Brevet FR2368123A1 — publié le 19780512

ta présente invention est relative a des perfectionnements apportés aux emballages utilisés pour le transport et/ou le confinement de matières calorifiques, du genre notamment des éléments combustibles irradiés. En vue d'assurer une meilleure diffusion de la chaleur dégagée et d'éviter tout surchauffement localisé, on a proposé de noyer les éléments combustibles ou similaires de façon à ce que l'eau ou autre liquide caloriporteur opère par convection le transfert régulier de la chaleur entre ledit élément et l'enveloppe de l'emballa- ge. A cet effet 'l'on doit évidemment tenir compte de la température maximale susceptible d'être atteinte en cas fd'incendie environnant, de telle sorte qu'il faut ne pas remplir completement llen- ceinte de liquide caloriporteur et ménager lors du chargement un volume libre suffisant pour permettre la dilatation de la masse liquide. On conçoit donc que dans les conditions normales de confinement et de transport, c'est-à-dire à la température moyenne dluti- lisation, les éléments irradiés ne sont pas complètement noyés dans la masse liquide. La partie de ces éléments qui se trouve dans la poche libre (air ou vapeur) est mal refroidie et risque de subir, au cours du transport et par suite des cahots inhérents au déplacement du véhicule, ou du profil même du trajet à parcourir (montées ou descentes), des immersions suivies d'un retour en phase air ou vapeur ; cette succession de modifications de température provoque autant de chocs thermiques qui déterminent des contraintes non négligeables au sein des éléments irradiés ou analogues.On notera par ailleurs que les accélérations successives consécutives au transport impriment à la masse liquide qui reste libre au sein de l'enceinte, des mouvements de va-et-vient susceptibles d'avoir un effet mécanique sur les éléments ou matieres transportées, en engendrant de la sorte des décrochements de particules contaminées qui restent à l'intérieur de l'emballage après déchargement. Les perfectionnements qui font l'objet de la présente invention ont plus spécialement pour but de remédier aux inconvénients ci-dessus mentionnés et de permettre la réalisation d'un-emballage à refroidissement par convection de liquide qui soit susceptible de répondre particulièrement bien aux divers desiderata de la pratique. L'invention consiste essentiellement à prévoir à l'intérieur de l'enceinte une capacité tampon séparée de l'espace intérieur de ladite enceinte et au moins partiellement emplie d'air ou autre gaz, laquelle capacité communique avec-l'espace intérieur précité, rempli d'eau, par une canalisation orientée de manière à ce que cette capacité compense automatiquement les modifications de pression consécutives aux variations de température sans jamais permettre à l'air ou gaz occlus de parvenir à l'espace intérieur de l'enceinte. Conformément à un mode de mise en oeuvre particulièrement avantageux de la disposition qui précède, la capacité tampon est constituée par deux caissons latéraux reliés l'un à l'autre par des tubulures longitudinales, lesdits caissons et tubulures étant agencés de façon à former pannier de réception pour les éléments ou autres matières destinés à entre introduits dans l'emballage envisagé. Le dessin annexé, donné à titre d'exemple, permettra de mieux comprendre l'invention, les caractéristiques qu'elle présente et les avantages quelle est susceptible de procurer. Fig. 1 est une coupe axiale d'un emballage établi conformément à la présente invention. Fig. 2 et 3 sont des coupes transversales, respectivement suivant II-II et III-III (fig. 1). Fig. 4 et 5 sont des coupes axiales schématiques à plus petite échelle illustrant l'utilisation et le fonctionnement de l'emballage suivant fig. 1 à 3. L'emballage considéré comprend, à la façon en soi connue, une enveloppe blindée 1 du type à double paroi, l'espace intercalaire étant rempli d'une substance telle que le pl tre, susceptible de permettre llévacuation de la chaleur interne tout en s'opposant à la transmission de la chaleur extérieure. Cette enveloppe 1, éventuellement pourvue d'aillettes extérieures de refroidissement non représentées, est fermée par un bouchon blindé amovible 2, fixé en place de toute manière appropriée. Conformément à l'invention, l'espace intérieur ou enceinte de l'enveloppe 1 renferme une capacité tampon séparée, formée dans le présent cas par deux caissons 3 et 4 logés aux extrémités de ladite enceinte et par une série de tubulures longitudinales de liaison 5, au nombre de six (fig. 2 et 3) dans -l'exemple de réalisation consi géré. Cette capacité 3-4-5 est agencée de manière à constituer le panier de réception pour les éléments combustibles à transporter et à cet effet chacun des caissons 3 et 4 renferme un certain nombre de logements 6 à section rectangulaire ou carrée, associés à des cloisons longitudinales de séparation 7 orientées parallèlement aux tubulures 5. Le caisson 4 qui à la position verticale de chargement illustree en fig. 1 et 4 se trouve tourné vers le haut, renferme une canalisation coudée 8 qui débouche à travers un filtre 9 à la partie haute de l'enceinte (que ce soit en position dressée suivant 4g. 4 ou en position couchée suivant fig. 5) et dont ltetrémité libre ;s1ouvre dans la partie basse du caisson 4 lorsque l'emballage a été amené à la position couchée de transport de fig. 5.Par ailleurs au caisson opposé 3 est associée une canalisation de vidange 10, logée a l'intérieur de la tubulure 5 qui se trouve tournée vers le bas a la position couchée de fig. 5 ; cette canalisation 10 traverse le caisson 4 et débouche dans la paroi de celui-ci tournée en direction du bouchon 2, ce débouché étant profilé et agencé de façon à recevoir par pression, de manière pratiquement étanche, l'extrémité %'une petite canalisation 11 disposée à l'intérieur du bouchon précité. On notera encore que le caisson 4 est relié à l'ambiance extérieure par une canalisation -d'évent 12 portée par le bouchon 2 et munie d'un système de raccordement identique à celui des canalisations 10-11 sus-mentionnées. La communication de l'enceinte de l'emballage avec l'extérieur est assurée par une canalisation;d'Event 13 pratiquée à travers le bouchon 2 et par une canalisation de vidange 14 qui passe également à travers ledit bouchon pour se raccorder à une canalisation longitudinale 15 dont l'extrémité libre débouche dans le fond de l'en- ceinte, au-dessous du caisson 3 à la position verticale de fig. 1 et 4. On exposera ci-après, en référence à fig. 4 et 5, le mode ' U- tilisation de l'emballage ci-dessus décrit, ainsi que le fonctionnement de la capacité tampon -3-4-5. Fig. 4 illustre le chargement de l'emballage en piscine. t'en- semble est à la position verticale et après mise en place des éléments combustibles dans les logements 6, le bouchon 2 est fixé en place et l'emballage est remonté dans la piscine de façon à ce que sa partie supérieure ou tette soit située au-dessus du niveau de l'eau, à la manière illustrée. Bien entendu, à ce moment l'enceinte de l'emballage et la capacité 3-4-5 sont totalement remplies d'eau. Les canalisations 13 et 14 du bouchon sont obturées de-façon étanche. Par pompage ou par simple siphonnage à travers la canalisation 11, on procède à la vidange de la capacité. 3-4-5. L'évacuation de l'eau est effectuée à travers la canalisation 10 tandis quel'en trée d'air s'opère par la canalisation 12. Suivant les cas cette vidange peut être totale ou partielle, une certaine quantité d'eau étant dans ce dernier cas maintenue à l'intérieur du caisson 3. Après vidange les canalisations 11 et 12 sont à leur tour obturées et l'emballage est amené sur le véhicule de transport, à la position couchée illustrée en fig. 5. Le contact des éléments combustibles irradiés avec -l'eau de -l'enceinte élève bien entendu la température de cette eau et provoque un effet de dilatation. Sous l'effet de la pression interne ainsi engendrée, l'eau pénètre dans la capacité tampon à travers le filtre 9 (au niveau duquel elle abandonne toutes les particules dont elle est eventuellement chargée) et la canalisation 8, jusqu'a équilibre des pressions.Le phé nomène se renouvelle évidemment en cas d'incendie accidentel envi ronnant-l'emballage, la capacité tampon 3-4-5 compensant toujours l'effet de la pression interne engendrée par l'élévation de la température intérieure. Quand par contre cette température vient à -s'abaisser, par suite notamment de modifications de la température ambiante, le phé nomène de compensation et;dtequilibrage des pressions air et eau a lieu en sens inverse, toujours à travers le filtre 9 et la canalisation 8. Par suite de l'orientation de cette canalisation à la position couchée de transport, l'air de la capacité tampon 3-4-5 ne peut accéder l'enceinte, de telle sorte que celle-ci est toujours pleine d'eau, sans aucune poche, et que les éléments sont noyés en permanence. On évite de la sorte toute émersion ou "dénoyage" intempestif des éléments irradiés, en supprimant ainsi les chocs thermiques et l'action mécanique du liquide sur lesdits éléments au cours du transport. On notera que la surface de contact entre le liquide et la paroi de l'enceinte est augmentée par suite de la disparition de toute poche d'air, ce qui améliore de façon sensible le refroidissement du liquide caloriporteur a travers la paroi de l'emballage. La capacité tampon peut présenter un volume libre considérable et offrir ainsi un volume de dilatation suffisamment important pour éviter une supression interne consécutive à un dégagement gazeux accidentel des éléments combustibles, à la suite notamment d'une radiolyse ou'une rupture de gaine ; en pareil cas en effet le gaz dégagé dans l'enceinte suit le même chemin que l'eau et vient se loger d:l'lnterieur de la capacité tampon. I1 faut éncore remarquer que le volume de cette capacité est susceptible autre avantageusement utilisé pour le refroidissement des éléments renfermés, préalablement au déchargement ; il suffit en effet d'opérer une circulation de liquide froid à travers les canalisations 11 et 12. Enfin la sécurité générale de l'emballage est considérablement améliorée du fait que tous les orifices des canalisations de liaison et ces canalisations elles-memes sont rassemblés dans le bouchon blindé 2, lequel constitue l'organe le mieux protégé par suite de sa robustesse et de son épaisseur ; cette disposition ramassée facilite en outre l'entretien de l'emballage. Il doit d'ailleurs étre entendu que la description qui précède n'a été donnée qu'à titre d'exemple et qu'elle ne limite nullement le domaine de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les détails d'exécution décrits par tous autres équivalents. REVENDICATIONS 1. Emballage pour le transport et/ou le confinement d'éléments combustibles irradiés et autres matières calorifiques analogues, du genre dans lequel -l'enceinte intérieure est remplie de liquide afin d'assurer par convection le transfert à la paroi externe de la chaleur dégagée par les éléments ou similaires, caractérisé en ce qu'il comporte au sein de l'enceinte une capacité tampon séparée de celleci et au moins partiellement emplie d'air ou autre gaz, laquelle capacité communique avec l'enceinte à travers une canalisation orientée de manière à ce que cette capacité compense automatiquement les modifications de pression consécutives aux variations de température sans jamais permettre à l'air ou gaz occlus de parvenir l'en- ceinte. 2. Emballage suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la capacité tampon est formée par deux caissons latéraux reliés l'un à l'autre par des tubulures longitudinales. 3. Emballage suivant la revendication 2, caractérisé en ce que les caissons et les tubulures sont agencés de manière à constituer pannier pour la réception des éléments ou similaires. 4. Emballage suivant l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que la canalisation de compensation est logée à l'intérieur du caisson qui se trouve tourné vers le haut à la position verticale de chargement, ladite canalisation débouchant d'une part dans la partie supérieure de l'enceinte lorsque l'embal- lage est à la position couchée de transport ou à la position dressée de chargement et d'autre part dans la partie basse dudit caisson à cette dernière position. 5. Emballage suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'à la canalisation de compensation est associé un filtre. 6. Emballage suivant l'une quelconque des revendications 1 a 5, caractérisé en ce que la capacité tampon communique avec -l1exté- rieur à travers une canalisation d'évent et une canalisation d'évacuation, ces deux canalisations débouchant aux deux extrémités opposées de ladite capacité. 7. Emballage suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'enceinte communique avec l'extérieur à travers deux canalisations qui débouchent aux deux extrémités opposées de ladite enceinte aussi bien en position verticale de char gement qu'en position couchée de transport. 8. Emballage suivant la revendication 7, caractérisé en ce que les canalisations qui assurent la communication de l'enceinte et de la capacité tampon avec l'extérieur sont logées dans le bouchon blindé qui assure la fermeture de l'emballage.