CA2877212A1

CA2877212A1 - Passive shutdown sealing device for a system of shaft seals of a primary motorised pump unit

Info

Publication number: CA2877212A1
Application number: CA2877212A
Authority: CA
Inventors: Olivier Philippart
Original assignee: Areva NP SAS
Current assignee: Areva NP SAS
Priority date: 2012-06-25
Filing date: 2013-06-25
Publication date: 2014-01-03
Also published as: ZA201409510B; FR2992392B1; WO2014001702A1; US20150192142A1; JP2015528896A; KR20150032300A; RU2015102015A; BR112014032566A2; CN104620027A; FR2992392A1; IN2014DN11210A; EP2864676A1

Abstract

La présente invention concerne un dispositif d'étanchéité à l'arrêt passif (20) pour groupe motopompe primaire comportant : un anneau d'étanchéité fendu (23) présentant une position inactivée et une position activée; un sépara- teur (27) réalisé dans un matériau fusible apte à changer d'état à partir d'un seuil de température, dit seuil de changement d'état, ledit séparateur (27) maintenant ledit anneau d'étanchéité fendu (23) dans sa position inactivée lorsque la température du dispositif (20) est inférieure au dit seuil de température de changement d'état; ledit dispositif étant caractérisé en ce qu'il comporte des moyens élastiques circulaires (22) positionnés autour de l'anneau d'étanchéité fendu (23), lesdits moyens élastiques (22) étant adaptés pour amener ledit anneau d'étanchéité (23) dans sa position activée lorsque la température est supérieure ou égale à la valeur seuil de change- ment d'état dudit séparateur (27).The present invention relates to a passive stop sealing device (20) for a primary pump unit comprising: a split sealing ring (23) having an inactivated position and an activated position; a separator (27) made of a fusible material capable of changing state from a temperature threshold, called state change threshold, said separator (27) holding said split sealing ring (23) in its inactivated position when the temperature of the device (20) is lower than said state change temperature threshold; said device being characterized in that it comprises circular elastic means (22) positioned around the split sealing ring (23), said elastic means (22) being adapted to bring said sealing ring (23) into its position activated when the temperature is greater than or equal to the threshold value for changing the state of said separator (27).

Description

WO 2014/00170 WO 2014/00170

2 PCT/FR2013/051473 DISPOSITIF D'ETANCHEITE A L'ARRET PASSIF
POUR SYSTEME DE JOINTS D'ARBRE D'UN
GROUPE MOTOPOMPE PRIMAIRE.
DOMAINE TECHNIQUE
Le domaine de l'invention est celui des groupes motopompes primaires de réacteurs nucléaires à eau sous pression (REP).
L'invention concerne plus particulièrement, un dispositif d'étanchéité à
l'arrêt (DEA) passif permettant de contrôler une fuite de fluide de refroidissement primaire résultant de la défaillance du système de joints présent sur le groupe motopompe primaire.
ETAT DE LA TECHNIQUE
Les dispositifs d'étanchéité à l'arrêt (DEA) ont été développés dans les réac-teurs nucléaires à eau sous pression de nouvelles générations pour faire face à une défaillance du système de joints du groupe motopompe primaire suite à une situation accidentelle de Perte Totale de l'Alimentation Electrique (PTAE), également appelée, SBO (pour Station Black Out en langue an-glaise).
Ainsi, les dispositifs d'étanchéité à l'arrêt doivent, dans cette situation acci-dentelle et après l'arrêt de la pompe primaire, permettre de contrôler et de stopper une fuite du fluide de refroidissement primaire résultant de la défail-lance du système de joints du groupe motopompe primaire.
Classiquement, ce type de dispositif est activé par une source auxiliaire (telle que par exemple un circuit d'azote sous pression) et le déclenchement est piloté par une information délivrée par le contrôle commande du réac-teur, en cas de perte des sources de refroidissement du groupe motopompe primaire.
Dans le but de s'affranchir de l'utilisation d'une source d'activation, il a été
développé un dispositif d'étanchéité à l'arrêt passif ne nécessitant aucun système auxiliaire d'activation, ni d'élaboration d'une information de déclen-chement au niveau du contrôle commande du réacteur. Un tel dispositif d'étanchéité à l'arrêt passif est décrit dans le document WO 2010/068615.
Toutefois, le dispositif d'étanchéité décrit est un dispositif encombrant et son montage dans un système de joints d'un groupe motopompe primaire est relativement complexe.
EXPOSE DE L'INVENTION
Dans ce contexte l'invention vise à proposer une amélioration d'un tel dispo-sitif d'étanchéité permettant de réduire son encombrement et ainsi son mon-tage sur les systèmes de joints d'arbre de groupes motopompes primaires en service.
A cette fin, l'invention propose un dispositif d'étanchéité à l'arrêt passif pour système de joints d'arbre de groupe motopompe primaire comportant :
¨ un anneau d'étanchéité fendu présentant une position inactivée et une position activée ;
¨ un séparateur réalisé dans un matériau fusible apte à changer d'état à
partir d'un seuil de température, dit seuil de changement d'état, ledit séparateur maintenant ledit anneau d'étanchéité fendu dans sa posi-tion inactivée lorsque la température du dispositif est inférieure au seuil de température de changement d'état ;
ledit dispositif étant caractérisé en ce que ledit dispositif comporte des moyens élastiques circulaires positionnés autour de l'anneau d'étanchéité
fendu, lesdits moyens élastiques étant adaptés pour amener ledit anneau d'étanchéité dans sa position activée lorsque la température est supérieure ou égale à la valeur seuil de changement d'état dudit séparateur.
On entend par les termes changer d'état , une modification des caracté-ristiques mécaniques du matériau fusible.
Grâce à l'invention, il est possible de stopper une fuite du fluide de refroidis-sement primaire résultant de la défaillance du système de joints du groupe motopompe primaire sans nécessité d'une source auxiliaire d'activation. 2 PCT / FR2013 / 051473 PASSIVE STOP SEALING DEVICE
FOR SYSTEM OF TREE JOINTS OF A
PRIMARY MOTOR PUMP GROUP.
TECHNICAL AREA
The field of the invention is that of the primary pump units of pressurized water nuclear reactors (PWRs).
The invention relates more particularly to a sealing device for stop the (DEA) passive to control a coolant leak resulting from the failure of the joint system present on the primary motor pump unit.
STATE OF THE ART
Stopping devices (DEA) have been developed in pressurized nuclear power plants of new generations to make in the event of a failure of the seal system of the primary pump unit following an accidental situation of Total Food Loss Electric (PTAE), also known as SBO (for Station Black Out in English).
clay).
Thus, the shut-off devices must, in this situation acci-lace and after stopping the primary pump, allow for control and stopping a leakage of the primary coolant resulting from the failure launches the seal system of the primary pump unit.
Classically, this type of device is activated by an auxiliary source (such as for example a pressurized nitrogen circuit) and triggering is controlled by information delivered by the control-command of the reac-in case of loss of cooling sources of the pump set primary.
In order to overcome the use of an activation source, he has summer developed a passive shutdown sealing device that does not require any auxiliary activation system, nor the development of triggering information.

at the level of reactor control. Such a device sealing at passive shutdown is described in WO 2010/068615.
However, the described sealing device is a bulky device and his mounting in a joint system of a primary pump unit is relatively complex.
SUMMARY OF THE INVENTION
In this context, the invention aims to propose an improvement of such a device.
sealing device to reduce its size and thus its on the shaft seal systems of primary pump units in use.
To this end, the invention proposes a sealing device with passive stop for primary motor pump group shaft seal system comprising:
¨ a split sealing ring with an inactivated position and a activated position;
¨ a separator made of a fusible material able to change state to from a temperature threshold, said threshold of change of state, said separator holding said split seal ring in its position inactivated when the device temperature is below the threshold change of state temperature;
said device being characterized in that said device comprises circular elastic means positioned around the sealing ring split, said elastic means being adapted to bring said ring in its activated position when the temperature is higher or equal to the threshold value of change of state of said separator.
The terms change of state, a change of mechanical properties of the fusible material.
Thanks to the invention, it is possible to stop a fluid leak from refroidis-primary cause of the failure of the group seals system primary motor pump without the need for an auxiliary source of activation.

3 La conception du dispositif selon l'invention permet une implantation simpli-fiée sur les architectures des groupes motopompes primaires déjà en ser-vice.
Grâce au dispositif selon l'invention, il est également possible d'ajuster le dispositif aux contraintes de fonctionnement de chaque type de réacteur nu-cléaire par le réglage de la température d'auto-activation du dispositif, et plus précisément par la modification de la composition de l'élément fusible.
Il est également possible de définir un premier seuil de température de changement d'état du matériau à partir duquel le séparateur matériau fusible change d'état, c'est-à-dire que ses caractéristiques mécaniques se modi-fient, et un seuil de température d'activation du dispositif DEA qui peut être différent et supérieur à la température du seuil de changement d'état, à par-tir duquel le séparateur n'est plus apte à résister à l'effort exercé par les moyens élastiques, amenant ainsi l'anneau d'étanchéité dans sa position activée.
Le dispositif d'étanchéité à l'arrêt passif selon l'invention peut également présenter une ou plusieurs des caractéristiques ci-dessous prises individuel-lement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles :
- lesdits moyens élastiques amènent ledit anneau d'étanchéité dans sa position activée lorsque la température est supérieure ou égale à la va-leur d'un seuil d'activation du dispositif, la température du seuil d'activation étant supérieure à la température du seuil de changement d'état ;
- ledit dispositif est adapté pour être intégré sur un système de joints d'un arbre de groupe motopompe primaire en service ;
- ledit anneau d'étanchéité fendu est en polymère résistant à des tempé-ratures supérieures à 300 OC;
- ledit anneau d'étanchéité fendu est en polyétheréthercétone, ou en composite à matrice polyétheréthercétone chargée en fibres de verre ou de carbone ;
- lesdits moyens élastiques circulaires exercent un effort de compression sur ledit anneau d'étanchéité ; 3 The design of the device according to the invention allows a simplified implantation.
based on the architectures of the primary pump units already in service vice.
Thanks to the device according to the invention, it is also possible to adjust the device to the operating constraints of each type of nu-key by setting the auto-activation temperature of the device, and more precisely by changing the composition of the fuse element.
It is also possible to define a first temperature threshold of change of state of the material from which the fusible material separator change of state, that is to say that its mechanical characteristics change.
rely, and an activation temperature threshold of the DEA device that can be different and above the temperature of the change of state threshold, which the separator is no longer able to withstand the stress exerted by the resilient means, thereby bringing the sealing ring into position activated.
The passive stopping device according to the invention can also have one or more of the following characteristics individually or in any technically possible combination:
said elastic means bring said sealing ring into its activated when the temperature is greater than or equal to their threshold of activation of the device, the threshold temperature activation being greater than the temperature of the threshold of change state;
- said device is adapted to be integrated on a system of joints a primary pump unit shaft in service;
said split seal ring is made of polymer resistant to temperatures erasions greater than 300 OC;
said split seal ring is made of polyetheretherketone, or Polyetheretherketone matrix composite filled with fiberglass or carbon;
said circular elastic means exert a compressive force on said sealing ring;

4 - ledit anneau d'étanchéité comporte une gorge annulaire périphérique apte à recevoir lesdits moyens élastiques circulaires ;
- ledit séparateur réalisé dans un matériau fusible est adapté à résister mécaniquement à l'effort exercé par les moyens élastiques jusqu'à un seuil de température compris entre 80 C et 260 C, avantageusement égal à 15000;
- ledit séparateur et l'anneau d'étanchéité sont monobloc.
- ledit séparateur peut être formé par une pièce indépendante de l'an-neau d'étanchéité et rapportée au niveau de l'ouverture de l'anneau par des moyens de fixation.
L'invention a également pour objet un groupe motopompe primaire compor-tant:
- un système de joints adapté pour réaliser une fuite contrôlée s'établissant le long d'un chemin de fuite agencé le long de l'arbre du groupe motopompe primaire ;
- un dispositif d'étanchéité à l'arrêt passif selon l'invention adapté pour obturer au moins partiellement ledit chemin de fuite dudit système de joints lorsque ledit système de joint est défaillant et lorsque ledit an-neau d'étanchéité est amené dans sa position activée par lesdits moyens élastiques circulaires, de manière à réaliser une fuite contrô-lée.
BREVES DESCRIPTION DES FIGURES
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus claire-ment de la description qui en est donnée ci-dessous, à titre indicatif et nul-lement limitatif, en référence aux figures annexées, parmi lesquelles :
- la figure 1 illustre une vue partielle d'un système de joints d'un groupe motopompe primaire ;
- la figure 2 illustre une vue en coupe d'un dispositif d'arrêt passif selon l'invention dans sa position de repos intégré dans un système de joints d'un groupe motopompe primaire, tel que représenté partiellement à la figure 1 ;

- la figure 3 illustre une vue en coupe d'un dispositif d'arrêt passif selon l'invention dans sa position activée, intégré dans un système de joints d'un groupe motopompe primaire, tel que représenté partiellement à la figure 1 ; 4 said sealing ring comprises a peripheral annular groove adapted to receive said circular elastic means;
said separator made of a fusible material is adapted to withstand mechanically to the force exerted by the elastic means to a temperature threshold between 80 C and 260 C, advantageously equal to 15000;
said separator and the sealing ring are in one piece.
said separator can be formed by a part independent of the sealing water and attached at the opening of the ring by fixing means.
The invention also relates to a primary pump unit comprising as:
- a system of joints adapted to achieve a controlled leak settling along a escape route arranged along the tree of the primary motor pump unit;
a passive stopping device according to the invention adapted for at least partially closing said leakage path of said joints when said seal system fails and when said seal sealing water is brought into its activated position by said circumferential elastic means so as to achieve a controlled leak.
EEA.
BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
Other features and advantages of the invention will emerge more clearly the description given below, for information only and in the accompanying figures, among which:
FIG. 1 illustrates a partial view of a joint system of a group primary motor pump;
FIG. 2 illustrates a sectional view of a passive stopping device according to the invention in its rest position integrated in a system of joints primary pump unit, as partially shown in figure 1 ;

FIG. 3 illustrates a sectional view of a passive stopping device according to the invention in its activated position, integrated in a system of joints primary pump unit, as partially shown in figure 1 ;

5 - la figure 4 illustre une vue en perspective de l'anneau d'étanchéité du dispositif d'arrêt selon l'invention ;
- la figure 5 est une vue de détail au niveau de la fente de l'anneau d'étanchéité du dispositif d'arrêt selon l'invention ;
- la figure 6 est une vue de détail au niveau de la fente de l'anneau d'étanchéité d'un deuxième mode de réalisation du dispositif d'arrêt se-lon l'invention Pour plus de clarté, les éléments identiques ou similaires sont repérés par des signes de références identiques sur l'ensemble des figures.
DESCRIPTION DETAILLEE D'AU MOINS UN MODE DE REALISATION
Les pompes primaires des réacteurs à eau sous pression sont de type cen-trifuge à axe vertical. L'étanchéité dynamique en sortie d'arbre 10 (figure 1) est assurée par un système de joints constitué de trois étages.
Le premier étage est baptisé joint n 1. Le joint n 1, référencé J1, est un joint hydrostatique à fuite contrôlée. En fonctionnement normal, un débit de fuite, illustré par la flèche F1, s'établit le long de l'arbre 10.
En situation accidentelle, la température du fluide en entrée du joint n 1 su-bit une élévation rapide de température pour atteindre une valeur proche de la température du circuit primaire, soit environ 280 C. A cette température, les performances du joint n 1 sont dégradées ce qui entraine une augmenta-tion très importante de débit de fuite qui peut dépasser 10 m3 par heure. Les dispositifs d'étanchéité à l'arrêt (DEA) passifs sont destinés dans cette situa-tion accidentelle à bloquer le chemin de fuite F1 en aval du joint n 1, sans l'utilisation d'une source d'activation.
La figure 1 représente plus particulièrement le chemin de fuite File long de l'arbre 10 entre le joint n 1 J1 et le joint n 2 (référencé J2) situé en amont du joint n 1. 5 - the FIG. 4 illustrates a perspective view of the sealing ring of the stopping device according to the invention;
- Figure 5 is a detail view at the slot of the ring sealing of the stop device according to the invention;
- Figure 6 is a detail view at the slot of the ring sealing of a second embodiment of the stop device se-Invention For the sake of clarity, identical or similar elements are identified by signs of identical references on all the figures.
DETAILED DESCRIPTION OF AT LEAST ONE EMBODIMENT
The primary pumps of pressurized water reactors are of the central type trifuge with vertical axis. The dynamic sealing at the shaft outlet 10 (FIG. 1) is provided by a system of joints consisting of three floors.
The first stage is called joint n 1. The joint n 1, referenced J1, is a joint hydrostatic controlled leak. In normal operation, a leakage flow, illustrated by the arrow F1, is established along the shaft 10.
In an accidental situation, the fluid temperature at the inlet of the seal no.
bit a rapid rise in temperature to reach a value close to the temperature of the primary circuit, about 280 C. At this temperature, the performances of joint n 1 are degraded, which leads to an increase in very important leak flow rate that can exceed 10 m3 per hour. The Passive Sealing Devices (DEA) are intended for this purpose if you have-accidentally blocking the escape path F1 downstream of seal n 1, without the use of an activation source.
FIG. 1 more particularly represents the leakage path File the shaft 10 between the seal n 1 J1 and the seal n 2 (referenced J2) located upstream of seal n 1.

6 Avantageusement, le dispositif DEA 20 selon l'invention est positionné sur le chemin de fuite F1 et plus précisément au niveau de la zone représentée par la référence Z, de manière à pouvoir bloquer l'écoulement du débit de fuite le long de l'arbre 10 lors d'une situation accidentelle.
La figure 2 illustre plus particulièrement une vue en coupe du dispositif d'étanchéité 20 selon l'invention lors des conditions normales de fonction-nement du groupe motopompe primaire, c'est-à-dire lorsque la température du débit de fuite est inférieure à une valeur seuil prédéterminée.
Par ailleurs, la figure 3 illustre une vue en coupe du dispositif d'étanchéité
dans sa position activée, c'est-à-dire lors des situations accidentelles de fonctionnement du groupe motopompe primaire.
Le dispositif d'étanchéité à l'arrêt 20 selon l'invention comporte :
- un anneau d'étanchéité fendu 23 positionné concentriquement autour de l'arbre 10 du groupe motopompe primaire ;
- des moyens élastiques 22 adaptés pour contraindre en compression de façon circonférentielle l'anneau d'étanchéité fendu 23;
- un séparateur 27, illustré aux figures 4 et 5, réalisé dans un matériau fusible adapté pour maintenir ledit anneau d'étanchéité fendu dans sa position inactivée, ou de repos, tant que la température du dispositif reste inférieure à un seuil de température qui sera défini par la suite.
Le dispositif d'étanchéité à l'arrêt 20 selon l'invention peut comporter en outre une première bague de contact 24 agencée entre la douille 15 du joint n 1 et l'anneau d'étanchéité fendu 23 et une deuxième bague de contact 26 positionnée au contact de l'anneau d'étanchéité fendu 23 et apte venir au contact de la pièce support de l'équipage flottant du joint n 1.
A titre d'exemple, la première bague de contact 24 est réalisée en acier ou en alliage de nickel. La deuxième bague de contact 26 présente une face chromée au contact de l'anneau d'étanchéité 23 Le revêtement chromé de la face au contact de l'anneau d'étanchéité 23 permet de réduire le coeffi-cient de frottement entre l'anneau d'étanchéité 23 et la deuxième bague 26.
En effet, en cas d'arrêt des pompes par perte d'alimentation électrique (SB0), le dispositif d'arrêt 20 peut être déclenché par augmentation de la 6 Advantageously, the device DEA 20 according to the invention is positioned on the escape path F1 and more precisely at the level of the zone represented by the reference Z, so as to block the flow of the flow of leakage along the shaft 10 during an accidental situation.
FIG. 2 more particularly illustrates a sectional view of the device 20 of the invention under normal operating conditions.
primary pump unit, that is to say when the temperature the leak rate is below a predetermined threshold value.
Moreover, FIG. 3 illustrates a sectional view of the sealing device in its activated position, that is to say during accidental situations of operation of the primary pump unit.
The stationary sealing device 20 according to the invention comprises:
a split sealing ring 23 positioned concentrically around the shaft 10 of the primary pump unit;
elastic means 22 adapted to constrain in compression circumferentially the split seal ring 23;
a separator 27, illustrated in FIGS. 4 and 5, made of a material fuse adapted to hold said split seal ring in its inactivated position, or rest, as long as the temperature of the device remains below a temperature threshold that will be defined later.
The stopping device 20 according to the invention may comprise in in addition to a first contact ring 24 arranged between the socket 15 of the seal n 1 and the split sealing ring 23 and a second contact ring 26 positioned in contact with the split seal ring 23 and able to come to contact of the support piece of the floating crew of the seal n 1.
By way of example, the first contact ring 24 is made of steel or nickel alloy. The second contact ring 26 has a face chromed in contact with the sealing ring 23 The chrome coating of the face in contact with the sealing ring 23 reduces the coeffi-friction between the sealing ring 23 and the second ring 26.
Indeed, in case of stopping pumps by loss of power supply (SB0), the stop device 20 can be triggered by increasing the

7 température avant l'arbre de la pompe ne soit totalement à l'arrêt. Un tel re-vêtement chromé permet par conséquent de ne pas endommager la deu-xième bague d'étanchéité 26.
L'anneau d'étanchéité 23 présente une gorge périphérique 25 sur son pour-tour extérieur dont la forme et les dimensions sont adaptées pour recevoir les moyens élastiques 22.
L'anneau d'étanchéité fendu 23 est maintenu dans sa position inactivée, telle que représentée aux figures 1 et 4, au moyen du séparateur fusible 27.
Le séparateur fusible 27 est réalisé en matériau polymère choisi avantageu-sement en fonction de sa température de dégradation et de sa perte des caractéristiques mécaniques.
Le choix du polymère du séparateur fusible 27 ainsi que ses dimensions sont réalisés en fonction de la température de dégradation souhaitée. Avan-tageusement, le séparateur 27 est caractérisé de manière à pouvoir résister à l'effort exercé par les moyens élastiques 22 jusqu'à un seuil de tempéra-ture compris entre 80 C et 260 C et avantageusement égal à 150 C.
Selon le mode de réalisation illustré aux figures 2 à 5, le séparateur fusible 27 présente la forme d'une poutre apte à maintenir en position écartée les deux extrémités de l'anneau d'étanchéité fendu 23 (position inactivée) lors du fonctionnement normal du groupe motopompe primaire.
Ainsi, en conditions normales de fonctionnement (figure 2), l'anneau d'étanchéité 23 est maintenu en retrait du chemin de fuite F1. L'anneau d'étanchéité fendu 23 est verrouillé dans cette position par le séparateur fu-sible 27.
En conditions accidentelles (figure 3), l'augmentation de la température du débit de fuite a pour effet d'augmenter la température au voisinage du dis-positif d'arrêt 20, et notamment la température du séparateur fusible 27.
Lorsque la température du débit de fuite atteint une valeur seuil, dit seuil de changement d'état, prédéfinie en fonction de la nature du séparateur fusible 27, celui-ci se dégrade instantanément ou progressivement n'assurant plus par conséquent une résistance mécanique suffisante pour résister à l'effort 7 temperature before the pump shaft is completely stopped. Such a re-the chrome garment therefore makes it possible not to damage the x sealing ring 26.
The sealing ring 23 has a peripheral groove 25 on its external tower whose shape and dimensions are adapted to receive the elastic means 22.
The split sealing ring 23 is kept in its inactivated position, as shown in FIGS. 1 and 4, by means of the fusible separator 27.
The fusible separator 27 is made of a polymer material advantageously chosen depending on its degradation temperature and its loss of mechanical characteristics.
The choice of the polymer of the fusible separator 27 as well as its dimensions are made according to the desired degradation temperature. ad-tagously, the separator 27 is characterized so as to be able to withstand the force exerted by the elastic means 22 to a temperature threshold ture between 80 C and 260 C and advantageously equal to 150 C.
According to the embodiment illustrated in FIGS. 2 to 5, the fusible separator 27 has the shape of a beam able to maintain in the separated position the two ends of the split seal ring 23 (inactive position) when normal operation of the primary pump unit.
Thus, under normal operating conditions (Figure 2), the ring sealing 23 is maintained behind the escape path F1. The ring split seal 23 is locked in this position by the splitter 27.
In accident conditions (Figure 3), the increase in the temperature of the leakage flow has the effect of increasing the temperature in the vicinity of the positive stop 20, and in particular the temperature of the fusible separator 27.
When the temperature of the leakage flow reaches a threshold value, said threshold of state change, predefined according to the nature of the fusible separator 27, it degrades instantly or gradually no longer ensuring therefore a sufficient mechanical resistance to withstand the stress

8 circonférentiel de compression généré par les moyens élastiques 22. La perte des caractéristiques mécaniques du séparateur fusible, et notamment la chute du module de flexion, intervient lorsque la température est supé-rieure égale à la température de transition vitreuse du matériau dans lequel le séparateur fusible 27 est réalisé.
En fonction de la nature du matériau fusible utilisé, il est également possible de définir un premier seuil de température de changement d'état du maté-riau à partir duquel le séparateur fusible 27 a amorcé un changement d'état, c'est-à-dire que ses caractéristiques mécaniques se modifient, et un seuil de température d'activation du dispositif DEA à partir duquel le séparateur fu-sible 27 s'effondre car il n'est plus apte à résister à l'effort exercé par les moyens élastiques 22, amenant ainsi l'anneau d'étanchéité 23 dans sa posi-tion activée.
Ainsi, selon une première variante de réalisation, le déclenchement du dis-positif 20, correspondant au dépassement du seuil de changement d'état du séparateur fusible 27 et l'activation du dispositif sont confondue. Dans cette variante de réalisation, les pertes des caractéristiques mécaniques sont quasiment instantanées.
Selon une deuxième variante de réalisation, l'activation du dispositif 20 in-tervient de façon décalée par rapport au déclenchement du dispositif par le dépassement du seuil de température de changement d'état. Dans cette variante, les pertes des caractéristiques mécaniques sont progressives et conduisent à un effondrement du séparateur fusible 27 à un instant différent et/ou à une température supérieure à la température du seuil de change-ment d'état.
Le séparateur fusible 27 présente avantageusement des encoches 28, ou des zones présentant un amincissement de matière, aptes à guider le flam-bement et la déformation du séparateur fusible 27. De telles encoches 28 permettent par exemple de guider la déformation du séparateur dans le sens axial ou dans le sens radial de l'anneau d'étanchéité 23 Selon un exemple de réalisation illustré à la figure 5, les encoches 28 sont usinées au centre et aux extrémités du séparateur fusible 27. 8 circumferential compression generated by the elastic means 22. The loss of the mechanical characteristics of the fusible separator, and in particular the fall of the flexural modulus occurs when the temperature is higher than equal to the glass transition temperature of the material in which the fusible separator 27 is made.
Depending on the nature of the fuse material used, it is also possible to define a first temperature change threshold of the material from which the fusible separator 27 has initiated a change of state, that is to say that its mechanical characteristics are modified, and a threshold of activation temperature of the DEA device from which the separator 27 collapses because it is no longer able to withstand the exer-the elastic means 22, thereby bringing the sealing ring 23 into position.
activated.
Thus, according to a first variant embodiment, the triggering of the dis-20, corresponding to the exceeding of the change of state threshold of the fusible separator 27 and the activation of the device are merged. In this variant embodiment, the losses of the mechanical characteristics are almost instantaneous.
According to a second variant embodiment, the activation of the device 20 are delayed in relation to the triggering of the device by the exceeding the change of state temperature threshold. In this variant, the losses of the mechanical characteristics are progressive and lead to a collapse of the fusible separator 27 at a different time and / or at a temperature above the temperature of the exchange state of affairs.
The fusible separator 27 advantageously has notches 28, or areas with a thinning of material, able to guide the flam-and deformation of the fusible separator 27. Such notches 28 allow for example to guide the deformation of the separator in the direction axial or in the radial direction of the sealing ring 23 According to an exemplary embodiment illustrated in FIG. 5, the notches 28 are machined at the center and at the ends of the fusible separator 27.

9 De manière à faciliter la déformation par flambement du séparateur fusible 27 et de manière à assurer une bonne activation du dispositif d'arrêt 20, il peut être nécessaire de prévoir un espace libre à proximité du séparateur fusible de manière à ne pas gêner la déformation du séparateur. Cet espace peut être par exemple une encoche (non représentée) dans la douille 11 du joint n 1 en regard de la position circonférentielle du séparateur fusible 27 dans le cas d'une déformation radiale du séparateur fusible 27.
L'anneau d'étanchéité 23 n'étant plus maintenu dans sa position de repos, l'effort exercé par les moyens élastiques 22, encerclant l'anneau d'étanchéité 23, modifie le diamètre de l'anneau d'étanchéité 23 de manière à ce que celui-ci vienne se serrer contre l'arbre du rotor 10.
Ainsi, en conditions accidentelles, l'anneau d'étanchéité 23 assure le blo-cage du chemin de fuite F1 grâce à l'effort circonférentiel exercé par les moyens élastiques 22 combiné à la perte des caractéristiques mécaniques du séparateur n'assurant plus sa fonction de séparation.
Dans un deuxième temps, le blocage de la fuite est assuré en complément par l'effet autoclave induit par l'augmentation de la pression en amont du dispositif d'étanchéité 20 en position activée.
Selon un premier exemple de réalisation, l'anneau d'étanchéité 23 du dispo-sitif d'arrêt 20 peut être réalisé dans un matériau polymère résistant à de hautes températures (i.e. supérieures à 300 C), tel que par exemple du po-lyétheréthercétone (PEEK) ou un composite PEEK chargé de fibres de verre ou de carbone. L'utilisation d'un tel matériau permet d'obtenir à haute tem-pérature, un anneau d'étanchéité dans un état caoutchoutique lui permettant de se déformer pour épouser la géométrie de son environnement et ainsi assurer une meilleure qualité d'étanchéité. Dans ce mode de réalisation, le séparateur fusible 27 est de même nature que le corps de l'anneau d'étanchéité 23 et sont avantageusement monobloc.
Selon un second mode de réalisation illustré à la figure 6, le séparateur fu-sible 127 est formé par une pièce indépendante (i.e. non monobloc) de l'anneau d'étanchéité 123 qui est rapportée au niveau de l'ouverture de l'anneau 123. Une telle configuration permet de réaliser le séparateur fusible 127 dans un matériau de nature différente du matériau utilisé par la réalisa-tion de l'anneau d'étanchéité 123 et qui présente par ailleurs une perte de caractéristiques mécaniques suffisante pour pouvoir déclencher et activer le dispositif à partir d'un seuil de température donné.
5 Ainsi à titre d'exemple, le séparateur fusible 127 peut être réalisé en PEEK
chargé en fibre de carbone et l'anneau d'étanchéité 123 peut être réalisé en graphite.
Ce second mode de réalisation permet de simplifier la conception de l'anneau d'étanchéité 123 ainsi que la réalisation d'un recouvrement au ni-9 In order to facilitate the buckling deformation of the fusible separator 27 and so as to ensure a good activation of the stop device 20, it may be necessary to provide free space near the separator fuse so as not to interfere with the deformation of the separator. This space can be for example a notch (not shown) in the sleeve 11 of seal n 1 opposite the circumferential position of the fusible separator 27 in the case of radial deformation of the fusible separator 27.
The sealing ring 23 is no longer maintained in its rest position, the force exerted by the elastic means 22 encircling the ring 23, modifies the diameter of the sealing ring 23 in such a way that that it comes to tighten against the shaft of the rotor 10.
Thus, in accident conditions, the sealing ring 23 ensures the blocking cage of the escape route F1 thanks to the circumferential force exerted by the elastic means 22 combined with the loss of mechanical characteristics separator no longer providing its separation function.
In a second step, the blockage of the leak is ensured in addition by the autoclave effect induced by the increase in pressure upstream of the sealing device 20 in the activated position.
According to a first exemplary embodiment, the sealing ring 23 of the arrangement stopping device 20 may be made of a polymeric material resistant to high temperatures (ie above 300 C), such as, for example, lyetheretherketone (PEEK) or PEEK composite filled with glass fibers or carbon. The use of such a material makes it possible to obtain at high temperature temperature, a sealing ring in a rubbery state allowing it to deform to marry the geometry of its environment and so ensure better sealing quality. In this embodiment, the fusible separator 27 is of the same nature as the body of the ring 23 and are advantageously monobloc.
According to a second embodiment illustrated in FIG. 6, the separator fu 127 is formed by an independent piece (ie not a monobloc) of the sealing ring 123 which is attached at the level of the opening of the ring 123. Such a configuration allows for the fuse separator 127 in a material of a different nature from the material used in tion of the sealing ring 123 and which also has a loss of mechanical characteristics sufficient to trigger and activate the device from a given temperature threshold.
By way of example, the fusible separator 127 can be made of PEEK
loaded with carbon fiber and the sealing ring 123 can be made of graphite.
This second embodiment makes it possible to simplify the design of the sealing ring 123 as well as the realization of a recovery at ni-

10 veau de l'ouverture de l'anneau 123 afin de renforcer l'efficacité de l'étan-chéité. L'assemblage du séparateur fusible 127 sur l'anneau d'étanchéité
123 peut être réalisé par divers procédés ; à titre préférentiel, l'assemblage est du type tenon-mortaise. 10 calf of the opening of the ring 123 to enhance the effectiveness of the étan-chéité. Fusible splitter 127 assembly on the sealing ring 123 can be achieved by various methods; preferentially, the assembly is of the tenon-mortise type.

Claims

REVENDICATIONS 11

1. Dispositif d'étanchéité à l'arrêt passif (20) pour système de joints d'arbre de groupe motopompe primaire caractérisé en ce qu'il com-porte :
- un anneau d'étanchéité fendu (23, 123) présentant une position inactivée et une position activée ;
- un séparateur (27, 127) réalisé dans un matériau fusible apte à
changer d'état à partir d'un seuil de température, dit seuil de changement d'état, ledit séparateur (27, 127) maintenant ledit an-neau d'étanchéité fendu (23, 123) dans sa position inactivée lors-que la température du dispositif (20) est inférieure au dit seuil de température de changement d'état ;
ledit dispositif étant caractérisé en ce qu'il comporte des moyens élas-tiques circulaires (22) positionnés autour de l'anneau d'étanchéité fen-du (23, 123), lesdits moyens élastiques (22) étant adaptés pour ame-ner ledit anneau d'étanchéité (23, 123) dans sa position activée lorsque la température est supérieure ou égale à la valeur seuil de changement d'état dudit séparateur (27, 127). 1. Passive shutoff seal device (20) for seal system primary pump unit shaft characterized in that it com-door :
- a split sealing ring (23, 123) having a position inactivated and an activated position;
a separator (27, 127) made of a fusible material suitable for change of state from a temperature threshold, said threshold of change of state, said separator (27, 127) maintaining said year split seal (23, 123) in its inactivated position when that the temperature of the device (20) is below the said threshold of temperature of change of state;
said device being characterized in that it comprises elastic means circular ticks (22) positioned around the sealing ring (23, 123), said elastic means (22) being adapted to said sealing ring (23, 123) in its activated position when the temperature is greater than or equal to the threshold value of change state of said separator (27, 127).

2. Dispositif d'étanchéité à l'arrêt passif (20) pour système de joints d'arbre de groupe motopompe primaire selon la revendication précé-dente caractérisé en ce que lesdits moyens élastiques amènent ledit anneau d'étanchéité (23, 123) dans sa position activée lorsque la tem-pérature est supérieure ou égale à la valeur d'un seuil d'activation du dispositif (20), la température du seuil d'activation étant supérieure à la température du seuil de changement d'état. 2. Passive shutoff seal device (20) for seal system primary pump unit shaft according to the preceding claim characterized in that said elastic means causes said sealing ring (23, 123) in its activated position when the is greater than or equal to the value of an activation threshold of device (20), the activation threshold temperature being greater than the temperature of the change of state threshold.

3. Dispositif d'étanchéité à l'arrêt passif (20) pour système de joints d'arbre de groupe motopompe primaire selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que ledit dispositif est adapté pour être intégré sur un système de joints d'un arbre de groupe motopompe pri-maire en service. 3. Passive shutoff seal device (20) for seal system primary pump unit shaft according to one of the claims characterized in that said device is adapted to be integrated on a joint system of a prime Mayor on duty.

4. Dispositif d'étanchéité à l'arrêt passif (20) pour système de joints d'arbre de groupe motopompe primaire selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que ledit anneau d'étanchéité fendu est en polymère résistant à des températures supérieures à 300 °C. 4. Passive shutoff seal device (20) for seal system primary pump unit shaft according to one of the claims characterized in that said split seal ring is resistant polymer at temperatures above 300 ° C.

5. Dispositif d'étanchéité à l'arrêt passif (20) pour système de joints d'arbre de groupe motopompe primaire selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que ledit anneau d'étanchéité fendu est en polyétheréthercétone, ou en composite à matrice polyétheréthercé-tone chargée en fibres de verre ou de carbone. 5. Passive shutoff seal device (20) for a seal system primary pump unit shaft according to one of the claims characterized in that said split seal ring is polyetheretherketone, or polyetherethercene matrix composite charged tone in fiberglass or carbon.

6. Dispositif d'étanchéité à l'arrêt passif (20) pour système de joints d'arbre de groupe motopompe primaire selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que lesdits moyens élastiques circu-laires (22) exercent un effort de compression sur ledit anneau d'étanchéité (23). 6. Passive shutoff seal device (20) for seal system primary pump unit shaft according to one of the claims characterized in that said elastic means laires (22) exert a compression force on said ring sealing (23).

7. Dispositif d'étanchéité à l'arrêt passif (20) pour système de joints d'arbre de groupe motopompe primaire selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que ledit anneau d'étanchéité (23, 123) comporte une gorge annulaire périphérique (25) apte à recevoir lesdits moyens élastiques circulaires (22). 7. Passive stop sealing device (20) for a seal system primary pump unit shaft according to one of the claims characterized in that said sealing ring (23, 123) has a peripheral annular groove (25) adapted to receive said circular elastic means (22).

8. Dispositif d'étanchéité à l'arrêt passif (20) pour système de joints d'arbre de groupe motopompe primaire selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que ledit séparateur (27, 127) réalisé
dans un matériau fusible est adapté à résister mécaniquement à l'effort exercé par les moyens élastiques jusqu'à un seuil de température compris entre 80°C et 260°C, avantageusement égal à
150°C. 8. Passive shutoff seal device (20) for seal system primary pump unit shaft according to one of the claims characterized in that said separator (27, 127) made in a fuse material is adapted to mechanically withstand the stress exerted by the elastic means to a temperature threshold between 80 ° C and 260 ° C, preferably equal to 150 ° C.

9. Dispositif d'étanchéité à l'arrêt passif (20) pour système de joints d'arbre de groupe motopompe primaire selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que ledit séparateur (27) et l'anneau d'étanchéité (23) sont monobloc. 9. Passive shutoff seal device (20) for a seal system primary pump unit shaft according to one of the claims characterized in that said separator (27) and the ring sealing members (23) are integral.

10. Dispositif d'étanchéité à l'arrêt passif (20) pour système de joints d'arbre de groupe motopompe primaire selon l'une des revendications 1 à 8 caractérisé en ce que ledit séparateur (127) peut être formé par une pièce indépendante de l'anneau d'étanchéité (123) et rapportée au niveau de l'ouverture de l'anneau (123) par des moyens de fixation. 10. Passive stop sealing device (20) for a seal system primary pump unit shaft according to one of the claims 1 to 8 characterized in that said separator (127) can be formed by a piece independent of the sealing ring (123) and reported to the level of the opening of the ring (123) by fixing means.

11. Groupe motopompe primaire caractérisé en ce qu'il comporte :
- un système de joints adapté pour réaliser une fuite contrôlée s'établissant le long d'un chemin de fuite agencé le long de l'arbre du groupe motopompe primaire ;
- un dispositif d'étanchéité à l'arrêt passif (20) selon l'une des re-vendications précédentes adapté pour obturer au moins partiel-lement ledit chemin de fuite dudit système de joints lorsque ledit système de joint est défaillant et lorsque ledit anneau d'étanchéité
est activé, de manière à réaliser une fuite contrôlée. 11. Primary pump unit characterized in that it comprises:
- a system of joints adapted to achieve a controlled leak settling along a path of escape arranged along the tree the primary motor pump unit;
a passive stopping device (20) according to one of the Previous vendications adapted to close at least partially said leakage path of said seal system when said seal system fails and when said seal ring is activated, so as to achieve a controlled leak.