Brevet FR2526405A1 — publié le 19831110

L'invention concerne les réservoirs à toits flottant. De tels réservoirs sont utilisés notamment dans les centrales nucléaires pour stocker à l'abri de l'air certains produits et, en particulier, des eaux déminéralisées. Le liquide contenu dans le réservoir se trouve en permanence en contact direct du toit et ce dernier se déplace avec le niveau du liquide. L'étanchéité à l'air est assurée par le toit d'une part et par une membrane souple qui relie de façon étanche à l'air le pourtour du toit et la paroi latérale du réservoir. Pour éviter que cette membrane souple fasse des plis ou soit plaquée contre la paroi du réservoir par la pression du liquide dans le réservoir, il est connu de remplir l'espace compris entre cette membrane et la paroi en regard du réservoir avec un liquide de contrepression. Dans les réalisations connues, la structure du toit flottant est relativement compliquée pour différentes raisons, le toit étant généralement à double paroi et comportant de plus des raidisseurs. La fabrication d'un tel toit nécessite de nombreuses opérations d'assemblage qui entraînent un coat de fabrication élevé. En outre, la surface libre du liquide de contrepression varie de façon importante, en raison de la géométrie du toit, lorsque le toit est déplacé dans la hauteur du réservoir, ce qui peut constituer un inconvénient lorsqu'on désire recouvrir cette surface libre pour réduire l'évaporation du liquide de contrepression. Il est, d'autre part, connu d'évacuer les bulles d'air qui aboutissent sous la jonction de la membrane avec le réservoir au moyen d'un ou plusieurs purgeurs fixés à la paroi du réservoir. Les toits connus présentent, cependant, l'inconvénient de nécessiter des dispositifs d'accès difficile pour évacuer les éventuelles bulles d'air qui aboutissent juste sous la jonction de la membrane souple avec le toit. L'invention vise à éviter ces inconvénients. Un but de l'invention est donc de fournir un réservoir à toit flottant dont la structure de toit soit simple et comporte essentiellement une seule paroi de couverture. Un autre but de l'invention est de fournir un réservoir à toit flottant tel que la surface libre du liquide de contrepression ait une étendue constante lorsque le toit se déplace. Encore un but de l'invention est de fournir un réservoir à toit flottant qui permette très simplement l'évacuation d'une bulle d'air qui se trouverait sous la jonction de la membrane souple avec le toit. Un réservoir à toit flottant conforme à l'invention est essentiellement caractérisé par le fait que la partie du toit en contact avec le liquide du réservoir et une paroi en forme générale de calotte sphérique, la convexité de la calotte étant tournée vers le haut. De par sa forme, cette structure est résistante et il n'est pas nécessaire de la compléter par des raidisseurs. Selon une autre caractéristique de l'invention; il est préconisé de munir la calotte sphérique d'une rehausse constituée de préférence par une paroi de révolution d'axe vertical fixée sur la calotte, l'axe de la rehausse se confondant avec celui du réservoir. Ces particularités et d'autres particularités et avantages de l'invention seront décrits ci-après en référence aux figures du dessin joint qui sont relatives à une réalisation typique d'un réservoir conforme à l'invention, les figures étant limitées aux parties du réservoir utiles pour la compréhension de l'invention - la figure 1 est une demi-coupe verticale d'un réservoir conforme à l'invention dans la région du toit flottant de ce réservoir - la figure 2 est une vue de détail de la fixation de la membrane sur le toit flottant, et - la figure 3 est une demi-coupe verticale montrant le réservoir; le toit flottant étant respectivement en position basse et en position haute. Le réservoir est, par exemple, un réservoir de stockage d'une eau utilisée dans une centrale nucléaire et il est essentiellement constitué par une paroi cylindrique 1 en acier, un fond 2 et un toit flottant 3 (figures 1 et 3). Conformément à l'invention, le toit flottant est essentiellement constitué par une paroi 3A en forme de calotte sphérique qui est en contact avec le liquide du réservoir, cette calotte étant à convexité tournée vers le haut et étant surmontée d'une paroi cylindrique 3B dont le bord supérieur est éventuellement raidi par un anneau 4. La calotte sphérique 3A est bordée par un anneau 5 qui sert à la fixation d'un bord d'une membrane périphérique 6 dont l'autre bord est fixé à la paroi cylindrique 1 du réservoir à un emplacement choisi et, de préférence, en une région 7 située sensiblement à mi-hauteur de la partie utile du réservoir. La figure 2 est une vue agrandie montrant la fixation de la membrane 6 à l'anneau 5 qui fait corps avec la paroi 3A. On voit sur cette figure que la fixation est réalisée de telle façon qu'un passace d'air 8 pratd das lwanneau 5 permet à une bulle d'air qui se trouverait dans l'espace 9 situé juste sous le sommet de la membrane 6 de s'échapper vers la calotte sphérique 3A, comme le montre la flèche 10. Le bord supérieur de la membrane 6 est donc fixé à l'anneau 5 sensiblement au même niveau que le niveau de fixation de la paroi 3A ou inférieurement à ce niveau et un ou plusieurs passages d'air 8 se trouvent juste sous la fixation de lc membrane 6à l'anneau 5. La rehausse cylindrique 3B est choisie à un diamètre tel que le niveau de flottaison du toit soit légèrement au-dessus du sommet de la calotte sphérique de façon à assurer qu'aucune bulle d'air ne séjourne sous la calotte sphérique et que tout air éventuel soit évacué par une soupape appropriée 11 située dans la région centrale de la calotte. De telles soupapes d'évacuation sont déjà utilisées dans les toits flottants connus et l'invention ne porte pas sur une structure de soupape particulière. De façon en soi connue, du liquide de contrepression 12 est prévu autour de la membrane 6 et de la rehausse 3B et lorsque le toit se déplace (figure 3 partie gauche),ce liquide de contrepression baigne toujours la rehausse cylindrique 3B si bien que sa surface est constante. Il est donc possible, conformément à l'invention, de recouvrir cette surface avec des billes ou des panneaux flottants 13 pour en réduire l'évaporation. A titre indicatif, on a représenté sur la partie droite de la même figure un réservoir à toit flottant classique et l'on voit que la surface libre du liquide de contrepression varie de façon importante lorsque le toit se déplace en sorte qu'il est difficilement concevable de recouvrir le liquide avec des éléments destinés à éviter l'évaporation. Les réservoirs à toit flottant sont généralement munis d'un moyen de sécurité qui permet d'évacuer à travers le toit du liquide contenu à l'intérieur du réservoir en cas de surpression. Conformément à l'invention, il est préconisé que cette évacuation aboutisse au-dessus du liquide de contrepression, ce qui s'obtient facilementpar des conduites appropriées. Pour l'exemple, on a représenté sur la partie gauche de la figure 3 un conduit 14 qui relie le toit à une soupape de déversement 15 du-liquide interne 17 située au-dessus du liquide de contrepression 12-. Enfin, selon une autre particularité de l'invention, la paroi latérale du réservoir est munie d'un trop plein 18 situé à un niveau inférieur au niveau atteint par la rehausse du toit flottant lorsque le toit occupe sa position de hauteur maximale. REVENDICATIONS 1. Réservoir à toit flottant, le toit étant relié de façon étanche à la paroi du réservoir qui l'entoure par une membrane souple, cette membrane déterminant avec la paroi du réservoir et le toit un espace propre à recevoir un liquide de contre-pression, caractérisé en ce que le toit est au contact du liquide du réservoir par une paroi en forme générale de calotte sphérique à convexité tournée vers le haut. 2. Réservoir à toit flottant selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite calotte sphérique est surmontée d'une rehausse qui limite l'espace disponible pour la réserve de liquide. 3. Réservoir à toit flottant selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que ledit toit est essentiellement constitué d'une paroi de couverture en forme de calotte sphérique et d'une rehausse cylindrique. 4. Réservoir à toit flottant selon la revendi cation 2 ou 3, caractérisé en ce que ladite rehausse est une paroi cylindrique d'axe vertical. 5. Réservoir à toit flottant selon la revendication 4, caractérisé en ce que la rehausse a un diamètre tel que le niveau de flottaison du toit se trouve au-dessus du sommet de la calotte sphérique. 6. Réservoir à toit flottant selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ladite calotte sphérique est bordée par une paroi annulaire sur laquelle est fixée ladite membrane. 7. Réservoir à toit flottant selon la revendication 6, caractérisé en ce que ladite paroi annulaire comporte sous la jonction de cette paroi avec la calotte sphérique et sous le niveau de fixation de la membrane à la paroi annulaire at moins un passage poir que l'air éventuellement piégé sous le sommet de la membrane puisse passer sous la calotte sphérique. 8. Réservoir à toit flottant selon l'une des revendications 1 à 7, et qui comporte une soupape de déversement du liquide interne en cas de surpression, caractérisé en ce que des moyens sont prévus pour que le déversement de cette soupape s'effectue au-dessus du liquide de contrepression. 9. Réservoir à toit flottant selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la paroi latérale du réservoir est munie d'un trop plein situé à un niveau inférieur au niveau supérieur de la rehausse du toit flottant lorsque le toit est à son maximum. 10. Application d'un réservoir à toit flottant selon l'une des revendications 7 à 9, comme réservoir de stockage dans une centrale nucléaire.