvent se produire.

On connaît aussi un système d'étanchéité amélioré dans lequel le joint métallique est remplacé par un joint en graphite reposant sur un portejoint en appui sur une portée d'appui de forme tronconique existante à la partie supérieure de la colonne d'instrumentation.

Comme le joint en graphite se monte par le dessus, ce système permet d'éviter le démontage des moyens d'étanchéité inférieurs à chaque arrêt du réacteur pour rechargement.

Mais, dans ce cas aussi, le joint est un joint de type autoclave 5 dont le fonctionnement nécessite toujours le libre coulissement de la colonne d'instrumentation vers le haut pour l'attirer contre une butée fixe.

Par ailleurs, ce système nécessite plusieurs opérations successives pour placer les différents éléments lors de son montage ou de son démontage ce qui augmente bien évidemment le temps d'intervention et le temps d'exposition du personnel aux rayonnements.

On connaît encore un autre système d'étanchéité amélioré qui comprend un ensemble de joints en graphite reposant sur un porte-joint prenant appui à la fois sur une portée d'appui de forme tronconique existante à la partie supérieure de la colonne d'instrumentation et sur un autre épaulement, situé au même niveau, ménagé à l'intérieur d'une bride solidaire de la bride de l'adaptateur.

L'ensemble de joint est comprimé par une pièce formant fouloir sur laquelle on exerce une poussée au moyen d'un outillage hydraulique.

Comme dans le cas précédent, ce système permet aussi d'éviter le démontage des moyens d'étanchéité inférieurs à chaque arrêt du réacteur pour rechargement.

Cependant, l'inconvénient de ce système réside dans le fait qu'il nécessite l'utilisation d'un outillage hydraulique de compression de l'ensemble de joints dont la manipulation n'est pas particulièrement aisée dans un tel environnement et un autre outillage est nécessaire pour soulever la colonne d'instrumentation et la positionner à la bonne hauteur dans le cas où elle se trouve à un niveau trop bas.

De plus, pour assurer l'absence de tout déplacement du à l'effet de fond exercé sur la colonne d'instrumentation, il est nécessaire d'appliquer au moyen de l'outillage hydraulique un effort au moins égal, ce qui entraîne une compression trop élevée de l'ensemble de joints en graphique. De ce fait, l'effort d'extraction des joints lors du démontage est donc important ce qui nécessite un outillage d'extraction spécial.

Dans ce cas également, lors du montage ou du démontage, le nombre d'opérations est important, ainsi le temps'd'intervention et d'exposition 5 aux rayonnements du personnel n'est que peu diminué.

L'invention a pour but de proposer un système d'étanchéité d'une colonne d'instrumentation qui soit compatible avec les colonnes d'instrumentation des centrales nucléaires en service et qui soit d'une utilisation simple permettant ainsi de réduire notamment les temps d'intervention afin de limiter les doses de rayonnement reçues par le personnel.

L'invention a donc pour objet un système d'étanchéité d'une colonne d'instrumentation traversant un couvercle d'une enceinte sous pression, notamment d'une cuve d'un réacteur nucléaire, à l'intérieur d'un adaptateur de forme tubulaire, fixé dans une ouverture de traversée de couvercle et saillant à l'extérieur de ce couvercle et comportant une tubulure d'extrémité ménageant avec la partie supérieure de la colonne un espace de positionnement d'au moins un joint d'étanchéité annulaire disposé entre une portée d'appui formée sur ladite partie supérieure de la colonne d'instrumentation et un porte joint coopérant avec un ensemble de mise en compression dudit joint monté sur l'extrémité libre de la colonne, caractérisé en ce qu'il comporte un limiteur d'écrasement dudit joint.

Selon d'autres caractéristiques de l'invention: - le porte-joint, ledit joint d'étanchéité annulaire et le limiteur d'écrasement sont reliés entre eux mécaniquement et forment un ensemble destiné à être monté dans l'espace annulaire entre la tubulure et la colonne ou retiré de cet espace en une seule opération.

- ledit joint d'étanchéité est formé de deux joints d'étanchéité annulaires et coaxiaux supportés par le porte-joint, un joint extérieur coopérant avec la paroi interne de la tubulure et un joint intérieur coopérant avec la colonne d'instrumentation, - chaque joint d'étanchéité est un joint en graphite, - le porte-joint est formé par une plateau destiné à être placé au-dessus du bord supérieur de la tubulure et par un prolongement cylindrique creux s'étendant au-dessous du plateau et comportant une première portion de largeur sensiblement égale à la largeur de l'espace annulaire prolongée par une seconde portion de largeur inférieure à la largeur de cet espace et ménageant un logement extérieur pour le joint extérieur et un logement intérieur pour le joint intérieur, - le prolongement cylindrique est formé de deux pièces s'emboîtant l'une dans l'autre et reliée entre elles par au moins deux organes de liaison, une première pièce venue de matière avec le plateau et une seconde pièce indépendante et comportant lesdits logements, - le limiteur d'écrasement des joints est formé par une bague montée déplaçable verticalement au-dessous du bord inférieur de la seconde portion du porte-joint et comprenant des moyens d'appui sur chaque joint d'étanchéité, - les moyens d'appui sur chaque joint d'étanchéité comprennent deux couronnes concentriques ménagées sur la face supérieure de la bague du limiteur d'écrasement et formant entre elles un intervalle annulaire de positionnement de la seconde portion du prolongement du porte-joint, la couronne extérieure étant disposée dans le logement extérieur et la couronne intérieure étant disposée dans le logement intérieur, - la couronne intérieure est constituée par un anneau formant entretoise, indépendant de la bague du limiteur d'écrasement.

L'invention a également pour objet un procédé de montage d'un tel système d'étanchéité d'une colonne d'instrumentation, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: - on mesure la différence de hauteur entre la portée d'appui de la partie supérieure de la colonne et le bord supérieur de la tubulure, - on vérifie que cette différence de hauteur correspond sensiblement à une valeur déterminée, - on met en place en une seule opération le porte-joint préalablement équipé des joints d'étanchéité et du limiteur d'écrasement en plaçant, d'une part, le prolongement cylindrique du porte-joint, les joints et le limiteur dans l'espace annulaire au-dessus de la portée de la colonne et, d'autre part, le plateau dudit porte joint au-dessus du bord supérieur de la tubulure, on monte sur l'extrémité libre de la colonne l'ensemble de mise en compression des joints, - on met en compression ces joints au moyen dudit ensemble en exerçant une traction sur la colonne, et - on vérifie qu'il existe un jeu entre le plateau du porte joint et le bord supérieur de la colonne d'instrumentation.

Selon une autre caractéristique de l'invention, préalablement à la mise en compression des joints, on exerce par un outil approprié une traction sur la colonne pour amener la différence de hauteur entre la portée d'appui de la partie supérieure de ladite colonne et le bord supérieur de la tubulure sensiblement à la valeur désirée.

L'invention a aussi pour objet un procédé de démontage d'un système d'étanchéité tel que précédemment mentionné, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: - on démonte l'ensemble de mise en compression des joints d'étanchéité, - on exerce une traction par un outil approprié sur le plateau du porte- joint, et - on retire en une seule opération le porte-joint supportant les joints d'étanchéité et le limiteur d'écrasement de ces joints.

Les caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels: - la Fig. 1 est une vue en coupe par un plan vertical d'un mode de réalisation d'une traversée d'un couvercle d'une cuve d'un réacteur nucléaire assurant le passage d'une colonne d'instrumentation et équipée d'un système d'étanchéité, conforme à l'invention, - la Fig. 2 est une vue schématique en coupe axiale et à plus grande échelle du système d'étanchéité conforme à l'invention, - la Fig. 3 est une vue schématique en coupe axiale de la partie supérieure de la colonne d'instrumentation et montrant le montage du système d'étanchéité conforme à l'invention, - la Fig. 4 est une vue schématique en coupe axiale de la partie 5 supérieure de la colonne d'instrumentation et montrant un premier cas particulier de positionnement de cette colonne, les Figs. 5 et 6 sont deux vues extérieures de la partie supérieure d'une colonne d'instrumentation et montrant les étapes de soulèvement de cette colonne dans le cas de la Fig. 4, - la Fig. 7 est une vue en coupe selon la ligne 7-7 de la Fig. 5, - les Figs. 8 et 9 sont deux vues extérieures de la partie supérieure de la colonne d'instrumentation et montrant le soulèvement de cette colonne dans un second cas particulier de son positionnement.

- la Fig. 10 est une vue en coupe selon la ligne 10-10 de la Fig. 15 8, la Fig. 11 est une vue schématique partiellement en coupe axiale dans deux plans différents de la partie supérieure de la colonne d'instrumentation et montrant le démontage du système d'étanchéité conforme à l'invention.

Sur la Fig. 1, on a représenté schématiquement 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 sertissage et soudage, un adaptateur 3 comportant une partie saillante en dessous du couvercle de la cuve assurant le guidage d'une colonne d'instrumentation 5, comme par exemple une colonne de thermocouples, et une partie saillante au-dessus du couvercle de la cuve 1.

Dans l'exemple de réalisation représenté à la Fig. 1, un ensemble de fixation et d'étanchéité désigné par la référence générale 6 est fixé sur la partie supérieure 4 de l'adaptateur 3. Cette ensemble 6 est de type connu et comporte une partie inférieure 7 fixée par vissage sur la partie supérieure 4 de l'adaptateur 3 et une partie supérieure 8 qui est assemblée de manière étanche à la partie inférieure 7 avec interposition d'un joint métallique 9 de forme spéciale, les parties 7 et 8 étant assemblées grâce à une bride de serrage 10 en deux parties qui peuvent être reliées entre elles et serrées grâce à des vis introduites dans les ouvertures 11 traversant des oreilles en vis à vis situées à l'extrémité des deux parties en forme de secteur.

La partie supérieure 4 de l'adaptateur 3 et la partie inférieure 7 de l'ensemble de fixation et d'étanchéité 6 comportent des joints circulaires respectivement 4a et 7a qui viennent en coïncidence lorsque la partie inférieure 7 est entièrement vissée.

La partie supérieure 8 forme une tubulure et est équipée d'un 10 système d'étanchéité conforme à l'invention et qui est désigné dans son ensemble par la référence 20.

Selon un autre mode de réalisation et notamment dans le cas d'installation d'un couvercle 1 neuf, les parties respectivement supérieure 8 et inférieure 7, ainsi que la bride de l'adaptateur 3 peuvent être supprimées de façon à avoir un adaptateur 3 monobloc intégrant la partie supérieure 8.

Dans ce qui suit, cette partie supérieure 8 sera désignée par le terme "tubulure".

Ainsi que montré sur les Figs. 1 à 3, la colonne d'instrumentation 5 comporte à sa partie supérieure, une portion 5a de plus petit diamètre formant l'extrémité libre de cette colonne 5 et ménageant avec la partie principale de ladite colonne 5 une portée d'appui conique désignée par la référence 12.

L'extrémité libre de la portion 5a de la colonne d'instrumentation 5 est pourvue d'une gorge désignée par la référence 13.

Comme montré sur les Figs. 2 à 4, la tubulure 8 ménage avec la partie supérieure de la colonne d'instrumentation 5, un espace annulaire 15 à l'intérieur duquel est monté le système d'étanchéité 20.

En se reportant maintenant plus particulièrement à la Fig. 2, on va décrire le système d'étanchéité 20.

Le système d'étanchéité 20 comprend un porte-joint 21 formant un anneau de compression également appelé "fouloir" par les spécialistes. Ce porte-joint 21 comprend un plateau 22 destiné à être placé au-dessus du bord supérieur de la tubulure 8 et un prolongement cylindrique 23 creux s'étendant au- dessous du plateau 22. Ce prolongement 23 comporte une première portion 23a de largeur sensiblement égale à la largeur de l'espace annulaire 15 et une seconde portion 23b de largeur inférieure à la largeur de cet espace annulaire 15.

Dans l'exemple de réalisation représenté, le prolongement cylindrique 23 est formé de deux pièces s'emboîtant l'une dans l'autre et reliées entre elles par au moins deux organes de liaison 22a formés chacun par exemple par une vis ou un pion. L'une des pièces est venue de matière avec le plateau 22.

Selon un autre mode de réalisation, le prolongement cylindrique 10 23 du porte-joint 21 peut former avec le plateau 22 de ce porte-joint 21 une seule et même pièce.

La seconde portion 23b du prolongement cylindrique 23 ménage, de chaque côté, un logement extérieur 24 pour le positionnement d'un joint d'étanchéité annulaire 25 appelé joint extérieur et un logement intérieur 26 pour le positionnement d'un joint d'étanchéité annulaire 27 appelé joint intérieur.

Le joint extérieur 25 coopère avec la paroi interne de la tubulure 8 et assure l'étanchéité entre cette tubulure 8 et le porte-joint 21 tandis que le joint intérieur 27 coopère avec la partie supérieure 5a de la colonne d'instrumentation 5 et assure l'étanchéité entre cette colonne 5 et le porte-joint 21.

Le joint extérieur 25 est placé à un niveau différent de celui du joint intérieur 27. Ces joints 25 et 27 sont de préférence en graphite.

Le système d'étanchéité 20 comporte également un limiteur d'écrasement des joints 25 et 27 et qui est désigné par la référence générale 30. Ce limiteur d'écrasement 30 est formé par une bague d'appui 31 qui est montée déplaçable verticalement sur le porte-joint 21 et entre le bord inférieur de la seconde portion 23b dudit porte-joint 21 et la portée d'appui 12 de la colonne d'instrumentation 5. La face inférieure de la bague 31 présente un profil conique complémentaire au profil de la partie 12.

Par ailleurs, la bague 31 est pourvue de moyens d'appui sur chaque joint d'étanchéité 25 et 27. Ces moyens d'appui comprennent deux couronnes concentriques, respectivement 32 et 33, ménagées sur la face supérieure de la bague 31 et déterminant entre elles un intervalle annulaire 34 de positionnement de la seconde portion 23b du prolongement 23 du porte joint 21. La couronne extérieure 32 est disposée dans le logement extérieur 24 pour venir en appui contre le joint extérieur 25 et la couronne intérieure 33 est disposée dans le logement intérieur 26 pour vénir en appui contre le joint intérieur 27. La couronne extérieure 32 a une hauteur différente de celle de la couronne intérieure 33.

A la Fig. 2, les joints 25 et 27 sont à l'état non comprimé de telle sorte qu'il occupent l'espace libre avec les couronnes 32 et 33 de la bague 31 du limiteur d'écrasement 30.

Dans l'exemple représenté sur les figures, la couronne intérieure 33 est constituée par un anneau formant entretoise et indépendant de la bague d'appui 31.

Selon un autre mode de réalisation, la bague d'appui 31 et les deux prolongements, respectivement 32 et 33, peuvent être formés en une seule 15 et même pièce.

La bague d'appui 31 est reliée au prolongement 23 du porte-joint 21 par au moins deux organes de fixation 35 transversaux comportant chacun une partie placée dans un logement de forme complémentaire ménagée dans la seconde portion 23b du prolongement 23 du porte-joint 21 et une partie placée dans une lumière 36 verticale ménagée dans la couronne extérieure 32 de façon à permettre au limiteur d'écrasement 30 de se déplacer verticalement par rapport au porte-joint 21. Chaque organe de fixation 35 est constitué par exemple par une vis ou par un pion.

Ainsi, l'ensemble formé par le porte-joint 21 comprenant lé plateau 25 22 et le prolongement cylindrique 23, les joints d'étanchéité 25 et 27 ainsi que le limiteur d'écrasement 30 constitue un ensemble dont les éléments sont reliés entre eux mécaniquement et qui est destiné à être monté dans l'espace annulaire ou retiré de cet espace annulaire 15 en une seule opération.

Le système d'étanchéité 20 est également équipé d'un ensemble 40 de mise en compression des joints 25 et 27 par traction sur la colonne d'instrumentation 5. Cet ensemble 40 est de type connu par exemple dans le FRA-2 701 154.

Comme montré à la Fig. 3, cet ensemble 40 se compose d'un plateau de compression 41 traversé par des ouvertures taraudées et munies de vis de compression 42 engagées dans ces ouvertures taraudées et venant reposées, par leur extrémité inférieure, sur le plateau 22 du porte-joint 21. Lors du vissage des vis 42, la force de traction est transmise à la colonne d'instrumentation 5 par deux demi-bagues 43 disposées dans la gorge 13. Chaque vis 42 est équipée d'un dispositif de freinage de type connu qui comprend une tôle 44 plaquée sur le plateau de compression 41 sur laquelle sont fixées les viroles déformables 45 dont la déformation dans des encoches 42a ménagées sur chaque tête des vis 42 permet d'assurer le freinage de chacune desdites vis.

Quand le réacteur est mis en pression, l'effet de fond s'exerçant sur la colonne d'instrumentation 5 est transmis à la tubulure 8 par un écrou 50 vissé sur un filetage ménagé sur la paroi extérieure de cette tubulure. Cet écrou 50 comporte à sa partie supérieure un rebord 51 orienté vers l'axe de l'écrou 50 et contre lequel vient en appui le plateau 22 du porte-joint 21. Cet effet de fond est transmis au porte-joint 21 par le limiteur d'écrasement 30, par l'intermédiaire de la seconde portion 23b du prolongement cylindrique 23 de ce porte-joint ce qui évite d'exercer une compression trop importante sur les joints 25 et 27, et limite le serrage nécessaire sur les vis 42, donc l'effort transmis aux demi-bagues 43.

Après rechargement du réacteur nucléaire, le couvercle 1 de la cuve est remis en place sur les équipements internes. La tubulure 8 solidaire du couvercle 1 se trouve donc engagée autour de la colonne d'instrumentation 5 solidaire des équipements internes. La position relative de ces deux éléments pouvant être variable d'un réacteur à l'autre, d'une colonne à l'autre sur un même réacteur, ou d'un arrêt pour un rechargement à l'autre pour une même colonne, différents cas dans la procédure de montage du système d'étanchéité 20 conforme à l'invention peuvent être envisagés.

La première opération consiste donc à mesurer la différence d'altitude, par exemple au moyen d'une pige graduée, entre la portée d'appui 12 de la colonne d'instrumentation 5 et le bord supérieur de la tubulure 8. En fonction du résultat obtenu, plusieurs cas peuvent se présenter.

Si la colonne d'instrumentation 5 se trouve située au voisinage de sa position en fonctionnement normal telle que représentée à la Fig. 3, l'opérateur met en place en une seule opération le système d'étanchéité 20 comprenant le porte-joint 21 préalablement équipé des joints d'étanchéité 25 et 27 et du limiteur d'écrasement 30. Pour cela, l'opérateur introduit cet ensemble autour de la partie d'extrémité 5a de la colonne d'instrumentation 5 et place le prolongement cylindrique 23, les joints 25 et 27 et le limiteur 30 dans l'espace 15 au-dessus de la portée d'appui 12, ainsi que montré à la Fig. 3. Le plateau 22 du porte-joint 21 est placé au-dessus du bord supérieur de la tubulure 8. Cette opération a pour effet de recentrer la colonne 5 dans le cas où elle ne serait pas initialement concentrique avec la tubulure 8.

Ensuite, l'opérateur met en place le plateau de compression 41, les demibagues 43, les vis 42 et les coupelles de freinage 45. L'opérateur visse simultanément les trois vis 42 au moyen d'un outil spécial et les serre à un couple désiré au moyen d'une clé dynamométrique. II vérifie qu'il demeure un jeu "j" entre le bord supérieur de la tubulure 8 et la face inférieure du plateau 22 du porte joint 21. Les coupelles 45 sont déformées pour bloquer les vis 42 et l'écrou 50 est vissé sur la tubulure 8, comme montré à la figure 3.

La bague d'appui 31 du limiteur d'écrasement 30 vient en appui sur la portée 12 de la colonne 5 et quand les deux joints 25 et 27 sont comprimés dans leur position normale de service, l'extrémité inférieure de la seconde portion 23b du prolongement cylindrique 23 du porte-joint 21 vient en appui sur la face supérieure de la bague d'appui 31 du limiteur d'écrasement 30. Ainsi, le degré de compression des joints 25 et 27, nécessaire pour assurer l'étanchéité, est défini non pas par l'effort exercé sur le porte-joint 21 par les vis 42, mais par la différence entre la hauteur de ces joints 32 et 33 à l'état libre et leur hauteur à l'état comprimé, elle-même résultant des cotes du prolongement cylindrique 23 du porte-joint 21 et du limiteur d'écrasement 30.

Mais, dans la plupart des cas, la colonne d'instrumentation 5 est à 30 un niveau plus bas, comme montré à la Fig. 4, si bien qu'il est nécessaire de la faire remonter pour que la différence de hauteur entre la portée d'appui 12 de la partie supérieure 5a de la colonne 5 et le bord supérieur de la tubulure 8 corresponde sensiblement à une valeur déterminée.

A cet effet, l'opérateur met en place le système d'étanchéité 20 comprenant le porte joint 21 préalablement équipé des joints 25 et 27 et du limiteur d'écrasement 30 dans l'espace annulaire 15 ménagé entre la tubulure 8 et la partie d'extrémité 5a de la colonne d'instrumentation 5. Dans ce cas et comme montré à la Fig. 4, la bague 31 du limiteur d'écrasement 30 ne vient pas en appui sur la portée 12 et le jeu "j" entre le bord supérieur de la tubulure 8 et la face inférieure du plateau 22 du porte-joint 21 est donc nul.

L'opérateur met en place le plateau de compression 41 qui repose sur le plateau 22 du porte-joint 21. Il introduit les deux demi-bagues 43 dans la gorge 13 de la partie supérieure 5a de la colonne 5 et, pour que cette opération soit possible, il faut que la surface supérieure du plateau de compression 41 soit située plus bas ou au maximum à la même altitude que la face inférieure de la gorge 13. L'opérateur monte les vis 42 avec la tôle 44 sur laquelle sont fixées les coupelles de freinage 45 et procède au vissage simultané de ces trois vis 42, ainsi que représenté à la Fig. 5. Mais, cette première phase n'est pas suffisante pour créer un jeu "j" entre le plateau 22 du porte-joint 21 et le bord supérieur de la tubulure 8.

De ce fait, pour soulever la colonne d'instrumentation 5, l'opérateur met en place un outil de levage désigné par la référence générale 60 et représenté sur les Figs. 5 à 7. Cet outil 60 se compose d'une fourche 61 dont l'ouverture correspond sensiblement au diamètre extérieur de la tubulure 8 et d'un manche 62. Chaque branche 61a de la fourche 61 comporteun appui 63, une butée 64 et un galet65 porté par un axe 66.

L'opérateur introduit l'outil 60 dans une position inclinée, les galets et les butées 64 se plaçant entre le plateau 22 du porte-joint 21 et le bord supérieur de la tubulure 8 lequel comporte un épaulement 81 prévu à cet effet, comme montré à la Fig. 5. L'opérateur exerce une poussée vers le bas sur le manche 62 pour amener à l'horizontal ce manche 62, comme montré à la Fig. 6.

L'outil 60 agit comme un levier et soulève donc la colonne d'instrumentation 5 approximativement à la même altitude que dans le cas précédent. Les butées 64 limitent le mouvement de l'outil 60 et les galets 65 permettent de réduire l'effort nécessaire.

Si, lors du retrait de l'outil 60, la colonne 5 ne reste pas en position haute, l'opérateur visse davantage les vis 42.

Enfin, l'opérateur serre les vis 42 au couple spécifié, il bloque les vis en déformant les coupelles 45 et enfin il met en place l'écrou 50.

Dans certain cas, il est possible que la colonne d'instrumentation 5 soit située initialement trop bas pour que la mise en place des demi-bagues 43 dans la gorge 13 soit possible, ainsi que montré à la Fig. 8. Pour repositionner la colonne 5 à une altitude désirée, l'opérateur introduit dans une gorge 68 existant à l'extrémité supérieure de la colonne 5 au-dessus de la gorge 13, une pièce d'appui 70 en forme de C, s'engageant sur la moitié de la circonférence de cette gorge 68, ainsi que montré à la Fig. 10.

L'opérateur introduit dans une position inclinée l'outil 60 en plaçant les galets 65 et les butées 64 entre la pièce d'appui 70 et le plateau de compression 41. L'opérateur abaisse à l'horizontale le manche 62 de telle sorte que l'outil 60 agit comme un levier et soulève la colonne d'instrumentation 5 de façon à pouvoir mettre en place les demi-bagues 43 dans la gorge 13, comme montré à la Fig. 9.

Après cette première phase, l'opérateur retire l'outil 60, puis procède au montage des vis 42 et poursuit les différentes opérations comme précédemment mentionnées.

Au début de l'arrêt pour rechargement du réacteur, après que le circuit de refroidissement primaire ait été dépressurisé et refroidi à une température proche de la température ambiante, il est nécessaire de démonter les systèmes d'étanchéité des colonnes d'instrumentation 5 avant de pouvoir soulever le couvercle 1 de la cuve.

Le démontage du système d'étanchéité 20 est réalisé de la façon suivante.

Tout d'abord, l'opérateur desserre les vis 42 au moyen d'une clé appropriée. Si il n'y a pas de déformation ou de frottement anormal de la colonne 5 dans les équipements internes ou dans l'adaptateur 3, cette colonne 5 redescend par son propre poids en position basse. L'opérateur procède à l'enlèvement des vis 42, des demi-bagues 43 et du plateau de compression 41. Ensuite et comme montré sur la partie droite de la Fig. 11, l'opérateur desserre l'écrou 50 en introduisant une tige 75 dans un des trous 55 ménagés dans cet écrou 50. Comme montré sur la partie gauche de la Fig. 11, l'opérateur introduit dans deux trous 56 diamétralement opposés de l'écrou 50, des pions 76 qui s'engagent entre l'épaulement 81 de la tubulure 8 et la face inférieure du plateau 22 du porte-joint 21. Chaque pion 76 comporte une portion cylindrique 77 servant au positionnement du pion correspondant dans le trou 55, un galet de roulement 78 et une portion extérieure 79 éventuellement moletée pour faciliter sa prise en main. L'opérateur poursuit le dévissage de l'écrou 50 au moyen de la tige 75 et, au cours de ce dévissage, les galets 78 roulent sur la face inférieure du plateau 22 du porte joint 21 et exercent ainsi un effort axial dirigé vers le haut pour extraire en une seule opération, le système d'étanchéité 20.

Ainsi, par l'intermédiaire du plateau 22, le porte-joint 21, les joints d'étanchéité 25 et 27 et le limiteur d'écrasement 30 formant une seule pièce, sont retirés de l'espace 15 ménagé entre la tubulure 8 et la partie supérieure 5a de la colonne 5. Les galets 78 roulant sur la face inférieure du plateau 22 du porte-joint 21 permettent de vaincre aisément le frottement résultant de la déformation rémanente des joints 25 et 27 après compression.

Une fois les joints 25 et 27 débloqués, l'opérateur démonte et retire l'écrou 50, puis procède au retrait du système d'étanchéité 20 formé par le porte-joint 21, les joints 25 et 27 et le limiteur d'écrasement 30.

Le système d'étanchéité selon l'invention présente l'avantage d'être compatible avec les colonnes d'instrumentation des centrales en service et surtout de par sa conception en un ensemble, de limiter les temps d'intervention et par conséquent les doses de rayonnements reçues par le personnel.

Claims (13)

REVENDICATIONS

1. Système d'étanchéité d'une colonne d'instrumentation (5) traversant un couvercle (1) d'une enceinte sous pression, notamment d'une cuve d'un réacteur nucléaire, à l'intérieur d'un adaptateur (3) de forme tubulaire, fixé dans une ouverture de traversée (2) du couvercle (1) et saillant à l'extérieur de ce couvercle (1) et comportant une tubulure d'extrémité (8) ménageant avec la partie supérieure (5a) de la colonne (5) un espace annulaire (15) de positionnement d'au moins un joint d'étanchéité (25, 27) annulaire disposé entre une portée d'appui (12) formée sur ladite partie supérieure (5a) de la colonne d'instrumentation (5) et un porte-joint (21) coopérant avec un ensemble (40) de mise en compression dudit joint (25, 27) monté sur l'extrémité libre de la colonne (5), caractérisé en ce qu'il comporte un limiteur d'écrasement (30) dudit joint (25, 27).

2. Système d'étanchéité selon la revendication 1, caractérisé en ce que le porte-joint (21), ledit joint d'étanchéité (25, 27) et le limiteur d'écrasement (30) sont reliés mécaniquement entre eux et forment un ensemble destiné à être monté dans l'espace annulaire (15) entre la tubulure et la colonne (5) ou retiré de cet espace annulaire (15) en une seule opération.

3. Système d'étanchéité selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit joint d'étanchéité est formé de deux joints d'étanchéité (25, 27) annulaires et coaxiaux, supportés par le porte-joint (21), un joint extérieur (25) coopérant avec la paroi interne de la tubulure (8) et un joint intérieur (27) coopérant avec la colonne d'instrumentation (5).

4. Système d'étanchéité selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que chaque joint d'étanchéité (25, 27) est un joint en graphite.

5. Système d'étanchéité selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le porte-joint (21) est formé par un plateau (22) destiné à être placé au-dessus du bord supérieur de la tubulure (8) et par un prolongement cylindrique (23) s'étendant au-dessous du plateau (22) et comportant une première portion (23a) de largeur sensiblement égale à la largeur de l'espace annulaire (15) prolongée par une seconde portion (23b) de 2864327 17 largeur inférieure à la largeur de cet espace annulaire (15) et ménageant un logement extérieur (14) pour le joint extérieur (25) et un logement intérieur (26) pour le joint inférieur (27).

6. Système d'étanchéité selon la revendication 5, caractérisé en ce que le prolongement cylindrique (23) est formé de deux pièces s'emboîtant l'une dans l'autre et reliées entre elles par au moins deux organes de liaison (24), une première pièce venue de matière avec le plateau (22) et une seconde pièce indépendante et comportant lesdits logements (24, 26).

7. Système d'étanchéité selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le limiteur d'écrasement (30) des joints (25, 27) est formé par une bague d'appui (31) montée déplaçable verticalement audessous du bord inférieur de la seconde portion (23b) du porte-joint (21) et comprenant des moyens (32, 33) d'appui sur chaque joint d'étanchéité (25, 27).

8. Système d'étanchéité selon la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens d'appui sur chaque joint d'étanchéité (25, 27) comprennent deux couronnes (32, 33) concentriques, ménagées sur la face sùpérieure de la bague (31) du limiteur d'écrasement (30) et formant entre elles un intervalle annulaire (34) de positionnement de la seconde portion (23b) du prolongement (23) du porte-joint (21), la couronne extérieure (32) étant disposée dans le logement extérieur (24) et la couronne intérieure (33) étant disposée dans le logement intérieur (26).

9. Système d'étanchéité selon la revendication 8, caractérisé en ce que la couronne intérieure (33) est constituée par un anneau formant entretoise, indépendant de la bague (31) du limiteur d'écrasement 30.

10. Système d'étanchéité selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que la bague (31) est reliée au porte-joint (21) par au moins deux organes de fixation (35) transversaux comportant chacun une partie placée dans un logement de forme complémentaire ménagé dans la seconde portion (23b) du prolongement (23) du porte-joint (21) et une partie placée dans une lumière verticale (26) ménagée dans la couronne extérieure (32) de la bague (31).

11. Procédé de montage d'un système d'étanchéité (20) d'une colonne d'instrumentation (5) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: - on mesure la différence de hauteur entre la portée d'appui (12) de la partie supérieure (5a) de la colonne (5) et le bord supérieur de la tubulure (8), - on vérifie que cette différence de hauteur correspond sensiblement à une valeur déterminée, - on met en place en une seule opération le porte joint (21) préalablement équipé des joints d'étanchéité (25, 27) et du limiteur d'écrasement (30) en plaçant, d'une part, le prolongement cylindrique (23b) du porte-joint (21), les joints (25, 27) et le limiteur (30) dans l'espace (15) au-dessus de la portée d'appui (12) de la colonne (5) et, d'autre part, le plateau (22) du porte-joint (21) au-dessus du bord supérieur de la tubulure (8), - on monte sur l'extrémité libre de la colonne (5) l'ensemble (40) de mise en compression des joints (25, 27), on met en compression les joints (25, 27) au moyen dudit ensemble (40) exerçant une traction sur la colonne (5), et - on vérifie qu'il existe un jeu entre le plateau (22) du porte-joint et le bord supérieur de la colonne (8).

12. Procédé de montage selon la revendication 11, caractérisé en ce que préalablement à la mise en compression des joints (25, 27), on exerce par un outil (60) approprié une traction sur la colonne (5) pour amener la différence de hauteur entre la portée d'appui (12) de la partie supérieure (5a) de la colonne (5) et le bord supérieur de la tubulure (8) sensiblement à la valeur désirée.

13. Procédé de démontage d'un système d'étanchéité (20) selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: - on démonte l'ensemble (40) de mise en compression des joints d'étanchéité (25, 27), - on exerce une traction par un outil (76) approprié sur le plateau (22) du porte-joint (21), et - on retire en une seule opération le porte joint (21) supportant les joints d'étanchéité (25, 27) et le limiteur d'écrasement (30) de ces joints.