FR2993390A1 - Manchon a blocage par came en materiaux dissemblables - Google Patents

Manchon a blocage par came en materiaux dissemblables Download PDF

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Abstract

Manchon à blocage par came en matériaux dissemblables, installé sur une arbre d'expansion d'un robot d'inspection inséré dans un tube de transfert de chaleur d'un générateur de vapeur destiné à produire de l'électricité nucléaire, afin d'inspecter le tube de transfert de chaleur, comprenant une pièce de tension (10) en d'acier comportant des pluralités de fentes (11,12) ouvertes respectivement vers le haut et vers le bas, réalisées en alternance en zigzag, et des branches (13) formées entre les fentes (11,12), des pièces de contact supérieures entourant une extrémité supérieure de la pièce de tension (10) et des parties situées entre les fentes (11) ouvertes vers le haut, des pièces de contact inférieures entourant une extrémité inférieure de la pièce de tension (10) et des parties situées entre les fentes (12) ouvertes vers le bas, les pièces de contact supérieures et inférieures étant réalisées par moulage par injection de résine synthétique.

Description

Manchon à blocage par came en matériaux dissemblables La présente invention concerne un manchon à blocage par came en matériaux dissemblables, et en particulier un manchon à blocage par came en matériaux dissemblables qui peut maximiser la force de frottement, sans provoquer une déformation plastique. En général, une centrale nucléaire comprend essentiellement un système d'alimentation en vapeur nucléaire autour d'un réacteur nucléaire, un système de production d'électricité, tel qu'une turbine, destiné à recevoir la vapeur et entraîner en rotation un générateur d'électricité, et d'autres installations auxiliaires. Le système d'alimentation en vapeur nucléaire est également appelé "système primaire", et le système de production d'électricité est également appelé "système secondaire".
Ici, le réacteur nucléaire est un équipement adapté pour contrôler artificiellement une réaction de fission en chaîne de matériaux fissiles, en vue de produire de la chaleur ou pour différentes utilisations, telles que la production d'isotopes radioactifs et de plutonium ou la formation de champs de rayonnement, et constitue un élément essentiel du système primaire. Dans le domaine de la production d'électricité nucléaire, l'énergie électrique est obtenue à partir de vapeur générée par le système d'alimentation en vapeur nucléaire comprenant un pressuriseur, un générateur de vapeur, une pompe de caloporteur principale et un réacteur contenant un combustible nucléaire, le système de production d'électricité comportant une turbine et un générateur d'électricité. Ici, le générateur de vapeur est adapté pour transformer de l'eau à l'état liquide à faible température en vapeur à haute température et à haute pression, en utilisant la chaleur produite pendant une fission nucléaire, et la vapeur transformée dans le générateur de vapeur fait tourner la turbine et le générateur d'électricité pour produire de l'électricité.
Le générateur de vapeur comprend un tube de transfert de chaleur comportant une pluralité de tuyaux, et dans ce cas des boues peuvent s'accumuler dans le tube de transfert de chaleur, ou le tube de transfert de chaleur peut être déformé selon le nombre d'années de fonctionnement du réacteur nucléaire. D'autre part, le tube de transfert de chaleur peut subir des détériorations, telles que de petites fissures, et la durée de vie du générateur de vapeur peut être réduite. Pour cette raison, le fabricant du générateur de vapeur recommande à l'exploitant d'inspecter périodiquement l'intérieur du générateur de vapeur au cours d'une période de maintenance préventive effectuée chaque année. Par conséquent, le tube de transfert de chaleur est inspecté automatiquement lorsqu'un robot d'inspection, installé dans le générateur de vapeur, est déplacé entre les tubes de transfert de chaleur.
Pour effectuer une inspection du tube de transfert de chaleur, un manchon est équipé d'un arbre d'expansion installé dans le robot d'inspection, et l'arbre d'expansion équipant le manchon est inséré dans le tube de transfert de chaleur. Lorsque l'arbre d'expansion est inséré dans le tube de transfert de chaleur, le manchon est élargi pendant que l'arbre d'expansion est tiré vers le bas. Toutefois, le manchon de l'état de la technique est en majeure partie fabriqué à partir d'un matériau métallique et ainsi, lorsqu'il est élargi par l'arbre d'expansion, le manchon exerce une contrainte sur une surface du tube de transfert de chaleur qui est en contact avec le manchon, ce qui a l'inconvénient de provoquer un défaut. Par conséquent, la présente invention part des problèmes cités ci-dessus, qui se posent dans la technique antérieure, et un objet de l'invention consiste à proposer un manchon à blocage par came en matériaux dissemblables, dans lequel une pièce de tension est fabriquée à partir d'un matériau métallique, et des pièces de contact supérieure et inférieure, installées sur les extrémités supérieure et inférieure de la pièce de tension, sont fabriquées à partir d'une résine synthétique, ce qui permet de maximiser une force de frottement avec un tube de transfert de chaleur, sans provoquer une déformation plastique. Conformément à un aspect de la présente invention, il est prévu un manchon à blocage par came en matériaux dissemblables, installé sur une surface externe d'un arbre d'expansion d'un robot d'inspection inséré dans un tube de transfert de chaleur d'un générateur de vapeur destiné à produire de l'électricité nucléaire, afin d'inspecter le tube de transfert de chaleur, le manchon en matériaux dissemblables comprenant : une pièce de tension faite d'acier et comportant une pluralité de fentes ouvertes vers le haut et une pluralité de fentes ouvertes vers le bas, réalisées en alternance en zigzag, et des branches formées entre les fentes ouvertes vers le haut et les fentes ouvertes vers le bas; une pluralité de pièces de contact supérieures réalisées à partir de résine synthétique, par moulage par injection, pour entourer une extrémité supérieure de la pièce de tension et entourer des parties situées entre les fentes ouvertes vers le haut; et une pluralité de pièces de contact inférieures réalisées à partir de résine synthétique, par moulage par injection, pour entourer une extrémité inférieure de la pièce de tension et entourer des parties situées entre les fentes ouvertes vers le bas. Ici, la pièce de tension présente une pluralité de trous débouchants à ses extrémités supérieure et inférieure, de sorte qu'une résine synthétique liquide est introduite dans les trous débouchants lorsque les pièces de contact supérieures et les pièces de contact inférieures sont fabriquées par moulage par injection. Une surface supérieure interne de chaque pièce de contact supérieure est biseautée pour devenir plus mince en direction du côté supérieur, et une surface inférieure interne de chaque pièce de contact inférieure est biseautée pour devenir plus mince en direction du côté intérieur. Chacune des branches de la pièce de tension est biseautée de manière à ce que ses surfaces latérales opposées deviennent plus étroites en direction du côté intérieur, et chacune des pièces de contact supérieures et des pièces de contact inférieures est biseautée de manière à ce que ses surfaces latérales opposées deviennent plus étroites en direction du côté intérieur. Une rainure d'expansion supérieure et une rainure d'expansion inférieure sont formées respectivement sur une portion centrale inférieure de chacune des pièces de contact supérieures et sur une portion centrale inférieure de chacune des pièces de contact inférieures. Conformément au manchon à blocage par came en matériaux dissemblables de la présente invention, la pièce de tension est faite d'un matériau métallique présentant une excellente force élastique, tout en étant exempte de déformations plastiques, et les pièces de contact supérieure et inférieure sont réalisées à partir d'une résine synthétique, ce qui permet de maximiser une force de frottement avec le tube de transfert de chaleur et de réduire à un minimum l'influence sur le tube de transfert de chaleur. Par ailleurs, les surfaces latérales opposées de la pièce de tension, des pièces de contact supérieures et des pièces de contact inférieures sont biseautées pour devenir plus larges en direction du côté extérieur, agrandissant ainsi une zone de contact avec le tube de transfert de chaleur et en améliorant une force de fixation du manchon au tube de transfert de chaleur. En outre, une résine synthétique liquide formant les pièces de contact supérieures et les pièces de contact inférieures est introduite dans les trous débouchants de la pièce de tension, améliorant ainsi les forces d'accouplement entre la pièce de tension et les pièces de contact supérieures et entre la pièce de tension et les pièces de contact inférieures. L'objet de l'invention sera mieux compris à l'étude détaillée de la description de quelques modes de réalisation de l'invention, pris à titre d'exemples non limitatifs et illustrés par le dessin annexé, sur lequel : - la figure 1 est une vue illustrant un manchon à blocage par came en matériaux dissemblables conforme à la présente invention, installé dans un tube de transfert de chaleur, - la figure 2 est une vue en perspective du manchon à blocage par came en matériaux dissemblables conforme à la présente invention, - la figure 3 est une vue en perspective illustrant une pièce de tension du manchon à blocage par came en matériaux dissemblables conforme à la présente invention, - la figure 4 est une vue d'une pièce de contact supérieure et d'une pièce de contact inférieure du manchon à blocage par came conforme à la présente invention, et - la figure 5 est une vue illustrant des portions de la pièce de contact supérieure et de la pièce de contact inférieure du manchon à blocage par came en matériaux dissemblables conforme à la présente invention. La figure 1 est une vue montrant qu'un manchon à blocage par came en matériaux dissemblables conforme à la présente invention est installé dans un tube de transfert de chaleur. La figure 2 est une vue en perspective du manchon à blocage par came en matériaux dissemblables conforme à la présente invention, la figure 3 est une vue en perspective illustrant une pièce de tension du manchon à blocage par came en matériaux dissemblables conforme à la présente invention, et la figure 4 est une vue d'une pièce de contact supérieure et d'une pièce de contact inférieure du manchon à blocage par came conforme à la présente invention. La figure 5 est une vue illustrant des portions de la pièce de contact supérieure et de la pièce de contact inférieure du manchon à blocage par came en matériaux dissemblables conforme à la présente invention. Le manchon à blocage par came en matériaux dissemblables de la présente invention est installé sur une surface externe d'un arbre d'expansion S d'un robot d'inspection inséré dans un tube de transfert de chaleur P d'un générateur de vapeur destiné à produire de l'électricité nucléaire, afin d'inspecter le tube de transfert de chaleur P. Le manchon à blocage par came comprend une pièce de tension 10, une pièce de contact supérieure 20, installée sur une extrémité supérieure de la pièce de tension 10, et une pièce de contact inférieure 30 installée sur une extrémité inférieure de la pièce de tension 10. La pièce de tension 10 a une forme de tube sensiblement cylindrique et est réalisée en acier et présente ainsi une excellente force élastique qui est telle que la pièce de tension 10 est facilement ramenée à sa forme d'origine lorsqu'une force externe est supprimée, même lorsqu'une déformation prédéterminée est générée. Dans la pièce de tension 10, une pluralité de fentes 11 ouvertes vers le haut et une pluralité de fentes 12 ouvertes vers le bas sont réalisées en alternance en zigzag. Cela signifie que les fentes 11 ouvertes vers le haut sont formées à des intervalles prédéterminés, et les fentes 12 ouvertes vers le bas sont formées entre les fentes ouvertes 11 vers le haut. Ainsi, des branches 13 sont formées entre les fentes 11 ouvertes vers le haut et les fentes 12 ouvertes vers le bas.
Une pluralité de trous débouchants 14 sont formés à une extrémité supérieure et une extrémité inférieure de la pièce de tension 10. Chacune des branches 13 est biseautée, de manière à ce que leurs surfaces latérales opposées deviennent plus étroites en direction du côté intérieur. Cela signifie que les surfaces latérales opposées de la branche 13 sont biseautées de manière à devenir plus larges en direction du côté extérieur, et si les surfaces latérales opposées de la branche 13 sont biseautées, une zone de contact entre le manchon de la présente invention et le tube de transfert de chaleur P peut être agrandie, permettant ainsi d'améliorer une force de fixation lorsqu'un arbre d'expansion S du robot d'inspection est inséré dans le manchon à blocage par came en matériaux dissemblables de la présente invention, et est ensuite inséré dans le tube de transfert de chaleur P du générateur de vapeur.
Par ailleurs, la pièce de tension 10 présente une portion centrale épaisse et une extrémité supérieure et une extrémité inférieure qui sont relativement minces comparées à la portion centrale. La pièce de contact supérieure 20 et la pièce de contact inférieure 30 sont installées respectivement sur les extrémités minces supérieure et inférieure. Cela signifie que les trous débouchants 14 de la pièce de tension 10 sont formés dans les extrémités minces supérieure et inférieure de la pièce de tension 10. La pièce de contact supérieure 20 est en contact avec l'arbre d'expansion S du robot d'inspection et est en résine synthétique. Une pluralité de pièces de contact supérieures 20 sont disposées de façon circulaire, à des intervalles prédéterminés, pour entourer l'extrémité supérieure de la pièce de tension 10, et entourent les parties situées entre les fentes 11 ouvertes vers le haut. Plus précisément, la pièce de contact supérieure 20 est fixée à une extrémité supérieure de la pièce de tension 10, par moulage par injection et en particulier par moulage d'insert par injection. Cela veut dire qu'une résine synthétique liquide est injectée dans une extrémité supérieure de la pièce de tension 10, réalisée en acier, et est ensuite durcie, de sorte que la pièce de contact supérieure 20 est installée sur une extrémité supérieure de la pièce de tension 10. Ainsi, une rainure d'insertion de branche 21 est formée dans la pièce de contact supérieure 20, rainure dans laquelle est insérée la branche 13 de la pièce de tension 10. La rainure d'insertion de branche 21 formée dans la pièce de contact supérieure 20 présente une extrémité supérieure fermée et une extrémité inférieure ouverte. Une rainure d'expansion supérieure 22 est formée dans une portion centrale inférieure de la pièce de contact supérieure 20. Comme décrit plus haut, la pièce de contact supérieure 20 est fabriquée par moulage par injection, et lorsque la pièce de contact supérieure 20 est fabriquée par moulage par injection, la résine synthétique formant la pièce de contact supérieure 20 est introduite dans le trou débouchant 14 formé à l'extrémité supérieure de la pièce de tension 10 et est ensuite durcie. Ainsi, la pièce de contact supérieure 20 peut être fixée plus solidement à la pièce de tension 10.
La pièce de contact supérieure 20 est biseautée, de manière à ce qu'une surface supérieure interne de celle-ci devienne plus mince en direction du côté supérieur. La surface supérieure interne de la pièce de contact supérieure 20 est biseautée pour correspondre à un biseau de l'arbre d'expansion S du robot d'inspection, de sorte que le manchon est élargi ou rétréci à mesure que l'arbre d'expansion S est déplacé. Par ailleurs, la pièce de contact supérieure 20 est biseautée, de manière à ce que ses surfaces extérieures opposées deviennent plus étroites en direction de l'intérieur. Si les surfaces extérieures opposées de la pièce de contact supérieure 20 sont biseautées, une zone de contact entre le manchon de la présente invention et le tube de transfert de chaleur P peut être agrandie, permettant ainsi d'améliorer une force de fixation lorsqu'un arbre d'expansion S du robot d'inspection est inséré dans le manchon à blocage par came en matériaux dissemblables et est ensuite inséré dans le tube de transfert de chaleur P du générateur de vapeur. La pièce de contact inférieure 30 est réalisée en résine synthétique. Une pluralité de pièces de contact inférieures 30 sont disposées de façon circulaire à des intervalles prédéterminés, pour entourer l'extrémité inférieure de la pièce de tension 10, et entourent les parties situées entre les fentes 12 ouvertes vers le bas. Plus précisément, la pièce de contact inférieure 30 est fixée à une extrémité inférieure de la pièce de tension 10, par moulage par injection, notamment par moulage d'insert par injection. Cela veut dire qu'une résine synthétique liquide est injectée dans une extrémité inférieure de la pièce de tension 10, réalisée en acier, et est ensuite durcie, de sorte que la pièce de contact inférieure 30 est installée sur une extrémité inférieure de la pièce de tension 10. Ainsi, une rainure d'insertion de branche 31 est formée dans la pièce de contact inférieure 30, rainure dans laquelle est insérée la branche 13 de la pièce de tension 10. La rainure d'insertion de branche 31 formée dans la pièce de contact inférieure 30 présente une extrémité inférieure fermée et une extrémité supérieure ouverte.
Une rainure d'expansion inférieure 32 est formée dans une portion centrale supérieure de la pièce de contact inférieure 30. Comme décrit plus haut, la pièce de contact inférieure 30 est fabriquée par moulage par injection, et lorsque la pièce de contact inférieure 30 est fabriquée par moulage par injection, la résine synthétique formant la pièce de contact inférieure 30 est introduite dans le trou débouchant 14 formé à l'extrémité inférieure de la pièce de tension 10 et est ensuite durcie. Ainsi, la pièce de contact inférieure 30 peut être fixée plus solidement à la pièce de tension 10.
La pièce de contact inférieure 30 est biseautée, de manière à ce qu'une surface inférieure interne de celle-ci devienne plus mince en direction du côté inférieur. Par ailleurs, la pièce de contact inférieure 30 est biseautée, de manière à ce que ses surfaces extérieures opposées deviennent plus étroites en direction de l'intérieur. Si les surfaces extérieures opposées de la pièce de contact inférieure 30 sont biseautées, une zone de contact entre le manchon de la présente invention et le tube de transfert de chaleur P peut être agrandie, permettant ainsi d'améliorer une force de fixation lorsque la pièce de contact inférieure 30 est insérée dans le manchon à blocage par came en matériaux dissemblables et est ensuite insérée dans le tube de transfert de chaleur P du générateur de vapeur, en utilisant l'arbre d'expansion S du robot d'inspection et une douille d'expansion inférieure B. Le manchon à blocage par came en matériaux dissemblables selon la présente invention est élargi ou rétréci lorsque l'arbre d'expansion S est déplacé, car la pièce de contact supérieure 20, présentant la surface supérieure interne biseautée correspond à l'arbre d'expansion S conique, et la pièce de contact inférieure 30, présentant la surface inférieure interne biseautée, correspond à la douille d'expansion inférieure B conique. Bien que la pièce de contact supérieure 20 et la pièce de contact inférieure 30 aient été décrites séparément pour expliquer le manchon à blocage par came en matériaux dissemblables conforme à la présente invention, elles sont fabriquées de la même manière et ont sensiblement la même forme. Simplement, leurs emplacements d'installation par rapport à la pièce de tension 10 sont dissemblables. Ainsi, lorsque le manchon de blocage par came en matériaux dissemblables conforme à la présente invention est utilisé, l'une ou l'autre parmi les pièces de contact supérieure 20 et inférieure 30 peut être placée sur le côté supérieur, et les effets des éléments de la pièce de contact supérieure 20 et de la pièce de contact inférieure 30 sont également les mêmes.

Claims (5)

  1. REVENDICATIONS1. Manchon à blocage par came en matériaux dissemblables, installé sur une surface externe d'un arbre d'expansion d'un robot d'inspection inséré dans un tube de transfert de chaleur d'un générateur de vapeur destiné à produire de l'électricité nucléaire, afin d'inspecter le tube de transfert de chaleur, le manchon en matériaux dissemblables comprenant : une pièce de tension faite d'acier et comportant une pluralité de fentes ouvertes vers le haut et une pluralité de fentes ouvertes vers le bas, réalisées en alternance en zigzag pour former des branches entre les fentes ouvertes vers le haut et les fentes ouvertes vers le bas; une pluralité de pièces de contact supérieures réalisées à partir d'une résine synthétique, par moulage par injection, pour entourer une extrémité supérieure de la pièce de tension et entourer des parties situées entre les fentes ouvertes vers le haut; et une pluralité de pièces de contact inférieures réalisées à partir de résine synthétique, par moulage par injection, pour entourer une extrémité inférieure de la pièce de tension et entourer des parties situées entre les fentes ouvertes vers le bas.
  2. 2. Manchon à blocage par came en matériaux dissemblables selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pièce de tension présente une pluralité de trous débouchants à ses extrémités supérieure et inférieure, de sorte qu'une résine synthétique liquide est introduite dans les trous débouchants lorsque les pièces de contact supérieures et les pièces de contact inférieures sont fabriquées par moulage par inj ection.
  3. 3. Manchon à blocage par came en matériaux dissemblables selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une surface supérieure interne de chaque pièce de contact supérieure est biseautée pour devenir plus mince en direction du côté supérieur, et une surface inférieure interne de chaque pièce de contact inférieure est biseautée pour devenir plus mince en direction du côté intérieur.
  4. 4. Manchon à blocage par came en matériaux dissemblables selon la revendication 1, caractérisé en ce que chacune des branches de la pièce de tension est biseautée de manière à ce que ses surfaces latérales opposées deviennent plus étroites en direction du côté intérieur et chacune des pièces de contact supérieures et des pièces de contact inférieures est biseautée de manière à ce que ses surfaces latérales opposées deviennent plus étroites en direction du côté intérieur.
  5. 5. Manchon à blocage par came en matériaux de dissemblables natures selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une rainure d'expansion supérieure et une rainure d'expansion inférieure sont formées respectivement sur une portion centrale inférieure de chacune des pièces de contact supérieures et sur une portion centrale inférieure de chacune des pièces de contact inférieures.
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