FR3018576A1 - Dispositif passif de distribution de fluide et ensemble comportant un tel dispositif - Google Patents

Abstract

Ce dispositif (10) comporte : un corps (20) présentant une portion inférieure, une portion médiane et une portion supérieure ; un siège inférieur (30), logé dans la portion inférieure et délimitant une section inférieure de passage de fluide (60) ; un siège supérieur (48), logé dans la portion supérieure et délimitant une section supérieure de passage de fluide (70) ; et un obturateur (50), logé dans la portion médiane, et mobile entre : une première position en butée contre le siège inférieur pour obturer la section inférieure de passage de fluide ; et une seconde position en butée contre le siège supérieur pour obturer la section supérieure de passage de fluide.

Description

Dispositif passif de distribution de fluide et ensemble comportant un tel dispositif L'invention a pour domaine celui des dispositifs passifs de distribution de fluide, et, plus particulièrement, celui des dispositifs passifs de distribution de fluide du type propre à fonctionner à l'intérieur d'une enceinte d'un premier équipement, une partie inférieure de l'enceinte contenant un liquide et une partie supérieure de l'enceinte comportant un gaz, le premier équipement étant connecté par une unique canalisation de liaison à un second équipement. Un tel dispositif doit permettre, dans un premier état, la circulation de liquide de la canalisation de liaison, vers la partie supérieure de l'enceinte et, dans un second état, la circulation de liquide de la partie inférieure de l'enceinte, vers la conduite de liaison. Le document FR1458624 décrit un dispositif du type précité dans un système comportant un pressuriseur, en tant que premier équipement, connecté par une canalisation de liaison à un circuit primaire, en tant que second équipement, pour le refroidissement du coeur d'un réacteur nucléaire. Le pressuriseur sert de vase d'expansion pour l'eau chassée du circuit primaire. L'eau liquide occupe une partie inférieure de l'enceinte tandis que la vapeur d'eau occupe une partie supérieure de l'enceinte. La canalisation de liaison se prolonge à l'intérieur de l'enceinte du pressuriseur par une tubulure en forme de « U » renversé. Les première et seconde branches de la tubulure, qui sont sensiblement verticales, plongent dans l'eau liquide, vers le fond de l'enceinte. Ces branches sont ouvertes à leur extrémité inférieure pour admettre ou refouler l'eau liquide. Dans la partie supérieure de l'enceinte se trouve la branche centrale de la tubulure, qui est munie d'un organe, comme un serpentin. Cet organe est entouré de vapeur d'eau de manière à permettre des échanges thermiques adaptés avec l'eau liquide circulant à l'intérieur de celui-ci. La canalisation de liaison comporte un piquage sur la première branche de la tubulure. Un clapet de non-retour, constituant un dispositif passif de distribution de fluide, est placé entre l'extrémité inférieure de la première branche et le point de piquage de la canalisation de liaison. Dans un premier état de fonctionnement, dit d'intrusion de liquide, l'eau liquide s'écoule du circuit primaire vers le pressuriseur. Cet écoulement génère une surpression propre à fermer le clapet anti-retour, de sorte que l'eau monte dans la première branche, circule dans le serpentin, et redescend dans la seconde branche de la tubulure, pour finalement déboucher dans la partie inférieure de l'enceinte.

Dans un second état de fonctionnement, dit d'extrusion du liquide, l'eau s'écoule du pressuriseur vers le circuit primaire. Cet écoulement génère une dépression propre à ouvrir le clapet anti-retour, de sorte que l'eau est aspirée par l'ouverture dont est munie l'extrémité inférieure de la première branche de la tubulure, pour être ensuite évacuée par la canalisation de liaison. Cependant, l'eau est également aspirée par l'ouverture de l'extrémité inférieure de la seconde branche de la tubulure, et circule dans le serpentin et redescend dans la première branche, avant d'être évacuée par la conduite de liaison. Un tel dispositif de l'état de la technique permet de remplir les fonctions principales que sont la mise en circulation d'un liquide du premier vers le second équipement (intrusion) et la mise en circulation du liquide du second équipement vers le premier équipement (extrusion). En revanche, un tel dispositif ne permet pas d'empêcher les phénomènes d'aspiration de gaz lors d'une extrusion de liquide du premier vers le second équipement. En effet, dans certaines applications ou dans certains régimes de fonctionnement, la tubulure peut contenir à la fois du liquide et du gaz. Par exemple, si au lieu d'un serpentin, la tubulure comporte un ensemble formant douche, s'ouvrant dans la partie supérieure de l'enceinte, l'interface liquide/gaz dans la tubulure est au même niveau que dans l'enceinte, dans les périodes séparant une intrusion ou une extrusion de liquide. En conséquence, lors d'une extrusion de liquide, du gaz peut être entraîné vers le second équipement. Or, pour le bon fonctionnement de certains types d'équipement, en particulier un circuit primaire de refroidissement du coeur d'un réacteur nucléaire, il n'est pas acceptable que du gaz soit ainsi injecté. De plus, il y a un besoin de garantir l'intégrité du dispositif quelles que soient les sollicitations de l'environnement : température élevée occasionnant une dilatation différentielle de ses composants, chocs mécaniques, inclinaison du système, etc. risquant de bloquer le clapet anti-retour dans une position intermédiaire et pouvant, par conséquent, engendrer une défaillance du système. Enfin, il serait avantageux de disposer d'un dispositif permettant de limiter les fuites du type conduisant, lors d'une intrusion de liquide, à ce qu'une fraction de ce liquide circule directement vers la partie inférieure de l'enceinte, sans passer par l'organe situé dans la partie supérieure de l'enceinte. En effet, la circulation de fluide vers l'organe doit être forcée de manière à vaincre la pression hydrostatique de la colonne de fluide entre le point de piquage de la conduite interne et l'organe la résistance le long de la tubulure, qui présente une longueur importante et éventuellement des sections réduites, etc. En conséquence, la moindre section de passage permettant au fluide de passer directement dans la partie inférieure de l'enceinte entraîne une fuite important de liquide puisqu'elle présente une résistance réduite. L'invention a pour but de palier aux problèmes précités, en proposant notamment un dispositif passif de distribution de fluide amélioré.

L'invention a pour objet un dispositif passif de distribution de fluide, propre à fonctionner à l'intérieur d'une enceinte d'un premier équipement, une partie dite inférieure de l'enceinte contenant un liquide et une partie dite supérieure de l'enceinte comportant un gaz, le premier équipement étant connecté par une canalisation de liaison à un second équipement, caractérisé en ce qu'il comporte : - un corps cylindrique, comportant une portion dite inférieure, destinée à être en communication fluidique avec la partie inférieure de l'enceinte, une portion dite supérieure, destinée à être en communication fluidique, d'une part, avec un organe situé dans la partie supérieure de l'enceinte et, d'autre part, avec la canalisation de liaison, et une portion médiane entre les portions supérieure et inférieure ; - un siège inférieur fixe, logé coaxialement à l'intérieur de la portion inférieure du corps, le siège inférieur délimitant une section inférieure de passage de fluide ; - un siège supérieur, fixe, logé coaxialement à l'intérieur de la portion supérieure du corps, le siège supérieur délimitant une section supérieure de passage de fluide ; et, - un obturateur, logé coaxialement dans la portion médiane du corps, et mobile entre : - une première position permettant la circulation de fluide depuis la canalisation de liaison vers l'organe de la partie supérieure de l'enceinte, dans laquelle l'obturateur est en butée contre le siège inférieur de manière à obturer la section inférieure de passage de fluide ; et, - une seconde position permettant la circulation de fluide depuis la portion inférieure de l'enceinte vers la canalisation de liaison, dans laquelle l'obturateur est en butée contre le siège supérieur de manière à obturer la section supérieure de passage de fluide. Suivant d'autres aspects avantageux de l'invention, le procédé comprend une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou suivant toutes les combinaisons techniquement possibles : le dispositif comporte une conduite interne tubulaire, fixe, logée coaxialement à l'intérieur de la portion supérieure du corps, un bord libre d'une extrémité proximale de la conduite interne formant le siège supérieur, la conduite interne traversant une paroi du corps.35 une extrémité distale de la conduite interne est en communication fluidique avec la canalisation de liaison, l'extrémité proximale de la conduite interne délimitant une ouverture reliant fluidiquement la conduite interne à la portion médiane du corps, la section supérieure de passage de fluide étant alors délimitée annulairement entre le siège supérieur et la portion supérieure du corps. - la section inférieure de passage est délimitée annulairement entre le siège inférieur (30) et la portion inférieure du corps. la face inférieure du siège inférieur est un diffuseur propre à faciliter l'écoulement du fluide. l'obturateur est de forme torique et comporte un canal interne propre à mettre en communication fluidique des faces d'extrémité inférieure et supérieure de l'obturateur. - le dispositif comporte un moyen propre à garantir un niveau relatif d'étanchéité déterminé entre l'obturateur et la portion médiane du corps. - une face supérieure de l'obturateur est conformée de manière à guider le fluide de l'ouverture de la conduite interne vers la portion supérieure du corps, et à faire en sorte que la pression de fluide sur l'obturateur applique ce dernier contre le siège inférieur. l'extrémité proximale de la conduite interne présente une forme, de préférence conique, de manière à constituer un diffuseur d'adaptation de l'écoulement de fluide. une extrémité distale de la conduite interne est en communication fluidique avec l'organe situé dans la partie supérieure de l'enceinte, l'extrémité proximale de la conduite interne délimitant une ouverture constituant la section de passage supérieure. la conduite interne étant une conduite interne supérieure, le dispositif comporte en outre une conduite interne inférieure, fixe, logée coaxialement à l'intérieur de la portion inférieure du corps, un bord libre d'une extrémité proximale de la conduite interne inférieure formant le siège inférieure et une extrémité distale de la conduite inférieure étant en communication fluidique avec la partie inférieure de l'enceinte, la section de passage inférieure étant alors délimitée intérieurement au siège inférieur. - une face supérieure de l'obturateur est conformée de manière à guider le fluide de la portion supérieure du corps vers la conduite interne supérieure et à faire en sorte que la pression de fluide sur l'obturateur plaque ce dernier contre le siège inférieur et/ou une face inférieure de l'obturateur est conformée de manière à guider le fluide de la conduite interne inférieure vers la portion supérieure du corps et à faire en sorte que la pression de fluide sur l'obturateur plaque ce dernier contre le siège supérieur. - l'obturateur comporte une tige solidarisant les faces supérieure et inférieure de l'obturateur entre elles, la portion médiane du corps supportant une araignée munie d'un trou axiale de guidage, à l'intérieur duquel est montée, libre en translation axiale, la tige de l'obturateur. l'obturateur (est bloqué en rotation par rapport à l'axe A du corps. - des surfaces en contact de deux éléments en mouvement relatif présentent un coefficient de frottement réduit. L'invention a également pour objet un ensemble comportant un premier équipement, un second équipement, les premier et second équipements étant connectés par une canalisation de liaison, caractérisé en ce que le premier équipement comporte un dispositif passif de distribution de fluide conforme au dispositif présenté ci-dessus, connecté à la conduite de liaison. De préférence, le premier équipement comporte une enceinte propre à fonctionner sous pression. De préférence, le premier équipement est un pressuriseur et le second équipement un circuit primaire d'un réacteur nucléaire. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques, buts et avantages de celle-ci apparaitront plus clairement à l'aide de la description qui va suivre d'un mode de réalisation particulier de l'invention, donné uniquement à titre illustratif et non limitatif, en se référant aux dessins annexés, sur lesquels : - La figure 1 est une vue d'ensemble représentant schématiquement un système comportant des premier et second équipements, connectés hydrauliquement par une conduite de liaison ; - La figure 2 est une vue plane et en coupe axiale d'un dispositif selon l'invention, celui-ci étant dans un premier état de fonctionnement ; - La figure 3 est une vue en perspective et en coupe de l'obturateur du dispositif de la figure 3 ; - La figure 4 est une vue plane et en coupe axiale du dispositif de la figuré 2, dans un second état de fonctionnement ; La figure 5 est une vue plane et en coupe axiale d'un second mode de réalisation du dispositif selon l'invention ; et, - La figure 6 est une vue plane et en coupe axiale d'un troisième mode de réalisation du dispositif selon l'invention.

La figure 1 représente, de manière schématique, un système comportant un premier équipement 1 et un second équipement 2, connecté hydrauliquement l'un à l'autre par une unique canalisation de liaison 3. Le premier équipement 1 est par exemple un pressuriseur à eau et le second équipement 2 un circuit primaire de refroidissement du coeur d'un réacteur nucléaire. Le premier équipement 1 comporte une enceinte 4 à l'intérieur de laquelle règne une pression élevée. L'enceinte 4 contient une phase liquide et une phase gazeuse. Ces deux phases peuvent correspondre à des fluides identiques ou différents. Dans l'exemple décrit ici, le fluide est de l'eau qui se trouve sous forme liquide et sous forme vapeur dans le pressuriseur. En variante, le liquide peut par exemple être de l'eau et le gaz un mélange de vapeur d'eau et d'air. Une partie inférieure 6 de l'enceinte, située en dessous du niveau 5 de l'interface entre les deux phases, contient de l'eau liquide. Une partie supérieure 7 de l'enceinte, située au-dessus du niveau 5 séparant les deux phases, contient de la vapeur d'eau.

La canalisation de liaison 3 se prolonge à l'intérieur de l'enceinte 4, jusqu'à un dispositif passif de distribution de fluide 10. Le dispositif passif de distribution de fluide 10 est par ailleurs connecté à une canalisation inférieure 12 plongeant dans la partie inférieure 6 de l'enceinte 4. Une extrémité distale de la conduite inférieure 12 débouche à proximité du fond de l'enceinte 4. Le dispositif 10 est également connecté à une canalisation supérieure 14, dont l'extrémité distale est connectée à un organe 16 situé dans la partie supérieure 7 de l'enceinte 4, au voisinage du sommet de celle-ci. L'organe 16 est par exemple un serpentin permettant l'échange thermique entre l'eau liquide circulant à l'intérieur de l'organe 16 et la vapeur d'eau située à l'extérieur de l'organe. Une pluralité de canalisations d'évacuation 18, disposées sensiblement verticalement, connectent hydrauliquement l'organe 16 avec la partie inférieure 6 de l'enceinte 4, de manière à permettre le refoulement de l'eau liquide de l'organe 16, vers la partie inférieure 6 de l'enceinte 4.

En variante, l'organe est un système de douches permettant de pulvériser l'eau liquide amenée à l'organe, en gouttes d'eau tombant depuis la partie supérieure de l'enceinte vers la partie inférieure de celle-ci à travers la vapeur d'eau. Ceci permet de casser la pression de l'eau alimentant le premier équipement lors d'une intrusion de liquide.

La figure 2 représente, en coupe axiale, le dispositif passif de distribution de fluide 10 de la figure 1.

Le dispositif 10 comporte un corps 20, un siège inférieur 30, une conduite interne 40 définissant un siège supérieur 48 et un obturateur 50 mobile entre les sièges inférieur 30 et supérieur 48. Le corps 20 est de forme cylindrique autour d'un axe principal A, disposé sensiblement verticalement lorsque le dispositif 10 est implanté dans l'enceinte 4. Le corps 20 comporte, en se déplaçant de bas en haut le long de l'axe principal, une portion inférieure 22, reliée à la canalisation inférieure 12 de manière à mettre le dispositif 10 en communication fluidique avec la partie inférieure 6 de l'enceinte. Le corps 10 comporte ensuite une portion médiane 24.

Le corps 10 comporte enfin une portion supérieure 26, reliée d'une part à la canalisation supérieure 14 de manière à mettre le dispositif 10 en communication fluidique avec l'organe 16 disposé dans la partie supérieure 7 de l'enceinte et, d'autre part, à la canalisation de liaison 3 de manière à mettre le dispositif 10 en communication fluidique avec le second équipement 2.

Le siège inférieur 30 est de forme cylindrique. Il comporte une face latérale 32 et deux faces radiales d'extrémité, respectivement inférieure 31 et supérieure 34. Le diamètre de la face latérale 32 est inférieur à celui de la portion inférieure 22 du corps 20 de manière à ce que le siège inférieur 30 puisse être logé à l'intérieur de la portion inférieure 22.

Le siège inférieur 30 est alors monté coaxialement à la portion inférieure 22 du corps 20. Il est solidarisé à celle-ci par un ensemble de pontets de fixation 35 s'étendant radialement. Le siège inférieur 30 est fixe par rapport au corps 20. Une section de passage de fluide, dite inférieure 60, de forme annulaire autour de l'axe A, est délimitée entre la face latérale 32 du siège inférieur 30 et la paroi de la portion inférieure 22 du corps 20. La face supérieure 34 du siège inférieur 30 est raccordée à la face latérale 32 de celui-ci par une surface chanfreinée 33. Celle-ci forme un angle a avec l'axe principal A. La face supérieure 34 du siège inférieur 30 repose dans un plan transversal pouvant servir de délimitation entre les portions inférieure 22 et médiane 24 du corps 20.

La face supérieure 34 est munie, en son centre, d'une tige 36 s'étendant coaxialement à l'axe principal A. La tige 36 s'étend sensiblement sur la totalité de la hauteur de la portion médiane 24 du corps 20. La conduite interne 40 comporte successivement une section d'extrémité conique 41, une première section rectiligne 42, une section coudée 43 et une seconde section rectiligne 44.

La première section 42 présente un diamètre inférieur à celui de la portion supérieure 26 du corps 20, de manière à pouvoir être logée à l'intérieur de celle-ci. La première section 42 est montée coaxialement à la portion supérieure 26 du corps. Elle est maintenue en position par des pontets 45 s'étendant radialement entre la première section 42 et la paroi de la portion supérieure 26. Une extrémité supérieure de la première section 42 est connectée à une extrémité dite inférieure de la section coudée 43. Le diamètre de la section coudée 43 est sensiblement constant et égal au diamètre de la première section 42. Dans le mode de réalisation décrit, la section 43 est coudée à 90°. L'autre extrémité, dite supérieure, de la section coudée 43 est connectée à une extrémité, dite inférieure, de la seconde section 44. La seconde section 44 s'étend à travers la paroi de la portion supérieure 26 du corps 20. A cet endroit, une soudure adaptée permet le maintien en position de la conduite interne 40 dans le corps 20. Le diamètre de la seconde section 44 est sensiblement égal à celui de la première section 42 et de la section coudée 43. La seconde section 44 est connectée, par une extrémité dite supérieure, à la canalisation de liaison 3 se prolongeant à l'intérieur de l'enceinte 4.

Une extrémité inférieure de la première section 42 de la conduite interne 40 est raccordée à une extrémité supérieure de la section conique 41. Un rebord libre 46, à l'extrémité inférieure de la section conique 41, définit dans un plan transversal, une ouverture 47 permettant de mettre en communication fluidique l'intérieur de la conduite interne 40 avec le reste de la portion supérieure 26 du corps 20.

Le rebord libre 46 repose dans un plan transversal, qui peut servir de délimitation entre les portions médiane 24 et supérieure 26 du corps. La section conique 41 de la conduite interne permet de passer, de son extrémité supérieure à son extrémité inférieure, d'un premier diamètre, égal à celui de la première section, à un second diamètre, supérieur au premier. Cet élargissement de la section de passage de la conduite interne 40 permet de canaliser l'écoulement d'eau, aussi bien en intrusion qu'en extrusion, en diffusant le flux sur une plus large section. En variante, la section 41 pourrait présenter une autre forme permettant d'obtenir cet effet de diffuseur du flux. Ainsi, la section 41 pourrait être profilée en forme de pavillon. Le rebord libre 46 de la section conique constitue un siège supérieur 48 pour l'obturateur 50.

Une section de passage de fluide, dite supérieure 70, de forme annulaire dans un plan transversal, est délimitée entre le rebord libre 46 de la section conique 41 et la paroi de la portion supérieure 26 du corps 20. Comme représenté sur la figure 2, le diamètre du corps 20 évolue selon l'axe principal A pour suivre le diamètre de la conduite interne 40 afin que la section de passage supérieure conserve une surface sensiblement constante. L'obturateur 50 est inscrit dans un cylindre. Il présente une face latérale 54 et des faces supérieure 55 et inférieure 53. Le diamètre extérieur de l'obturateur correspond, à un jeu près, au diamètre de la paroi de la portion médiane 24 du corps 20. La hauteur de l'obturateur est inférieure à la distance axiale séparant les sièges inférieur 30 et supérieur 48. L'obturateur 50 est monté coaxialement dans la portion médiane 24 du corps. Il est monté mobile en translation le long de la tige 36. Celle-ci agit donc non seulement comme moyen de guidage de l'obturateur 50 entre ses deux positions extrêmes, mais également comme moyen de centrage de cet obturateur.

L'obturateur 50 comporte un canal 56 permettant de mettre en communication fluidique ses faces inférieure 53 et supérieure 55. Dans le mode de réalisation présenté, le canal 56 a une forme cylindrique autour de l'axe principal A. L'obturateur 50 comporte alors un moyeu inférieur 57 et un moyeu supérieur 58 respectivement maintenus par des rayons à un rebord tombé 51 de la face inférieure 53 et à un rebord tombé 56 de la face supérieure 55 (figure 3). Les moyeux 57, 58 permettent le montage libre en translation axiale de l'obturateur 50 sur la tige 36. Avantageusement, la distance axiale entre les moyeux 57 et 58 est bien supérieure au diamètre de la tige 36, pour permettre une translation de l'obturateur 50 sans risque de blocage, par exemple par coincement.

L'arête entre le rebord tombé inférieur 51 et la face inférieure 53 de l'obturateur 50 est chanfreinée de manière à munir l'obturateur d'une surface chanfreinée 52. Celle-ci est propre à coopérer avec la surface chanfreinée 33 du siège inférieur 30. La surface chanfreinée 52 présente un angle a avec l'axe principal A. Ainsi, lorsque l'obturateur 50 est en butée contre le siège inférieur 30, la coopération des deux surfaces chanfreinées 33 et 52, conjuguées l'une de l'autre, en contact mutuel, conduit à l'obturation de la section de passage inférieure 60. En variante, ce résultat pourrait être obtenu en donnant d'autres géométries aux surfaces qui coopèrent entre elles pour assurer l'étanchéité. Avantageusement, il est préférable que le contact entre les surfaces 33 et 52 se fasse selon un contact linéique, plutôt que surfacique, afin éviter au maximum les risques de grippage du dispositif.

La face supérieure 55 de l'obturateur 50 est inclinée de manière à présenter un diamètre qui augmente lorsqu'on se déplace le long de l'axe principal A, du haut vers le bas. Dit autrement, la normale à la face supérieure 55 est orientée vers l'axe principal A, à l'écart de l'obturateur 50.

De manière plus générale, la face supérieure 55 est conformée de manière à guider l'écoulement du fluide de l'ouverture de la conduite interne 40 vers la portion supérieure 26 du corps 20. La surface supérieure de l'obturateur 50 suit approximativement une ligne de flux de cet écoulement. De plus, la face supérieure 55 est conformée de manière à ce que la résultante de la pression de fluide à sa surface plaque l'obturateur 50 contre le siège inférieur 30. Ainsi, en variante, la face inférieure 55 pourrait par exemple être concave. Le plus petit diamètre de la face supérieure 55 de l'obturateur 50 est inférieur au diamètre du bord libre 46 formant siège supérieur 48 de la conduite interne 40. Ainsi, l'obturateur 50 est propre à venir en butée contre le siège supérieur 48, la coopération de la face supérieure 55 et du bord libre 46 conduisant à l'obturation de la section de passage supérieure 70. L'obturateur 50 est avantageusement creux pour en réduire la masse et faciliter son déplacement sous l'effet d'écoulements adaptés.

Le fonctionnement du dispositif 10 va maintenant être présenté. Lors d'une intrusion d'eau par la canalisation de liaison 3, à cause de l'amenée d'eau par la conduite interne 40, une pression est appliquée sur la face supérieure 55 inclinée de l'obturateur 50. Du fait de la conformation de la face supérieure 55, la résultante de la pression, est propre à déplacer axialement l'obturateur 50 vers le bas et à le plaquer contre le siège inférieur 30. L'obturateur 50 est déplacé jusqu'à venir en butée contre le siège inférieur 30. Dans cette première position, représentée à la figure 2, l'obturateur 50 obture la section de passage inférieure 60, tout en ouvrant la section de passage supérieure 70. En conséquence, l'eau traverse la section de passage supérieure 70 et monte dans la conduite supérieure 14 vers l'organe 16 disposé dans le ciel de l'enceinte 4. En revanche, lors d'une extrusion d'eau par la canalisation de liaison 3, à cause de l'aspiration d'eau par la conduite interne 40, une dépression est appliquée sur la face supérieure 55 inclinée de l'obturateur 50, propre à déplacer celui-ci vers le haut. L'obturateur 50 est déplacé jusqu'à venir en butée contre le bord 46 formant siège supérieur 48.

Il est à noter que l'angle d'inclinaison b de la face supérieure est choisi pour rendre possible se mouvement de l'obturateur lors de l'extrusion de liquide. En effet, il ne faudrait pas qu'un écoulement d'eau qui se créerait entre la section de passage supérieure 70, la portion médiane 24 et l'ouverture 47 de la conduite interne 40 conduise à l'application d'une pression sur la face supérieure 55 de l'obturateur 50, telle que la résultante axiale empêcherait le déplacement vers le haut de l'obturateur. L'angle d'inclinaison b est ainsi choisi pour que la face supérieure de l'obturateur ne présente aucune résistance à un tel écoulement. Dans cette seconde position, représentée à la figure 4, l'obturateur 50 est plaqué contre le siège supérieur 48 de manière à obturer toute communication fluidique à travers la section de passage supérieure 70, tout en ouvrant la section de passage inférieure 60. En conséquence, de l'eau est aspirée par la conduite inférieure 12, passe à travers la section de passage inférieure 22, le canal 56 de l'obturateur 50, avant d'être aspirée dans la conduite interne 40.

Ainsi, tout risque d'aspiration de fluide à travers la section de passage supérieure 70 est évité. Du gaz ne peut donc pas être refoulé de l'équipement 1 vers l'équipement 2. La figure 5 représente une variante de réalisation dans laquelle le dispositif 110 est plus compact que le dispositif 10. Il comporte un corps 120, un siège inférieur 130, une conduite interne 140 et un obturateur 150 dont les dimensions sont réduites, tout au moins selon l'axe principal A, par rapport au mode de réalisation préféré des figures 2 à 4. Dans cette variante, comme représenté sur la figure 5, la face d'extrémité inférieure 131 du siège inférieur 130 n'est pas radiale, mais conique ou tout au moins conformée pour améliorer la circulation du fluide autour du siège inférieure 130 dans la portion inférieure du corps 20. La face inférieure 131 constitue alors un diffuseur. Il est à noter que le contrôle du jeu entre l'obturateur 50 et la paroi de la portion médiane 24 du corps 20 permet de maîtriser les fuites, aussi bien lors d'une extrusion que d'une intrusion de fluide. Le jeu doit être suffisamment important pour éviter tout phénomène d'usure des pièces en mouvement relatif, tout en restant réduit pour créer une section de passage ayant une résistance à l'écoulement supérieure à celle du chemin le long duquel le fluide doit circuler, c'est-à-dire de la conduite de liaison vers l'organe en intrusion et de la partie inférieure de l'enceinte vers la conduite de liaison en extrusion. En variante, d'autres moyens permettant de garantir un niveau relatif d'étanchéité prédéfini entre l'obturateur 50 et la portion médiane 24 du corps 20 peuvent être mis en oeuvre. Par exemple, la face latérale 54 de l'obturateur 50 est munie d'un étagement de gorges permettant de générer une perte de charge lors de la circulation du fluide entre cette face latérale 54 et la paroi en vis-à-vis de la portion médiane 24 du corps 20. L'homme du métier connait un tel étagement de gorges sous le nom de « piston suédois ». En variante, l'obturateur est bloqué en rotation autour de l'axe A. Par exemple, la tige de guidage de l'obturateur présente une section carrée et les moyeux de l'obturateur comportent respectivement un trou carré de réception de la tige. Par exemple encore, la portion médiane du corps 20 comporte des rainures orientées selon l'axe A, et la face latérale 54 de l'obturateur 50 est munie de clavettes propres à être reçues dans lesdites rainures. De cette manière, les effets d'usure sur l'obturateur mobile sont réduits.

En variante, les surfaces en contact de deux éléments constitutifs du dispositif qui sont en mouvement relatif sont traitées dans le but de diminuer le coefficient de frottement entre ces surfaces. Ainsi, par exemple, la surface de la tige et la surface des trous des moyens de l'obturateur ou encore la surface de la face latérale de l'obturateur et la surface de la portion médiane du corps subissent un traitement de surface adapté ou sont recouvertes d'une couche d'un matériau adapté. De cette manière, le dispositif présente une usure réduite et donc une durée de vie accrue. La figure 6 représente, en coupe axiale, un autre mode de réalisation du dispositif passif de distribution de fluide selon l'invention. Le dispositif 210 comporte un corps 220 cylindrique formant chambre. Le corps 220 comporte, en se déplaçant de bas en haut le long de son axe A, une portion inférieure 222, destinée à être en communication fluidique avec la partie inférieure 6 de l'enceinte ; une portion médiane 224 ; et une portion supérieure 226, destinée à être en communication fluidique avec l'organe 16 disposé dans la partie supérieure 7 de l'enceinte et la canalisation de liaison 3.

Le dispositif 210 comporte une conduite interne inférieure 232, reliée à la canalisation inférieure 12, s'étendant axialement, à travers une paroi transversale inférieure du corps 220, dans la portion inférieure de celui-ci. Un bord libre de la conduite interne inférieure 232 constitue un siège inférieur 230. Le bord libre délimite intérieurement une ouverture constituant une section de passage inférieure 260 pour le fluide. Le bord libre repose dans un plan transversal, qui peut servir à délimiter dans le corps 220, les portions médiane 224 et inférieure 222. Le dispositif 210 comporte également une conduite interne supérieure 240, reliée à la canalisation supérieure 14, s'étendant axialement, à travers une paroi transversale supérieure du corps 220, dans la portion supérieure de celui-ci. Un bord libre 246 de la conduite interne supérieure 240 constitue un siège supérieur 248. Le bord libre 246 délimite intérieurement une ouverture constituant une section de passage supérieure 270 pour le fluide. Le bord libre 246 repose dans un plan transversal, qui délimite dans le corps 220, les portions médiane 224 et supérieure 226. Une conduite latérale 244 s'étendant radialement vers l'extérieur du corps 220, à partir d'une ouverture pratiquée dans la paroi latérale du corps, au niveau de la portion supérieure 226 de celui-ci, et destinée à être connectée à la canalisation de liaison 3. Logé dans sa portion médiane 224, le dispositif 210 comporte un obturateur 250 mobile entre les sièges inférieur 230 et supérieur 248. L'obturateur 250 comporte une tête inférieure 330 et une tête supérieure 340 solidarisées l'une à l'autre par une tige 236 axiale.

L'obturateur 250 est maintenu mobile en translation dans la portion médiane 224 du corps 220 par une araignée 350 comportant un ensemble de pontets 355 s'étendant radialement à partir d'un moyeu 356 comportant un trou traversant, dont l'axe coïncide avec l'axe A, et à travers lequel passe la tige 236. La tête inférieure 330 présente une face inférieure 253 conique propre à coopérer avec le siège inférieur 230 pour obturer la section de passage inférieure 260. Le plus grand diamètre de la face inférieure 253 est supérieur au diamètre de la conduite interne inférieure 232 au niveau de son bord libre 234. Ainsi conformée, lorsqu'elle est à l'écart du siège inférieur, la tête inférieure joue le rôle d'un diffuseur du flux, qui est admis dans le corps 220 via la conduite interne inférieure, tout en permettant aux forces de pression d'appliquer l'obturateur contre le siège supérieur et ainsi obturer l'ouverture de la conduite interne supérieure, c'est-à-dire la section de passage supérieure. La tête supérieure 340 présente une face supérieure 255 conique, propre à coopérer avec le siège supérieur 248 pour obturer la section de passage supérieure 270. Le plus grand diamètre de la face supérieure 255 est supérieur au diamètre de la conduite supérieure au niveau de son bord libre 246. Ainsi conformée, lorsqu'elle est à l'écart du siège supérieur, la tête supérieure 340 permet de guider le flux, de la conduite latérale 244 vers la conduite interne supérieure 240, tout en permettant aux forces de pression d'appliquer l'obturateur 250 contre le siège inférieur pour obturer l'ouverture de la conduite interne inférieure, c'est-à-dire la section de passage inférieure 260.30

Claims (18)

1. REVENDICATIONS1.- Dispositif passif de distribution de fluide (10, 110, 210), propre à fonctionner à l'intérieur d'une enceinte (4) d'un premier équipement (1), une partie dite inférieure (6) de l'enceinte contenant un liquide et une partie dite supérieure (7) de l'enceinte comportant un gaz, le premier équipement étant connecté par une canalisation de liaison (3) à un second équipement (2), caractérisé en ce qu'il comporte : - un corps (20, 120, 220) cylindrique, comportant une portion dite inférieure, destinée à être en communication fluidique avec la partie inférieure de l'enceinte, une portion dite supérieure, destinée à être en communication fluidique, d'une part, avec un organe situé dans la partie supérieure de l'enceinte et, d'autre part, avec la canalisation de liaison, et une portion médiane entre les portions supérieure et inférieure ; - un siège inférieur (30, 130, 230), fixe, logé coaxialement à l'intérieur de la portion inférieure du corps, le siège inférieur délimitant une section inférieure de passage de fluide (60, 160, 260) ; - un siège supérieur (48, 148, 248), fixe, logé coaxialement à l'intérieur de la portion supérieure du corps, le siège supérieur délimitant une section supérieure de passage de fluide (70, 170, 270) ; et, - un obturateur (50, 150, 250), logé coaxialement dans la portion médiane du corps, et mobile entre : - une première position permettant la circulation de fluide depuis la canalisation de liaison vers l'organe de la partie supérieure de l'enceinte, dans laquelle l'obturateur est en butée contre le siège inférieur de manière à obturer la section inférieure de passage de fluide ; et, - une seconde position permettant la circulation de fluide depuis la portion inférieure de l'enceinte vers la canalisation de liaison, dans laquelle l'obturateur est en butée contre le siège supérieur de manière à obturer la section supérieure de passage de fluide.
2. 2.- Dispositif (10) selon la revendication 1, comportant une conduite interne (40) tubulaire, fixe, logée coaxialement à l'intérieur de la portion supérieure du corps, un bord libre (46) d'une extrémité proximale de la conduite interne formant le siège supérieur (48), la conduite interne (40) traversant une paroi du corps (20).
3. 3.- Dispositif selon la revendication 2, dans lequel une extrémité distale de la conduite interne (40) est en communication fluidique avec la canalisation de liaison (3), l'extrémité proximale de la conduite interne délimitant une ouverture (47) reliantfluidiquement la conduite interne à la portion médiane du corps, la section supérieure de passage de fluide (70) étant alors délimitée annulairement entre le siège supérieur et la portion supérieure du corps.
4. 4.- Dispositif (10) selon la revendication 3, dans lequel la section inférieure de passage (60) est délimitée annulairement entre le siège inférieur (30) et la portion inférieure du corps (20).
5. 5.- Dispositif (110) selon la revendication 4, dans lequel la face inférieure (131) 10 du siège inférieur (130) est un diffuseur propre à faciliter l'écoulement du fluide.
6. 6.- Dispositif (10) selon la revendication 4 ou la revendication 5, dans lequel l'obturateur (50) est de forme torique et comporte un canal (56) interne propre à mettre en communication fluidique des faces d'extrémité inférieure (53) et supérieure (55) de 15 l'obturateur.
7. 7.- Dispositif (10) selon la revendication 6, comportant un moyen propre à garantir un niveau relatif d'étanchéité déterminé entre l'obturateur (50) et la portion médiane du corps (20). 20
8. 8.- Dispositif (10) selon la revendication 6 ou la revendication 7, dans lequel une face supérieure (55) de l'obturateur (50) est conformée de manière à guider le fluide de l'ouverture (47) de la conduite interne (40) vers la portion supérieure du corps (20), et à faire en sorte que la pression de fluide sur l'obturateur applique ce dernier contre le 25 siège inférieur (30).
9. 9.- Dispositif (10) selon l'une quelconque des revendications 3 à 8, dans lequel l'extrémité proximale (41) de la conduite interne (40) présente une forme, de préférence conique, de manière à constituer un diffuseur d'adaptation de l'écoulement de fluide. 30
10. 10.- Dispositif (210) selon la revendication 2, dans lequel une extrémité distale de la conduite interne (240) est en communication fluidique avec l'organe situé dans la partie supérieure de l'enceinte, l'extrémité proximale de la conduite interne (240) délimitant une ouverture constituant la section de passage supérieure (270). 35
11. 11.- Dispositif (210) selon la revendication 10, la conduite interne (240) étant une conduite interne supérieure, le dispositif comporte en outre une conduite interne inférieure (232), fixe, logée coaxialernent à l'intérieur de la portion inférieure du corps (220), un bord libre (234) d'une extrémité proximale de la conduite interne inférieure (232) formant le siège inférieure (230) et une extrémité distale de la conduite inférieure étant en communication fluidique avec la partie inférieure de l'enceinte, la section de passage inférieure (260) étant alors délimitée intérieurement au siège inférieur.
12. 12.- Dispositif (210) selon la revendication 10 ou la revendication 11, dans lequel une face supérieure (255) de l'obturateur (250) est conformée de manière à guider le fluide de la portion supérieure du corps (220) vers la conduite interne supérieure (240) et à faire en sorte que la pression de fluide sur l'obturateur plaque ce dernier contre le siège inférieur (230) et/ou une face inférieure (253) de l'obturateur (250) est conformée de manière à guider le fluide de la conduite interne inférieure (232) vers la portion supérieure du corps (220) et à faire en sorte que la pression de fluide sur l'obturateur plaque ce dernier contre le siège supérieur (248).
13. 13.- Dispositif (210) selon la revendication 12, dans lequel l'obturateur (250) comporte une tige (236) solidarisant les faces supérieure (255) et inférieure (253) de l'obturateur entre elles, la portion médiane du corps supportant une araignée (350) munie d'un trou axiale de guidage, à l'intérieur duquel est montée, libre en translation axiale, la tige (236) de l'obturateur.
14. 14.- Dispositif (10, 110, 210) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'obturateur (50, 150, 250) est bloqué en rotation par rapport à l'axe (A) du corps (20, 120, 220).
15. 15.- Dispositif (10, 110, 210) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel des surfaces en contact de deux éléments en mouvement relatif présentent un coefficient de frottement réduit.
16. 16.- Ensemble comportant un premier équipement (1), un second équipement (2), les premier et second équipements étant connectés par une canalisation de liaison (3), caractérisé en ce que le premier équipement comporte un dispositif passif de distribution de fluide (10, 110, 210) conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 15, connecté à la conduite de liaison.
17. 17.- Ensemble selon la revendication 16, dans lequel le premier équipement (1) comporte une enceinte propre à fonctionner sous pression.
18. 18.- Ensemble selon la revendication 17, dans lequel le premier équipement (1) est un pressuriseur et le second équipement (2) un circuit primaire d'un réacteur nucléaire.