Brevet FR2532353A1 — publié le 19840302

CUVE DE SECURITE CE REALISATION COMPOSITE ET A SYMETRIE DE REVOLUTION, NOTAMMENT POUR INSTALLATIONS D'ANERGIE NUCLEAIRE La présente invention se rapporte à une cuve de sécurité à symétrie de révolution, de préférence pour installations d'énergie nucléaire. Ces cuves de sécurité sont des ouvrages exposés à des contraintes extremement fortes. Elles sont soumises à des effets qui agissent aussi bien de l'intérieur que de l'extérieur, peuvent être de nature globale ou locale et s'exercer aussi bien à court terme qu'à long terme. Pour qu'une cuve de sécurité puisse satisfaire aux exigences qui lui sont imposées Catelles que la protection de l'environnement vis-à-vis de séquelles d'incidents se produisant à l'intérieur de l'installation et la protection de l'installation vis-à-vis d'influences exercées par l'en- vironnement), il est nécessaire de garantir la résistance mécanique , la protection à l'encontre d'une libération-de radio-activité, ainsi que la radioprotection. On connait des enceintes de sécurité constituées par plusieurs ouvrages partiels exerçant leur effet d'une manière largement indépendante les uns des autres x une cuve externe, fabriquée en général en béton précontraint ou non précontraint, absorbe les effets provenant de l'extérieur ; une cuve intermédiaire en acier absorbe les influences globales agissant de l'intérieur ; et un ouvrage protecteur interne supplémentaire protège cette cuve intercalaire en acier de destructions locales. Une caractéristique particulière de ce type de construction réside dans le fait que des défauts d'étanchéité de la cuve en acier peuvent être compensés grâce à l'espace intermédiaire entre les cuves externe et intercalaire. L'inconvénient consiste en l'extrême complexité technologique et en les coûts extrêmement élevés que requiert la construction de ces ouvrages. On connaît en outre des cuves de sécurité à paroi unique consistant en du béton précontraint ou non précontraint. L'inconvénient fonct.onnel de ce type de construction est qu'il perd largement son étanchéité en cas de destructions locales du chemisage interne en tôle. On connaît par ailleurs des réalisations non précontraintes qui sont protégées par de la tole et sont en particulier destinées à des locaux confinés dans des centrales nucléaires. Ce principe de construction n'est pas applicable aux formes de réalisation connues de cuves de sécurité à symétrie de révolution car, par suite des conditions spécifiques de contraintes, des fissures se produisent aléatoirement dans l'ouvrage, ce qui fait que la radioprotection nécessaire ne peut plus être garantie. Un inconvénient important consiste par ailleurs en ce que, en cas de destructions locales du chemisage en tôle interne ou externe, on constate une diminution notable non seulement de l'étanchéité, mais encore de la résistance mecanivue. L'invention a donc pour objet, en réduisant dans une très large mesure les inconvénients précités des formes de réalisation connues, de proposer une cuve de sécurité dont le type de construction soit hautement industrialisé et optimalement économique, en vue de décentraliser des chantiers compliqués, de raccourcir considérablement les durées de construction et d'atteindre des ressources supplémentaires de production par une diminution des coûts et de la quantité de matière utilisée ; et qui satisfasse aux exigences les plus sévères imposées à une cuve de sécurité dans des installations d'énergie nucléaire, tout sn permettant, du point de vue fonctionnel, d'obtenir dans la mesure la plus large possible, avec une forme de construction intégrée. a une seule paroi, les avantages des types de réalisation à plusieurs parois. L'invention a donc pour objet une cuve de sécurité non précontrainte, à'une seule paroi, à symétrie de révolution et dont la paroli est réalisée en plusieurs couches. Conformément à l'invention, cet objet est atteint par le fait que la paroi de la cuve de sécurité consiste en plus de deux couches qui sont imbriquées les unes dans les autres, s'entourent mutuellement et sont constituées par des tôles d'acier équipées ou non d'organes de solidarisation, ainsi que par de-s éléments en forme de tiges. Les espaces intBrmédiaires entre les couches sont comblés par une ma-tière qui est de préférence du béton et ils détePminent rigidement les positions mutuelles desdites couches. La couche interne ainsi que la couche externe de la paroi sont renforcées par des éléments annulaires de traction, ces éléments annulaires pouvant aussi passer entre les couches extrêmes, en guise de couche supplémentaire sous la forme de bandes ou bien en s étendant sur toute la hauteur de la paroi. Au moins la couche interne,mais aussi judicieusement la couche externe de la paroi doivent être réalisées étanches aux gaz. Des dispositifs de régulation et d'évacuation contrôlée d'effluents gazeux et liquides pénétrant dans la couche interne par suite de fuites peuvent être placés dans l'espace intermédiaire entre ces couches. La matière comblant les espaces intermédiaires entre les couches peut consister en des matériaux et assemblages de matériaux différents. L'avantage de la solution proposée par l'invention consiste tout d'abord en ce qu'il est possible d'utiliser un mode de construction renforcé par des tôles dans des cuves de sécurité d'installations d'énergie nucléaire, avec les nombreux avantages que comporte ce mode de construction par rapport à un mode de construction monolithique. Ces avantages sont un raccourcissement de la durée de construction, un morcellemen-t des chantiers de construction, une diminution de la quantité de matériaux de construction utilisée, ainsi qu'un accroissement notable de la productivité. La préfabrication des tronçons dans une chaine de production fortement industrialisée et le mode de montage proposé permettent l'application de technologies optimales de construction pour monter l'ouvrage et ses équipements. La réalisation de la paroi à plusieurs couches confère également des avantages fonctionnels. Ces avantages consistent d'une part en la possibilité de réaliser hermétiquement une couche supplémentaire en tale d'acier qui vient s'ajouter au chemisage interne en tale, ce qui accroit globalement l'étanchéité de l'ouvrage et ne supprime pas cette étanchéité en cas de fuites de la couche interne. Lorsque des dispositifs appropriés permettant la régulation et l'évacuation contrôlée d'effluents gazeux et liquides sont interposés entre le chemisage interne en tale et la couche hermétique supplémentaire, la solution proposée par l'invention, acquiert une valeur fonctionnelle analogue à celle d'un mode de construction à plusieurs parois. Par rapport à ce dernier mode de construction, la forme de réalisation selon l'invention présente l'avantage que toutes les couches remplissent des fonctions de support lorsque des effets s exercent de l'intérieur et/ou de l'extérieur, ce qui se traduit par un abaissement notable de la quantité de matière mise en oeuvre. Un autre avantage de la solution de l'invention réside dans le fait que les couches en acier placées à l'intérieur de la paroi se trouvent, par rapport aux bords, à une distance telle qu'elles ne subissent pas des destructions locales en cas d'influences locales extrêmes. Dans un tel cas, la capacité de charge est ainsi considérablement moins diminuée qu'en l'absence de la réalisation à plusieurs couches telle que proposée par l'invention. L'invention va à présent être décrite plus en détail à titre d'exemples nullement limitatifs en regard du dessin annexé sur lequel La figure 1 est une coupe transversale de la configuration générale d'une cuve de sécurité ; La figure 2 est une coupe fragmentaire de la paroi de la cuve de sécurité selon l'invention , et La figure 3. est une coupe fragmentaire illustrant une autre variante de réalisation selon les figures 1 et 2. Dans la paroi d'une uve de sécurité 1, représentée sur les figures 1 et 2, une couche interne 2 et une couche externe 3 consistent en des tôles d'acier qui, pour produire une structure composite, supportent des organes 7 d'ancrage ou de solidarisation dans une matière 8 comblant les espaces intermédiaires entre des couches 2, 3, 4 et 5. La couche interne 2 est réalisée étanche aux gaz. L'espace intermédiaire entre la couche interne 2 et la couche externe 3 est comblé p-ar la matière 8 consistant de préférence en du béton. Lorsque, en plus de la couche interne 2, la couche externe 3 est elle aussi réalisée étanche aux gaz, des dispositifs 10 sont placés dans l'espace intermédiaire entre ces couches 2 et 3 en vue de la régulation et de 1 'él-imina- tion contrôlée d'effluents gazeux et liquides qui pénétrent dans la couche 2 par suite de fuites. Dans l'espace intermédiaire entre les couches 2 et 3, se trouvent en outre des couches 4 et s formées par des éléments entrecroisés en forme de tiges dont la distance, par rapport auxdites couches 2 et 3, est choisie de manière que ces couches 4 et 5 ne soient pas affectées par des détériorations locales. La :Forme de réalisation de la paroi sur la figure 3 correspond sensiblement à celie selon la figure 2. Dans l'espace intermcdiaire entre la couche interne 2 et la couche externe 3, sont disposées des couches 4 et 5 composées d'éléments individucls en forme de tiges, ainsi que des éléments annulaires de traction qui forment une couche supplémentaire 6 et s' tendent à la manière de bandes ou bien encore sur toute la e hauteur de la paroi, les posi- t ions respectives de toutes ces couches étant déterminées rigidement par la matière 8 comblant les espaces intermédiaires. La couche externe 3 ost renforcée localement par des éléments de traction 9 er tôle d'acier rapportés par soudage. Il va de soi que de rombreuses modifications peuvent être apportées à la cuve décrite et représentée, sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Cuve de sécurité à symétrie de révolution et à forme de réalisation non précontrainte, de préférence pour des installations d'énergie nucléaire, cuve caractérisée par le fait que sa paroi consiste en plus de deux couches (2, 3, 4 5, 6) qui sont imbriquées les unes dans les autres, s'entourent mutuellement et sont constituées par des toles d'acier équipées ou non d'organes d'ancrage ou de solidarisation t7) > ainsi que par des éléments en forme de tiges , et par le fait que les positions respectives desdites couches (2, 3, 4, 5, 61 sont déterminées rigidement par une matière (8), de préférence du béton, qui comble les espaces intermédiaires entre ces couches (2, 3, 4, 5, 61. 2. Cuve selon la revendication 1, caractérisée par le fait que les couches (2, 3] sont renforcées par des éléments annulaires de traction (9). 3. Cuve selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée par le fait que les éléments annulaires de traction t91 passent également entre les couches (2, 31 en constituant une couche supplémentaire t61, sous la forme de bandes ou en s'étendant sur toute la hauteur de la paroi. 4. Cuve selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que les couches (2, 31 sont fabriquées en tôle d'acier ; et par le fait que, en plus de la couche interne t21 la couche externe (31 peut, elle aussi, être réalisée étanche aux gaz. 5. Cuve selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée par le fait que des dispositifs t101 de régulation et d'évacuation contrôlée d'effluents gazeux et liquides sont placés dahs les espaces intermédiaires entre les couches (2, 3). 6. Cuve selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée par le fait que la matière t8) comblant les espaces intermédiaires consiste en des matériaux et assemblages de matériaux différents.