Brevet FR2431754A1 — publié le 19800215

L'invention concerne un conteneur blindé pour le transport et/ou le stockage d'éléments combustibles irradiés, provenant en particulier de centrales nucléaires. Pour le transport et le stockage d'éléments combusti- tibles irradiés ou brdlés des centrales nucléaires, on a besoin de conteneurs assurant une bonne protection contre la radio- activité La structure de tels conteneurs.doit obéir, de ce fait, à de sévères prescriptions, surtout en ce qui concerne la resis- tance aux chocs et la protection de l'environnement contre les rayons radioactifs. A cet effet, les conteneurs pour le transport et le stockage des éléments combustibles irradiés doivent avoir une structure stable et robuste, et présenter une protection contre les rayons radioactifs. le matériau de blindage contre la radio activité doit entre choisi cependant de telle façon que le poids du blindage, qui constitue la plus -grande partie du poids du conteneur de transport, soit pour des raisons économiques, aussi faible que possible. On doit également veiller à ce que la chaleur de désintégration des éléments combustibles transportés ou stockés soit bien transférée vers l'extérieur. le blindage du conteneur doit arr8ter tout le rayonnement biologiquement actif, ce qui peut être obtenu de préfé- rence à l'aide d'une enveloppe en uranium, plomb ou acier, qui absorbe avant tout les rayons gamma. Ce blindage présente en outre l'avantage d'8tre bon conducteur de la chaleur, et peut ainsi transmettre la chaleur de désintégration des éléments combustibles de l'intérieur vers la surface du conteneur. les éléments combustibles des réacteurs de type récent, sont soumis à un degré plus élevé de combustion, et agissent de ce fait, après avoir quitté le réacteur, également comme source de neutrons d'intensité élevée. Dans la fabrication des revEiements des conteneurs de transport, on ne peut done plus négliger le rayonnement neutronique. Une épaisseur plus élevée du matériau de. protection pour rayons gamma, qui réduirait également considérablement le rayonnement de neutrons, aurait pour conséquence une augmentation sensible des dimensions du conteneur et de son poids, ce qui n'est pas souhaitable d'un point de vue économique. On a donc proposé déjà pour de tels conteneurs, de combiner des matières contenant de l'hydrogène ou de l'eaut servant de blindage contre le rayonnement neutronique, avec des matières compactes servant de protection contre les rayons gamma. Cela conduit néanmoins à des colts de fabrication élevés pour un conteneur de transport convenable, et de plus ce dernier est encore très volumineux, En conséquence, l'objectif de l'invention est de proposer un conteneur blindé pour le transport et/ou le stockage d'éléments combustibles irradiés, qui soit efficace pour arrêter aussi bien les rayons gamma que les neutrons, qui soit relativement léger et de structure compacte, oui transmette bien la chaleur de désintégration, et dont la fabrication soit peu coûteuse, A cet effet, l'invention propose un conteneur blindé constitué, de l'intérieur vers l'extérieur : a) d'un conteneur cylindrique en acier avec un puits carré cen tral, pour recevoir un ensemble d'éléments combustibles, b) d'une couche de protection contre les neutrons, en matière contenant de l'hydrogene, des entretoises thermoconductri ces traversant cette couche et c) d'un revêtement extérieur en acier muni d'ailettes de re froidissement. La figure est une représentation schématique d'une section d'un exemple de réalisation du conténeur blindé selon l'invention. le conteneur blindé est constitué par un conteneur cylindrique 1 en acier pour arrêter les rayons gamma, muni d'un puits carré 2 central destiné à recevoir les éléments combustibles. Ce conteneur possède, de préférence, une épaisseur de paroi de 300 à 400 mm et est fait en particulier en fonte. Dans le puits 2 carré, diverses dispositions sont possibles pour loger les éléments combustibles irradiés.Il s1 est révélé efficace d'utiliser une cage 7 à double croisement en un matériau absorbant les neutrons, comme par exemple de l'acier au bore, formant neuf puits lo carrés séparés pour recevoir les éléments combustibles isolés 8.Te carré- central 9, qui est critique pour le transfert de la chaleur et la divergence, reste, de préférence vide et sera avantageusement obturé au moyen de pièces appropriées, comme par exemple des barres ou des plaques de recouvrement. I1 est possible naturellement d'envisager d'autres dispositions pour les éléments combustibles. le conteneur 1 en acier est entouré par une couche de protection 3 contre les neutrons, en une matière contenant de l'hydrogène9 de préférence du polyéthylène sous forme de gra nulé9 incorporé dans une masse liante en résine coulée ou en ciment. COmpte tenu de la mauvaise conductivité thermique d'un tel matériau de protection contre les neutrons, il est nécessaire d'incorporer dans cette couche des entretoises 4 thermo-conductrices, qui assurent la conductivité thermique de l'intérieur du conteneur 1 en acier, à la surface extérieure du conteneur blindé.Ces entretoises 4 peuvent être soudées ou aussi coulées sur le conteneur intérieur lo Sur la couche de protection 3 contre les neutrons, se trouve un revêtement 5 en acier avec, de préférence, des ailettes 6 de refroidissement soudées, réparties sur toute la périphérie du revêtement en acier 5, pour assurer une meilleure transmission de la chaleur de désintégration vers l'atmosphère extérieure. Le conteneur blindé selon I'invention est muni de préférence, de deux raccords placés latéralement en haut et en bas pour le remplissage et l'dvacuation de l'eaux lors du remplissage et de l'évacuation des éléments combustiblese Cette structure de conteneur blindé présente l'avantage d'être très compact9 et d'être réalisable avec un poids re- lativement peu élevé. R E V E N D I C A T I O N S 1.- Conteneur blindé pour le transport et/ou le stockage d'éléments combustibles irradiés, caractérisé en ce qu'il est constitué de l'intérieur vers l'extérieur par a) un conteneur (1) cylindrique en acier muni d'un puits (2) carré central pour recevoir plusieurs éléments combustibles (8), b) une couche de protection (3) contre les neutrons, en une ma tière contenant de I'hydrogène, avec des entretoises (4) ther- moconductrices traversant cette couche (3) c) et un revêtement (5) en acier nuni d'ailettes (oj de refoldis- sement. 2.- Conteneur blindé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le puits (2) carré est pourvu d'une cage (7) à double croisement, en un matériau absorbant les neutrons, avec neuf puits (lo) carrés séparés. 3.- Conteneur blinde suivant les revendications 1 et 2, caractérisé-en ce que le puits central (9) est obturé au moyen de pièces appropriées pour qu'on n'y introduise pas d'élément combustible.