Brevet FR2487565A1 — publié le 19820129

L'invention concerne un amortisseur de chocs pour conteneurs de transport et/ou stockage de matières-radioactives, notamment d'éléments combustibles irradiés provenant de réac- teurs nucléaires, ces conteneurs étant pourvus de plusieurs compartiments, disposés dans le sens radial et le sens axial, et qui sont remplis d'un matériau amortisseur. Les conteneurs destinés au transport et/ou au stockage de matières irradiées, doivent maintenir avec sécurité la radio- activité du contenu, même après un accident, par exemple un renversement du conteneur. Les conteneurs sont construits pour satisfaire à cette obligation et son pourvus, sur leurs faces frontales, au moins pendant les opérations de manoeuvre et de transport, d'amortisseurs de chocs supplémentaires. Lors d'un renversement ou d'un choc, ces amortisseurs doivent pouvoir absorber une énergie de déformation aussi très importante que possible, leur caractéristique d'amortisseur assurant que les charges appliquées alors au conteneur et à son contenu radio- actif restent maintenues à une faible valeur. De tels amortisseurs de chocs sont connus d'après les brevets DE 2 650 417 et DE 28 30 305. Ils présentent géné- ralement une constitution en plusieurs couches normales à l'axe du conteneur. Les couches sont fréquemment séparées l'une de l'autre par des t8les perpendiculaires et elles présentent en partie des caractéristiques de déformation différentes. On con- naît également des amortisseurs de chocs avec une constitution en plusieurs couches en direction radiale. L'inconvénient de ces amortisseurs de chocs connus réside, en ce qu'ils sont constitués de manière optimale pour une direction de choc déter- minée, c'est-à-dire qu'ils présentent une dureté différente suivant la direction de l'impact. L'invention a pour but de réaliser un amortisseur de chocs pour conteneur de transport et/ou de stockage de matières radioactives, notamment d'éléments combustibles irradiés de réacteurs nucléaires, consistant en plusieurs compartiments radiaux et axiaux, remplis d'un matériau amortisseur, lequel présente une caractéristique d'amortissement à protection essentiellement identique dans des directions d'impact diffé- rentes et qui soit en outre simple à monter. Dans ce but, l'amortisseur de chocs conforme à l'in- vention est caractérisé en ce qu'il se compose d'une partie 2 2487565 annulaire et d'une partie intérieure en forme de chapeau, qui sont séparées l'une de l'autre par un tube intérieur rigide et un tube d'espacement, le tube intérieur rigide glissé sur l'extrémité du conteneur étant relié à un revêtement intérieur, ainsi qu'à un dispositif de centrage, et au moins à une partie de paroi radiale de compartiments qui appartiennent à la partie annulaire, une paroi de compartiment radiale étant fixée au tube intérieur à la hauteur du revêtement intérieur et toutes les parois de compartiments étant montées à liaison de trans- mission de forces sur l'enveloppe extérieure de l'amortisseur de chocs, avec, en outre, sur le conteneur, une surface d'appui pour la partie annulaire, le tube intérieur rigide est disposée dans une zone intermédiaire de l'extrémité du conteneur. La description ci-après se rapporte à des exemples de réalisation avec référence aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue en coupe verticale schémati- que de l'amortisseur représentant les différentes enveloppes et parties de recouvrement.. - la figure 2 et la figure 3 sont des vues en coupe analogues, avec représentation des compartiments remplis de matériau amortisseur. - la figure 4 est une vue en coupe horizontale de l'amortisseur. Sur l'extrémité 6 d'un conteneur de transport 21 pour éléments de combustibles irradiés, pourvu de nervures de re- froidissement 20 et de tourillons de support 22, est monté un amortisseur de chocs (1) en forme de chapeau. L'amortisseur de chocs 1 est composé d'une partie annulaire 2 et d'une partie intérieure 3, entre lesquelles est disposé un tube intérieur rigide 4 qui entoure en partie l'extrémité du conteneur 6. L'épaisseur de paroi du tube intérieur 4 s'élève, en dépendance du type de conteneur, à 10 à 30 mm. Le matériau de ce tube est un métal, par exemple un acier allié. A ce tube intérieur rigide 4 se raccorde un tube d'espacement plus mince 5, dont le recouvrement formé, par une partie frontale 12, une enveloppe extérieure Il de l'amortisseur de chocs-1. La partie frontale 12 de recouvrement de l'enveloppe extérieure Il est cons- tituée par une tÈle de, par exemple, 12 mm d'épaisseur, tandis que le reste de l'enveloppe extérieure Il présente seulement une.épaisseur de par exemple, 5 à 10 mm. Au tube intérieur 4 est encore fixé un recouvrement intérieur robuste 7 ayant une épaisseur par exemple de 10 à mm, sur lequel est encore fixé un anneau de centrage 8. La fixation entre le tube intérieur 4 et le recouvrement intérieur 7 et l'anneau de centrage 8 est prévu tel que, lors d'un choc en direction axiale, se produise un déplacement relatif de glissement entre le tube intérieur et le recouvrement intérieur et l'anneau de centrage. De cette manière la zone d'amortisseur constituée, extérieurement au tube intérieur 4, comme une pièce annulaire 2 ne participe pratiquement pas à l'amortissement. Dans la partie intérieure (3) de l'amortisseur qui est seule efficace lors d'un choc axial, il s'établit, au cours du choc, un état de tension tri-dimensionnel dans le matériau amortisseur qui se trouve dans les compartiments formés par les parois de t8le 19. Cependant, grâce au tube intérieur rigide 4, une dilatation transversale est largement empochée, de telle sorte que la possibilité de déformation plastique du matériau amortisseur (15) de la partie intérieure 3 est totalement mis à profit et assure un amortissement optimal dans le cas d'un choc axial. Le matériau amortisseur contenu dans les compartiments, est constitué, du c8té frontal, en direction de l'enveloppe extérieure 11, par une couche plus épaisse en matériau amortis- seur mou 15, par exemple du bois balza, à laquelle se raccorde, en direction du recouvrement intérieur 7, un matériau amortis- seur plus dur 16, par exemple en bois dur. Le matériau amortis- seur assure en outre une certaine fonction d'isolation thermique dans le cas d'accidents avec incendie du conteneur. Les comparti- ments peuvent être constitués suivant une structure dite en nids d'abeilles, par exemple avec des parois en métal léger 19. Il est particulièrement avantageux de constituer les parois 19 avec des t8les de différentes épaisseurs, et même, le cas échéant en matériaux différents. Une autre amélioration de l'amortissement en cas de choc axial peut être obtenue, en cas de besoin, par une surface d'application 13 prévue sur le conteneur 21 qui est prévue à une certaine distance de l'extrémité 6, de telle sorte que, après une déformation de la partie intérieure 3, la partie annulaire 2 entre en action par déformation contre la surface d'application 13. Il est dans ce cas particulièrement avantageux que la surface d'application 13 pour le tube rigide 4 et pour la partie annu- laire 2 soit formée par la face frontale des nervures de refroi- dissement 20 du conteneur. Dans bien des cas, il est particulièrement avantageux de prévoir que la partie intérieure 3 soit constituée par des compartiments de hauteurs différentes. Le contour enveloppe des compartiments disposés à différentes hauteurs peut alors présen- ter une section transversale en forme de parabololde. Dans le cas d'un choc en direction oblique, par exem- ple contre le bord 14 du conteneur, c'est tout d'abord princi-- palement la partie annulaire 2 qui reçoit le choc. Il se produit alors un état de tension suivant trois axes, par les parois de compartiment radiales 9, 10, disposées perpendiculairement à l'axe du conteneur, qui se trouvent dans des sections transver- sales horizontales différentes, et consistent par exemple en t8les annulaires. Les parois de compartiments 9 sont reliées à l'enveloppe extérieure 11 et au moins en partie au tube inté- rieur 4, de telle sorte qu'une paroi de compartiment radiale 10 se trouve sensiblement à hauteur du recouvrement intérieur 7 et est fixée également au tube intérieur 4 et à l'enveloppe exté- rieure 11. De cette manière, la dilatation transversale est limi- tée et on évite largement un aplatissement de l'enveloppe exté- rieure 11. Grâce à l'empêchement de dilatation transversale dans la partie annulaire déformée 2, il se produit dans les parois annulaires de compartiments 9 et 10, des forces de trac- tion, qui sont absorbées par le tube intérieur 4. Après une certaine déformation du bord d'impact 14, il s'établit alors une force qui provoque un déplacement relatif entre le tube inté- rieur 4 et le recouvrement intérieur 7 ainsi que l'anneau de centrage 8, c'est-à-dire que la partie intérieure 3 participe à nouveau, à l'amortissement, ainsi que, en cas de besoin, la surface d'application de force 13. Les parois 9 et 10 dans la partie annulaire 2 forment des compartiments qui sont remplis d'un matériau amortisseur dur 16. Simplement derrière la face frontale de la partie annu- laire 2, est contenue une couche en matériau amortisseur plus mou 15. Il est particulièrement avantageux de prévoir des parois de compartiments 9, 10, 19 d'épaisseurs différentes selon le but. De préférence, les compartiments de la partie annulaire 2 et de la partie intérieure 3 sont pourvus de nervu- res de raidissage 23 (figure IV). La fixation de l'amortisseur de choc en forme de chapeau 1 au conteneur de transport 21 est assurée, en direction radiale, par le tube intérieur rigide 4 et par le dispositif de centrage 8. En direction axiale, l'amortisseur 1 est fixé au conteneur de transport, latéralement au moyen de boulons de blocage 17 qui sont engagés dans des gorges longitudinales 18 prévues dans la surface extérieure du conteneur. De cette manière, le déplacement relatif entre le tube intérieur 4 et le recouvrement intérieur 7 et le dispositif de centrage 8 n'est pas empêché dans le cas d'un impact. Ainsi, en outre, le montage de l'amortisseur de chocs 1 sur l'extrémité du conteneur 6 est simplifié par rapport au procédé de fixation usuel, dans lequel l'amortisseur est boulonné, du c8té frontal, sur le conteneur. L'ensemble d'amortisseur de chocs est constitué comme une construction étanche aux gaz et il contient, dans l'enveloppe extérieure 11, des ouvertures de sécurité fusibles efficaces en cas d'accident avec incendie. REVENDICATIONS ) Amortisseur de chocs pour conteneurs de transport et/ou stockage de matières radioactives, consistant en plusieurs compartiments disposés radialement, et axialement qui sont rem- plis de matériau amortisseur, caractérisé en ce qu'il se compose d'une partie annulaire (2) et d'une partie intérieure (3) assem- blées en forme de chapeau (1), qui sont séparées par un tube intérieur rigide (4) et un tube d'espacement (5), le tube inté- rieur rigide (4), glissé sur l'extrémité (6) du conteneur, étant relié à un recouvrement intérieur (7) ainsi qu'à un dispositif de centrage (8) et au moins une partie de parois de comparti- ments (9) qui appartiennent à la partie annulaire (2), une paroi de compartiment radiale (10) étant fixée au tube intérieur (4) à hauteur du recouvrement intérieur (7) et toutes les parois de compartiments (9, 10) étant reliées à transmission de force avec l'enveloppe extérieure (11) de l'amortisseur (1), une surface d'application de force (13) pour la partie annulaire (2) et pour le tube intérieur rigide (4) étant en outre disposée sur le conteneur à une distance de son extrémité (6). 2 ) Amortisseur de chocs suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est fixé sur le conteneur (21)-au moyen de boulons de blocage (17) qui sont engagés dans des gorges longitudinales (18) prévues dans la surface extérieure du con- teneur. 30) Amortisseur de chocs suivant l'une des revendica- tions 1 et 2, caractérisé en ce que les compartiments formés par des parois en tôle (19) de la partie intérieure (3) de l'amortisseur (1) présentent des hauteurs différentes. ) Amortisseur de chocs suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les parois de com- partiments (9, 10, 19) sont constituées en t8le d'épaisseurs différentes. ) Amortisseur de chocs suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la surface d'appli- cation de forces (13) pour le tube intérieur rigide (4) et pour la partie annulaire (2) est formée par la face frontale de ner- vures de refroidissement (20) prévues sur le conteneur (21).