Brevet FR2462765A1 — publié le 19810213

La présente invention concerne un tube de stockage à base réglable en hauteur par manipulation à distance notamment pour le stockage en piscine de combustibles nucléaires irradiés. L'industrialisation du retraitement des combustibles nucléaires irradiés radioactifs entraine leur stockage préalable en piscine dans les usines de retraitement. Il est donc nécessaire de prévoir dans ces usines le stockage de ces combustibles dans des unités qui doivent être polyvalentes du fait du grand nombre de type de combustibles de toutes origines, les éléments combustibles, de forme prismatique carrée, variant quant à leur section et surtout leur hauteur. Les unités de stockage sont constituées par des paniers contenant chacun plusieurs tubes de stockage verticaux disposés côte à côte. Chaque tube a par exemple une section carrée de 24 cm de côté et une hauteur de 5 m adaptée aux dimensions des plus grands éléments combustibles. Les tubes sont assemblés dans les paniers en réseau carré selon un pas déterminé, éventuellement avec interposition d'éléments neutrophages. Pour faciliter la reprise des éléments combustibles dans ces tubes de stockage il est nécessaire de régler l'altitude de leur tête supérieure au voisinage du sommet du tube. I1 est connu d'assurer ce réglage malgré la diversité de hauteurs des éléments combustibles, en intercalant des pieds de hauteur adaptée entre leur base et celle du tube. Cette solution présente l'inconvénient de nécessiter la fabrication et la conservation, auprès de chaque tube de stockage, d'un nombre de pieds aussi grand que celui des valeurs distinctes possibles de la hauteur d'un élément combustible. C'est pourquoi il a été envisagé de prévoir une base de support unique et facilement réglable en hauteur dans le tube en fonction de la hauteur de l'élément combustible qui doit être stocké. Plus précisément il a été suggéré de réaliser, dans chacune des quatre parois verticales du tube, une succession d'ouvertures rectangulaires dont chacune peut constituer un élément d'appui pour une saillie rétractable portée par la base. I1 a été proposé de donner à cette base la forme d'un plateau carré coulissant verticalement dans le tube lorsque les saillies rétractables sont en position rentrée, et de donner à ces quatre saillies la forme d'excentriques tournant autour de quatre axes verticaux et comportant à cet effet quatre pignons, entrainés tous par une même roue dentée centrale coaxiale au tube.Compte-tenu du fait qu'on ne peut pénétrer dans la piscine radioactive, et qu'on ne peut sortir les tubes de stockage individuellement, cette roue dentée doit être entraînée en rotation par l'intermédiaire d'une longue perche de manoeuvre dont l'extrémité supérieure reste au dessus de l'eau et que l'on introduit axialement par l'ouverture supérieure du tube. La forme carrée du tube et de la base empêche cette dernière de tourner. La perche de manoeuvre porte également une pince permettant de saisir et de déplacer verticalement la base. Une telle solution présente de graves inconvénients, le plus important étant que les poussières de métal ou d'oxydes métalliques que les combustibles irradiés libèrent dans la piscine viennent détériorer rapidement les engrenages. Un autre est que le matériau mécaniquement résistant le plus approprié pour un mécanisme immergé est l'acier inoxydable, qui créé des risques de grippage au niveau des engrenages, ainsi d'ailleurs que sur toutes les surfaces de frottement. Un but de la présente invention est la réalisation d'un tube de stockage à base réglable en hauteur par manipulation à distance notamment pour le stockage en piscine de combustibles nucléaires irradiés, présentant les caractéristiques suivantes quant au mécanisme de mise en appui de la base - utilisation dé rotation, sans frottement rectiligne ni engrenage, - impossibilité pour les poussières de s'accumuler sur le mécanismes, - possibilité de commande par une perche de manoeuvre, - simplicité et faible coût de construction en série. De telles caractéristiques peuvent bien entendu être avantageuses pour des tubes destinés-au stockage d'éléments de longueur diverses sans relation avec l'énergie nucléaire. La présente invention a pour objet un tube de stockage à base réglable en hauteur par manipulation à distance notamment pour le stockage en piscine de combustibles nucléaires irradiés, ce tube présentant un axe selon une direction "verticale" et comportant - plusieurs parois réparties angulairement autour de cet axe et comportant chacune un alignement vertical d'éléments d'appui permettant chacun de prendre un appui sur cette paroi à partir de l'intérieur du tube, - et une base réglable en hauteur dans le tube, - cette base comportant plusieurs saillies latérales rectractables qui sont disposées chacune en regard de l'un des alignements d'éléments d'éléments d'appui et qui peuvent prendre chacune deux positions, à savoir une position sortie dans laquelle les saillies rétractables interfèrent avec les éléments d'appui pour permettre 17 appui de la base sur ces éléments et une position rentrée qui permet de déplacer la base sur la hauteur des alignements sans interférence avec les éléments d'appui, - et un organe central de commande dont la rotation dans un sens ou dans l'autre provoque la sortie ou la rentrée des saillies rétractables de manière à permettre de mettre ces saillies en position rentée pour amener la base à la hauteur souhaitée puis de mettre ces saillies en position sortie pour mettre la base en appui a cette hauteur caractérisé par le fait que la base comporte un un corps supérieur et un corps inférieur des moyens de guidage mutuel pour empecher la rotation relative de ces deux corps tout en permettant leur déplacement relatif parallèlement à l'axe, une vis parallèle à l'axe et reliant ces deux corps pour que sa rotation commande le déplacement relatif de ces deux corps parallèlement à l'a:e, cette vis constituant ledit organe central de commande, et des biellettes supérieures et inférieures munies d'axes d'arti- culatIon perpendiculaires à l'axe du tube et reliant respectivement les corps supérieur et inférieur a:: saillies rétractables, les angles faits par les biellettes supérieures avec axe du tube étant de sens opposé à ceux faits par les biellettes inférieures de manière que ledit déplacement relatif des deux corps parallèlement à l'axe entrarne un déplacenent radial des saillies rétractables. 1' 1 aide des figures schématiques 1 à 4 ci-jointes on va décrire GiçapPès à titre non limitatif un mode de réalisation de l'invention. La figure 1 représente une vue d'un tube selon l'invention en coupe partielle par un plan passant par l'axe vertical d'un tube selon l'invention, et perpendiculaire à l'une des parois latérales de ce tube, avec coupe de la base réglable disposée dans ce tube, les saillies rétractables de cette base étant en position sortie. La figure 2 représente une vue de dessus de la base de la figure 1. La figure 3 représente un tube en élévation, les saillies rétractables de la base étant en position rentrée. La figure 4 représente une coupe partielle selon IV-IV de la figure 3. L'invention va être décrite dans le cas ou elle s'applique au stockage de combustibles irradiés qui ont été extraits d'un réacteur nucléaire après avoir été partiellement "brulés" dans celui-ci, et qui sont stockés dans une piscine d'eau ordinaire pour permettre la décroissance de leur radioactivité avant un traitement chimique permettant de récupérer les constituants utilisables. Le tube de stockage présente par exemple une section carrée de 24 cm de côté, avec quatre parois d'acier inoxydable telles que 4 et 6 épaisses par exemple de 4 ou 5mm. Les parois comportent chacune un alignement vertical d'éléments d'appui constitués d'ouvertures 8 sur le bord inférieur desquelles une base réglable en hauteur peut prendre un appui.Il y a quatre telles ouvertures à chaque niveau de réglage, l'ensemble du tube présentant une symétrie en rotation d'ordre 4 autour de l'axe vertical 2 du tube c'est-à-dire avec un pas angulaire de 900. La direction de cet axe pourrait bien entendu s'écarter de la verticale dans d'autres applications. La base réglable comporte essentiellement un corps supérieur constitué par un plateau 10 qui sert de support pour un élément combustible stocké dans le tube. Ce plateau est percé de trous tels que 11 permettant l'évacuation de poussières denses (tels qu'oxydes métalliques) vers le fond de la piscine. Ce plateau est percé d'un orifice central 12 dans lequel on peut engager le bout d'une perche de manipulation de manière à pouvoir d'une part soulever le plateau et d'autre part créer une rotation autour de l'axe. L'élément entrainé en rotation ne peut être le plateau luimême , qui en est empêché par sa forme qui vient buter contre les parois du tube, mais une vis centrale 14 creuse dont la tête est solidarisée du plateau sauf en ce qui concerne cette rotation. Le fût fileté de cette vis se visse au centre d'un corps inférieur 16 en forme de croix horizontale qu'un goujon 18 empêche de tourner par rapport au plateau 10 de sorte que la rotation de la vis rapproche ou éloigne ce corps inférieur. Quatre saillies rétractables 20 en forme de parallélipipèdes rectangles sont disposées entre les branches du corps inférieur 16 et le plateau 10 et présentent des faces supérieure et inférieure horizontales. Leur fonction est, lorsqu'elles sont en position sortie (figure 1), de s' engager dans les ouvertures 8 des parois latérales pour assurer l'appui de la base. La base comporte des biellettes supérieures 22 et inférieures 24 munies d'axes d'articulation 26, 28 perpendiculaires à l'axe du tube et reliant respectivement les corps supérieur 10 et inférieur 16 aux saillies rétractables, les angles faits par les biellettes supérieures avec l'axe du tube étant de sens opposé à ceux faits par les biellettes inférieures de manière que le déplacement relatif des deux corps parallèlement à l'axe entraîne un déplacement radial des saillies rétractables. Un ferme maintien des saillies 20 en position sortie est assuré, les axes d'articulation 26 des biellettes 22 sur la saillie rétractable 20 étant situés plus à l'extérieur que les axes d'articulation 28 sur les corps supérieur et inférieur, de manière que les saillies rétractables soient en position sortie lorsque les corps supérieur et inférieur sont rapprochés au maximum par l'action de la vis 14, et que ces saillies soient alors serrées entre ces deux corps. Le déplacement des saillies rétractables se fait radialement sans frottement sur les corps supérieur et inférieur, chaque saillie rétractable étant reliées au corps inférieur par quatre biellettes 24 parallèles et de même longueur formant deux parallélogrammes déformables respectivement dans deux plans verticaux parallèles de part et d'autre de la saillie rétractable, la biellette supérieure 22 étant disposée également dans un plan parallèle à ces deux plans, de manière à imposer à la saillie rétractable de se déplacer selon une direction parallèle à ces plans en restant parallèle à elle-même. La saillie et le corps supérieur sont creusés d'une fente médiane parallèle à ce plan pour permettre d'une part le logement de cette biellette supérieure d'autre part le passage d'une tige verticale de guidage 18 fixée sur le corps inférieur. REVENDICATIONS 1/ Tube de stockage à base réglable en hauteur par manipulation à distance notamment pour le stockage en piscine de combustibles nucléaires irradiés, ce tube présentant un axe (2) selon une direction "verticale" et comportant - plusieurs parois (4, 6) réparties angulairement autour de cet axe et comportant chacune un alignement vertical d'éléments d'appui (8) permettant chacun de prendre un appui sur cette paroi à partir de l'intérieur du tube, - et une base réglable en hauteur dans le tube, - cette base comportant plusieurs saillies latérales rétractables qui sont disposées chacune en regard de l'un des alignements d'éléments d'appui et qui peuvent prendre chacune deux positions, à savoir une position sortie dans laquelle les saillies rétractables interfèrent avec les éléments d'appui pour permettre l'appui de la base sur ces éléments, et une position rentrée qui permet de déplacer la base sur la hauteur des alignements sans interférence avec les éléments d'appui, - et un organe central de commande dont la rotation dans un sens ou dans l'autre provoque la sortie ou la rentrée des saillies rétractables, de manière à permettre de mettre ces saillies en position rentrée pour amener la base à la hauteur souhaitée, puis de mettre ces saillies en position sortie pour mettre la base en appui à cette hauteur, caractérisé par le fait que la base comporte - un corps supérieur (10 et un corps inférieur (12), - des moyens de guidage mutuel (18) pour empêcher la rotation relative de ces deux corps tout en permettant leur déplacement relatif parallèlement à l'axe, - une vis (14) parallèle à l'axe et reliant ces deux corps pour que sa rotation commande le déplacement relatif de ces deux corps parallèlement à l'axe, cette vis constituant ledit organe central de commande, - et des biellettes supérieures (22) et inférieures (24) munies d'axes d'articulation (26, 28) perpendiculaires à l'axe du tube et reliant respectivement les corps supérieur (10) et inférieur (16) aux saillies rétractables, les angles faits par les biellettes supérieures (22) avec l'axe (2) du tube étant de sens opposé à ceux faits par les biellettes inférieures (24) de manière que ledit déplacement relatif des deux corps parallèlement à l'axe entraine un déplacement radial des saillies rétractables. 2/ Tube selon la revendication 1, caractérisé par le fait que chacune desdites saillies rétractables (20) présente une face supérieure et une face inférieure perpendiculaire à l'axe du tube entre une extrémité intérieure qui est la plus proche de cet axe et une extrémité extérieure qui en est la plus éloignée, d'un seul côté de cet axe, lesdits corps supérieure (10) et inférieur (16) présentant des faces également perpendiculaires à cet axe en regard de ces faces des saillies rétractables, les axes d'articulation (26) des biellettes (22) sur la saillie rétractable (20) étant situés plus à l'extérieur que les axes d'articulation (28) sur les corps supérieur et inférieur, de manière que les saillies rétractables (20) soient en position sortie lorsque les corps supérieur (10) et inférieur (16) sont rapprochés au maximum par l'action de ladite vis (14), et que ces saillies soient alors serrées entre ces deux corps. 3/ Tube selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ladite vis (14) est disposée selon l'axe du tube et est creusée sur toutes sa hauteur selon cet axe de manière à permettre le passage axial de poussières. 4/ Tube selon la revendication 1, tube présentant une section intérieure polygonale, et caractérisé par le fait que ledit corps supérieur (10) présente la forme d'un plateau polygonal occupant cette section intérieure de manière à empêcher sa rotation autour de l'axe (2) du tube. 5/ Tube selon la revendication 1, caractérisé par le fait que lesdits éléments d'appui sont constitués par des ouvertures (8) percées dans les parois (4, 6) du tube et permettant le passage desdites saillies rétractables (20). 6/ Tube selon la revendication 2, caractérisé par le fait que ledit corps supérieur présente la forme d'un plateau (10) occupant une surface horizontale plus grande que le corps inférieur, - chaque saillie rétractable étant reliée au corps inférieur par quatre biellettes (24) parallèles et de même longueur formant deux parallèlogrammes déformables respectivement dans deux plans verticaux parallèles de part et d'autre de la saillie rétractable, la biellette supérieure (22) étant disposée également dans un plan parallèle à ces deux plans, de manière à imposer à la saillie rétractable (20) de se déplacer selon une direction parallèle à ces plans en restant parallèle à elle-même.