<Desc/Clms Page number 1>
"Procédé et dispositif pour isoler une partie de canalisation d'un circuit dans lequel circule un fluide, en particulier un liquide".
La présente invention est relative à un procédé et à un dispositif pour isoler, de manière étanche, notamment une partie de canalisation d'un circuit dans lequel circule un fluide, en particulier un liquide.
L'utilisation de bouchons gonflables, dans le but d'assurer l'isolation étanche d'une partie d'un circuit hydraulique, est bien connue et largement utilisée dans la technique, tant dans les domaines conventionnels les plus divers que dans les applications nucléaires.
Dans de nombreuses applications, un tel bouchon est constitué d'un ballon fabriqué à partir d'un complexe élastomère- textile de composition adaptée aux conditions propres à l'application et qui, après avoir été introduit dans la canalisation à obturer est mis sous pression d'air, d'azote ou d'eau de façon à former une obs- truction étanche de la canalisation.
La pression du fluide est adaptée de façon à empêcher le glissement du bouchon dans la canalisation, sous l'action d'une pression différentielle éventuelle entre les faces du bouchon. Dans certains cas, des dispositifs de fixation sont prévus pour renforcer la résistance au glissement du bouchon.
La pression du fluide de remplissage joue aussi un rôle important dans l'obtention d'une bonne étanchéité.
Dans le domaine des centrales nucléaires, certains équipements d'un circuit hydraulique doivent être décontaminés chimi- quement de façon à pouvoir effectuer certains travaux d'entretien, ce qui amène à devoir les isoler hydrauliquement de leur circuit par l'installation de bouchons gonflables tels que décrits ci-dessus.
A titre d'exemple non limitatif, on peut citer la décontamination des boîtes à eau des générateurs de vapeur d'une
<Desc/Clms Page number 2>
centrale à eau sous pression, en vue d'une inspection ou d'une réparation interne.
La décontamination se fait au moyen d'un fluide qui aura pour mission de dissoudre les dépôts radioactifs déposés sur les parois de la boîte à eau et qui pourront, par ce procédé, être entraînés vers l'extérieur du générateur de vapeur.
Toutefois, le générateur de vapeur est directement connecté à la cuve du réacteur et à la pompe de circulation, et il est nécessaire d'empêcher le fluide décontaminant de s'écouler dans ces équipements ou dans d'autres canalisations annexes.
Dans certains cas, une pression différentielle de l'ordre de 2 bars peut être établie, et la force de friction entre bouchon et paroi de la canalisation peut être insuffisante pour éviter le glisse- ment axial du bouchon. En effet, le coefficient de friction dépend très fortement de l'état de surface de la tuyauterie, et la mince couche de dépôt qui s'est formée sur les parois, où la présence d'un film d'eau entre métal et élastomère peut réduire très fortement ce coefficient de frottement augmentant le risque de glissement.
Dans une telle application, il s'avère donc par conséquent nécessaire de maintenir le bouchon au moyen d'un câble accroché à la boîte à eau.
Ces dispositifs présentent toutefois une déficience importante. Ils ne permettent pas de détecter le manque d'étanchéité du bouchon. Or, la présence d'une fuite peut se traduire par l'écou- lement d'une certaine quantité du fluide décontaminant vers d'autres équipements, avec le risque de contamination chimique et, dans certains cas, nécessité d'un nettoyage important de ces équipements, opération qui peut être extrêmement coûteuse et longue.
L'invention a pour but de remédier à ces inconvé- nients et de procurer un procédé pour isoler, de manière étanche, notamment une partie de canalisation d'un circuit dans lequel circule un fluide, en particulier un liquide, consistant à insérer, dans la canali- sation, au moins un bouchon creux gonflable et à prévoir des moyens aboutissant à l'intérieur du bouchon pour y admettre au moins un fluide sous pression de manière à pouvoir gonfler celui-ci pour l'immobi-
<Desc/Clms Page number 3>
liser, à l'intérieur de la canalisation et pour le bloquer par rapport à la paroi interne de cette dernière.
A cet effet, selon l'invention, le procédé d'isolement consiste à créer, dans la zone de contact entre le bouchon et la paroi interne de la canalisation, au moins une chambre de collecte destinée à recueillir le liquide s'infiltrant entre le bouchon et cette paroi interne et à raccorder cette chambre, par un conduit, à l'extérieur de la canalisation.
Suivant un mode de réalisation de l'invention, on crée et on maintient, dans la chambre de collecte, et à travers le conduit susdit, une dépression par rapport aux pressions régnant de part et d'autre du bouchon.
Suivant un mode de réalisation avantageux de l'in- vention, pour déceler une infiltration de liquide entre le bouchon et la paroi interne de la canalisation, on détecte la présence de liquide dans le conduit précité.
Suivant une forme de réalisation de l'invention, on relie le conduit précité à un réservoir à pression atmosphérique.
Suivant une autre forme de réalisation de l'invention, on crée, via le conduit susdit, la dépression dans la chambre de collecte susdite, en faisant circuler de l'air sous pression dans un éjecteur auquel est relié ledit conduit, l'air et le liquide, en cas d'infiltration, étant séparés à la sortie de l'éjecteur.
Avantageusement, suivant l'invention, on ancre le bouchon à l'intérieur de la canalisation pour, d'une part, lui per- mettre d'occuper une position déterminée et, d'autre part, s'opposer à son glissement, lorsqu'il est gonflé, sur la paroi interne de la canalisation.
Suivant une forme de réalisation de l'invention, le dispositif pour la mise en oeuvre du procédé susdit comprend au moins un bouchon gonflable présentant, dans sa zone destinée à coopérer avec la paroi interne de la canalisation lorsqu'il est gonflé, au moins une rainure périphérique constituant la chambre de collecte susdite, un conduit partiellement agencé à l'intérieur du bouchon mettant en communication ladite rainure avec l'extérieur de la canalisation.
<Desc/Clms Page number 4>
Suivant une forme de réalisation avantageuse de la présente invention, le dispositif précité comprend des moyens, agencés pour créer et maintenir une dépression dans la rainure périphé- rique susdite et tels que réservoir à pression atmosphérique pour la récupération du liquide s'infiltrant dans la rainure et avec lequel le conduit est mis en communication, éjecteur, alimenté à l'air sous pression et auquel est relié le conduit, qui débouche dans un cyclone agencé pour séparer l'air alimentant l'éjecteur du liquide s'infiltrant dans la rainure, un réservoir étant prévu pour récolter le liquide séparé de l'air.
Le procédé de l'invention et le dispositif utilisé à cet effet consistent donc en une conception du bouchon gonflable permettant d'améliorer l'étanchéité du bouchon, de détecter toute fuite de façon préventive et d'éviter toute fuite autour du bouchon même en cas de perte d'étanchéité, en dérivant la fuite vers l'extérieur de l'équipement.
D'autres détails et particularités de l'invention ressortiront de la description des dessins annexés au présent mémoire, qui représentent, à titre d'exemples non limitatifs, deux formes par- ticulières de l'objet de l'invention.
La figure 1 est une vue en élévation et en coupe illustrant le procédé et le dispositif suivant l'invention.
La figure 2 est une vue analogue à la figure 1 et montre une variante des procédé et dispositif illustrés à la figure 1.
Dans les différentes figures, les mêmes notations de référence désignent des éléments identiques ou analogues.
Ainsi qu'on l'a déjà précisé précédemment, l'utili- sation de bouchons gonflables, dans le but d'assurer l'isolation étanche d'une partie d'un circuit hydraulique, est bien connue et largement utilisée par la technique tant dans les domaines conventionnels les plus divers que dans les applications nucléaires. Le procédé d'isolement étanche suivant l'invention d'une canalisation 1 d'un circuit dans lequel circule un liquide 2 consiste à insérer, d'une manière connue en soi, dans la canalisation 1, un bouchon creux gonflable 3 et à prévoir des moyens aboutissant à l'intérieur du bouchon 3 pour y admettre
<Desc/Clms Page number 5>
un fluide sous pression de manière à pouvoir gonfler celui-ci pour l'immobiliser, à l'intérieur de la canalisation 1 et pour le bloquer par rapport à la paroi interne 4 de cette dernière.
Suivant l'invention, on crée, dans la zone de contact entre le bouchon3 et la paroi interne 4 de la canalisation 1, une chambre de collecte 5 destinée à recueillir le liquide s'infiltrant entre le bouchon et la paroi interne et on raccorde cette chambre 5, par un conduit 6, à l'extérieur de la canalisation 1. Une dépression dans la chambre de collecte 5 est créée et maintenue à travers le conduit 6. En fait, le principe de base consiste à constituer dans la zone de contact entre le bouchon 3 et la canalisation 4, la chambre de collecte 5 de la fuite potentielle de liquide, qui est main- tenue à une pression inférieure à celle des fluides ou liquides se trouvant de part et d'autre du bouchon 3.
Cette chambre de collecte 5 est raccordée à l'extérieur des équipements, par le conduit 6, en permettant d'établir et de maintenir cette dépression à la valeur ' optimale.
Un dispositif de détection d'infiltration de liquide (non représenté) entre le bouchon 3 et la paroi interne 4 de la canali- sation 1 indiquera immédiatement la présence de liquide dans le conduit 6, donc la présence d'une éventuelle fuite.
Suivant une première forme de réalisation de l'in- vention, comme on peut le voir d'une manière plus spécifique sur la figure I, le conduit 6 est relié à un réservoir à pression atmosphé- rique 7. Ou bien, suivant une seconde forme de réalisation de l'invention (figure 2), la dépression dans la chambre de collecte 5 est créée, via le conduit 6, en faisant circuler de l'air sous pression dans un éjecteur 8, auquel est relié le conduit 6, l'air et le liquide, habituel- lement de l'eau, en cas d'infiltration, étant séparés à la sortie de l'éjecteur 8.
Le bouchon 3 est ancré, d'une manière traditionnelle à l'in- térieur de la canalisation 1 pour, d'une part, lui permettre d'occuper une position déterminée et, d'autre part, s'opposer à son glissement, lorsqu'il est gonflé, sur la paroi interne 4 de la canalisation 1, une amenée d'eau 9 étant prévue à l'intérieur du bouchon 3. Le bouchon gonflable est conçu et dimentionné en fonction de l'application spéci- fique envisagée.
Comme on peut le voir sur les figures 1 et 2 des
<Desc/Clms Page number 6>
dessins annexés, il est en fait équipé conventionnellement de deux conduits :
1) un conduit d'amenée d'air 10 permettant d'établir et de maintenir la pression adéquate dans le bouchon ;
2) un conduit d'amenée d'eau 9 permettant d'amener et de pomper, si nécessaire, une certaine quantité d'eau ayant pour but, dans certaines applications où le bouchon doit être installé sous eau, de le lester de façon à vaincre la poussée d'Archimède qui rendrait difficile son placement. Dans d'autres cas, ce conduit permettra, après gonflage du bouchon avec un gaz, de remplacer ce gaz par de l'eau tout en maintenant la pression, de façon à réduire la réserve d'énergie qui risque d'être libérée en cas de rupture de l'enveloppe du bouchon.
Ce bouchon d'eau peut aussi être utilisé pour former un blindage contre les rayonnements émis par la partie non décontaminée.
Le bouchon gonflable 3 présente, dans sa zone des- tinée à coopérer avec la paroi interne 4 de la canalisation 1, lorsqu'il est gonflé, une rainure périphérique constituant la chambre de collecte 5, le conduit 6, partiellement agencé à l'intérieur du bouchon, mettant en communication la rainure 5 avec l'extérieur de la canalisation 1. Cette chambre de collecte ou rainure 5 est aménagée dans la surface assurant l'étanchéité, de façon à former une zone de séparation entre les parois amont et aval du bouchon en contact avec les deux fluides différents et à isoler. On pourrait bien entendu aménager plusieurs chambres de collecte de ce type. Ces chambres de collecte seraient raccordées à l'extérieur par une canalisation indépendante.
Suivant l'invention, comme on peut le voir plus particulièrement sur la figure 1, le dispositif comprend une canalisation- 6 mettant la rainure périphérique 5 en communication avec l'atmos- phère, c'est-à-dire en dépression par rapport au fluide 2 se trouvant dans la chambre 2'. La canalisation 6 permet d'écouler toute fuite de liquide provenant de la chambre 2', cette fuite étant recueillie dans le réservoir 7.
Ou bien, suivant une variante, le dispositif pourrait comprendre un éjecteur 8, alimenté à l'air sous pression et auquel est relié le conduit 6, qui débouche dans un cyclone 12 agencé pour
<Desc/Clms Page number 7>
séparer l'air alimentant l'éjecteur 8 de l'eau s'infiltrant dans la rainure, un réservoir 11étant prévu pour récolter l'eau séparée de l'air.
Des moyens (non représentés) agencés sur le conduit 6 et destinés à détecter le passage du liquide aqueux dans le conduit sont prévus.
Suivant une forme de réalisation avantageuse de l'invention, le bouchon gonflable 3 comprend un élément métallique rigide 13 pourvu d'un moyen d'accrochage 14 permettant d'y fixer un câble d'ancrage 15du bouchon à la canalisation.
Suivant l'invention, comme on l'a déjà précisé précé- demment, le conduit 10 d'air sous pression, permettant d'assurer le gonflage du bouchon, et le conduit 9 d'amenée d'eau, permettant d'introduire de l'eau dans le bouchon lors du gonflage de celui-ci, sont associés au bouchon gonflable, le conduit 10 d'amenée d'air étant avantageusement, dans sa partie située à l'intérieur du bouchon 3, munie d'un flotteur 16 permettant de maintenir l'embout au-dessus de la surface de l'eau, lors du remplissage et servant donc d'évent.
Le conduit 6 aboutissant à la rainure périphérique ainsi que les conduits 9 et 10 sont fixés dans l'élément métallique 13 présenté par le bouchon 3. Cet agencement permet, d'une part, de manipuler le bouchon sans effort sur les conduits et, d'autre part, son amarrage de façon à éviter tout glissement.
Le schéma de fonctionnement du dispositif de l'in- vention apparaît clairement en se référant aux figures annexées.
Lorsque le bouchon est mis en place, la pression adéquate est établie, assurant l'étanchéité, et le liquide approprié peut être amené dans la boîte à eau à décontaminer.
Si, pour une raison quelconque, soit une baisse accidentelle de pression dans le bouchon 3, soit une irrégularité de surface, un manque d'étanchéité apparaît, une fuite peut se développer.
Lorsque le liquide qui fuit atteint la chambre de collecte 5, il est simplement drainé vers l'extérieur, étant donné que ce chemin présente beaucoup moins de résistance à l'écoulement que la progression le long du reste du bouchon. Ce drainage peut, dans certains cas, être facilité par le maintien sous dépression de la chambre de collecte.
<Desc/Clms Page number 8>
Comme on l'a déjà précisé, un système de détection, sensible à la présence du liquide dans le conduit de drainage, indiquera immédiatement la présence d'une fuite.
Outre les avantages précités, le procédé et le dispo- sitif décrits ci-dessus apportent les avantages suivants :
1) Ils préviennent la propagation de part et d'autre du bouchon d'une fuite qui aurait tendance à se développer, en dérivant cette fuite vers l'extérieur à partir d'une chambre de collecte, coupant le chemin de fuite.
2) Dans le cas où la fuite s'établit, cette dérivation empêche la contamination de la partie de l'installation traitée et située en aval du bouchon.
3) La présence de fluide dans le conduit de drainage permet de diagnostiquer immédiatement la présence d'une fuite, ce qui permet de prendre les mesures correctives adéquates si nécessaire.
4) Dans le cas où l'installation à traiter est sèche avant l'agencement du bouchon, une fuite, mouillant la surface de contact bouchon-installation a pour résultat une réduction du coefficient de frottement. La présence de la chambre de collecte permet de garder sèche la partie en aval de la surface de contact bouchon/ installation, éliminant le risque dont question ci-dessus.
5) Le maintien d'une certaine dépression dans la chambre de collecte renforce les effets définis ci-dessus. De plus, il augmente la pression différentielle aux lèvres de la chambre, en contact avec la paroi de l'installation, ce qui améliore l'étanchéité du bouchon. Cette dépression peut être assurée par un éjecteur, comme montré sur la figure 2, ou par tout autre dispositif adéquat.
6) Si le fluide susceptible de fuite est dangereux, soit par ses propriétés chimiques (corrosif, toxique, inflammable,...), soit par sa radioactivité, le circuit de drainage peut être conçu de façon à éviter toute dispersion incontrôlée.
7) Les avantages précités augmentent de façon significative la sécurité du personnel effectuant le travail en réduisant le risque de contamination, suivant la nature du fluide utilisé.
<Desc/Clms Page number 9>
tl doit être entendu que la présente invention n'est en aucune façon limitée aux formes de réalisation décrites ci-dessus et que bien des modifications peuvent y être apportées sans sortir du cadre du présent brevet.