Brevet FR2418526A1 — publié le 19790921

La présente invention concerne un dispositif permettant le transport te combustibles irradiés sous eau. Les techniques actuellement utilisées pour le transport de combustibles irradiés dégageant en permanence de la chaleur consistent généralement à utiliser des conteneurs blindés dont le milieu interne est un fluide d'échange, le plus souvent de l'air ou de l'eau. L'air présente l'inconvénient par ses faibles qualités d'échange de maintenir les dits combustibles à une température très élevée. La bonne conservation des gaines sur le plan étanchéité est incertaine tant au cours du transport, tant au cours du refroidissement des combustibles à l'arrivée où les risques de fissuration des gaines peuvent se produire. Si l'eau ne présente pas ces inconvénients, par contre, les variations de température et les phénomènes de radiolyse pouvant se produire au cours du transport peuvent nécessiter des augmentations de volume non négligeables. Pour éviter d'atteindre des pressions excessives sous de telles conditions on est amené à ne pas remplir totalement en eau les cavités intérieures : cette disposition présente l'inconvénient d'exposer la partie supérieure des combustibles à des chocs thermiques provoqués par les alternances de contact avec l'eau ou avec l'air dues au mouvement de transport. De plus, une erreur de chargement pouvant atteindre le plein total en liquide pourrait provoquer des risques de montées en pression catastrophiques. Le dispositif, suivant l'invention, permet d'éviter ces inconvénients. Dans celui-ci, en effet, les éléments transportés sont maintenus constamment complètement immergés sans nécessiter de précautions particulières au cours du chargement, la pression intérieure du conteneur étant limitée à une pression raisonnable durant le transport quelles que soient les températures atteintes par l'eau et la radiolyse éventuelle de celle-ci. Le conteneur ou chateau de transport est constitué selon un principe connu d'une enveloppe extérieure de nature et d'épaisseur appropriées pour assurer la protection biologique exigée. Dans ce conteneur, les combustibles à transporter sont répartis par exemple sur la périphérie intérieure de façon à laisser libre la partie centrale permettant à celle-ci d'entre très voisine en température des parties les plus chaudes de l'emballage. Dans cette partie centrale, se situe un récipient généralement de forme cylindrique dont la paroi est constituée de compensateurs métalliques élastiques soudés sur un fond supérieur et inférieur.Ce récipient rendu étanche contient une quantité d'eau suffisante pour rester constamment en équilibre ?hase liquide, phase vapeur saturante, ainsi qu'un gaz ou fluide non miscible tel que l'air ou l'azote par exemple, qui assure une pression partielle complémentaire croissant lentement avec la température. Les dessins annexés illustrent un mode de réalisation préférentiel atun conteneur cylindrique conforme à la présente invention, dans lesquels - la figure i représente une vue en él8vat-on coupe senératique du contereur, - la figure 2 représente une vue de dessus couvercle enlevé de ce conteneur. Tel qu'il est représenté, le conteneur cu chateau de transport 1 est constitué de viroles en acier, entourant une protection biologique en plomb, par exemple, et comporte un couvercle 2. Concentriquement à cette enveloppe extérieure et dans la partie centrale de celle-ci est placé un récipient cylindrique 3, dont le diamètre est déterminé de façon à créer avec la dite enveloppe extérieure une zone de chargement annulaire 4 dans le volume de laquelle sont stockés les combustibles irradiés à transporter 5. Cette zone de chargement annulaire est remplie d'eau ; cette opération ne nécessitant pas, selon l'invention, de précautions particulières.Le récipient cylindrique 7 est constitué d'un fond supérieur 3a et d'un fond inférieur 3b reliés par une paroi latérale 3c de section droite longitudinale ondulée de façon à réaliser un dispositif compensateur. Ce récipient contient une quantité d'eau suffisante pour assurer en permanence un équilibre phase liquide, phase vapeur saturante, ainsi qu'un gaz ou fluide non miscible tel qué l'air ou l'azote, lequel gaz ou fluide a pour but d'assurer une pression partielle complémentaire croissant lentement avec la température. Après introduction de ces fluides, il est procédé à la fermeture étanche du récipient. Ce récipient tel qu'ainsi défini étant capable d'une réduction de volume par l'élasticité de sa paroi latérale ondulée, assure deux fonctions essentielles - de par la température régnant à l'intérieur, la pression de vapeur saturante et la pression du gaz incondensable assurent par l'intermédiaire des fonds faisant office de pistons dans l'eau environnante, une compression de la phase liquide qui baigne les combustibles, la pression ainsi créée étant suffisante pour pressuriser l'eau qui se trouve à une température voisine et éviter les phénomènes de vaporisation, - le conteneur supposé rempli d'eau à basse température au cours du chargement et ceci sans précautions particulières, les phénomènes de dilatation de l'eau liquide et éventuellement les très faibles volumes de radiolyse observables sont sans incidence sur le fonctionnement, le récipient équipé de son dispositif compensateur se comprimant rigoureusement selon la demande de volume, du fait que sa vapeur saturante peut se recondenser par compression. Seuls les faibles efforts de déformation élastique des ondes du dispositif compensateur et la compression des incondensables s'ajoutent à effet précédemment défini. Compte-tenu de ce que les différences entre la pression de l'intérieur du récipient et la pression de l'eau pressurisée extérieure restent faibles, les parois du récipient peuvent entre d'une épaisseur relativement mince. L'invention ne se limite aucunement au mode de réalisation spécialement décrit, mais elle admet toutes les variantes possibles à condition que celles-ci ne soient pas en contradiction avec l'objet de chacune des revendications annexées à la présente description. C'est ainsi que le récipient central peut être remplacé par un certain nombre de récipients de meme fonction et disposés de façon différente dans le liquide d'immersion soit par exemple bout à bout, cete à cote ou dispersés parmi les barreaux de combustibles. Le dispositif, objet de l'invention, peut etre appliqué au transport de toutes matières radio-actives et plus particulièrement au transport de combustibles nucléaires irradiés. - REV!NDICATIONS 1.- Dispositif conteneur destiné au transport sous eau de matières radio-actives et plus particulièrement de barreaux irradiés et constitué à cet effet d'une enveloppe extérieure assurant la protection biologique, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un moyen compensateur incorporé à l'intérieur de la capacité de chargement destiné à maintenir à une valeur raisonnable la pression intérieure du conteneur pendant le transport, quelles que soient les températures atteintes par l'eau d'immersion et la radiolyse éventuelle de celle-ci ainsi qutà maintenir les matières radio-actives ou les barreaux irradiés constamment complètement immergés sans nécessiter de précautions particulières pour le remplissage en eau du conteneur. 2.- Dispositif conteneur, selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen compensateur utilisé est un récipient placé concentriquement à l'enveloppe extérieure et dans la partie centrale de celle-ci, et dont le volume occupé est tel qu'il détermine une capacité de chargement annulaire contenant les matières radio- actives ou les barreaux irradiés et leur bain d'immersion, 3.- Dispositif conteneur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens compensateurs utilisés sont des récipients placés dans le bain d'immersion des barreaux irradiés contenus dans ltenveloppe extérieure, lesquels récipients sont disposés bout à bout, cotte à cete ou dispersés parmi les dits barreaux irradiés. 4.- Dispositif conteneur selon les revendications 1 et 2, ou 1 et 3, caractérisé en ce que le ou chaque récipient compensateur est constitué d'un fond supérieur et d'un fond inférieur reliés d'une façon étanche par une paroi latérale Jouant le rtle de compensateur élastique, lequel récipient ainsi constitué contient une quantité d'eau suffisante pour assurer en permanence un équilibre phase liquide phase vapeur saturante, ainsi qu'un gaz ou un fluide non miscible tel que l'air ou l'azote dont le but est d'assurer une pression partielle complémentaire croissant lentement avec la température. 5.- Dispositif conteneur selon la revendication 4, caractérisé en ce que la paroi latérale du récipient compensateur a une section droite longitudinale ondulée. 6.- Dispositif conteneur selon la revendication 4, caractérisé en ce que le récipient compensateur exerce en se dilatant sous l'effet de la pression de vapeur saturante et de la pression du gaz incondensable qu'il contient en fonction de la température régnant à l'intérieur, une compression de la phase liquide qui baigne les combustibles, la pression ainsi exercée étant suffisante pour pressuriser l'eau qui se trouve a une température voisine et éviter les phénomènes de vaporisation. 7.- Dispositif conteneur selon la revendication o, caractérisé en ce que le récipient compensateur se comprime sous les effets de dilatation de " eau du bain d'immersion i! à un remplissage intégral de l'espace annulaire de chargement et éventuellement des très faibles volumes de radiolyse, la vapeur saturante qu'il content pouvant se recondenser par compression.