Brevet FR2548817A1 — publié le 19850111

Fût de transport et de stockage de déchets faiblement et moyennement radioactifs, ainsi que procédé de chargement d'un fût de transport et de stockage. L'invention concerne un fnt de transport et de stockage de déchets faiblement et moyennent radioactifs, dont l'ouverture est fermée par un couvercle, après le chargement, une pièce en forme de pot à insérer dans le fût et destinée à recevoir directement les déchets radioactifs pouvant être introduite dans le 10 fût de stockage, en ménageant une chambre annulaire intermédiaire entre le fût de stockage et la pièce à insérer dans le fût. Pour le transport ainsi que pour le stockage de substances faiblement et moyennement radioactives, 15 on utilise habituellement des fûts Pour ce qui concerne les substances radioactives reçues dans ces fûts, il peut s'agir aussi bien de substances non traitées que de substances solidifiées qui sont destinées à être stockées définitivement La solidification peut 20 s'effectuer, par exemple, par conditionnement dans du béton, ou par enrobage dans du bitume. Lorsque l'on remplit un fût de substances radioactives dans une cellule protégée, on court le danger que le fût soit contaminé extérieurement Pour 25 le traitement ultérieur du fût, il est donc nécessaire d'effectuer une décontamination de la surface exté- rieure Mais une décontamination donne des effets secondaires. La disponibilité du dispositif de remplissage est diminuée par la décontamination En outre, la décontamination, particulièrement lorsqu'il s'agit de substances moyennement radio5 actives, est fastidieuse parce que les processus ne doivent être effectués que par télécommande, en raison de l'importance du rayonnement. Il serait donc bon d'introduire d'abord les substances radioactives destinées à être transportées et à être 10 stockées dans la cellule protégée, dans une pièce distincte à insérer dans le fût Ensuite, la pièce à insérer dans le fût, qui peut être contaminée sur sa surface extérieure, est introduite par un sas à double couvercle dans le fût de stockage qui peut être conservé dans une cellule non 15 active. L'utilisation d'une pièce à insérer dans le fût doit rendre possible une manipulation télécommandée dans l'espace restreint de la cellule protégée, sans que le volume disponible de la pièce à insérer dans le fût soit 20 diminué par les équipements auxiliaires de manipulation. L'invention vise à perfectionner un récipient de transport et de stockage du type décrit au début du présent mémoire, de manière à simplifier la manipulation télécommandée lors du processus de remplissage, et à avoir 25 un volume de capacité aussi grand que possible par fût. Le fût de transport et de stockage suivant l'invention est caractérisé en ce que la pièce à insérer dans le fût présente, sur le pourtour, en haut et au bord de l'ouverture, un anneau de manipulation s'étendant radia30 lement, en ce que l'anneau de manipulation présente, sur le pourtour, des évidements, en ce que la section transver- sale de la pièce à insérer dans le fût s'amincit vers le bas, en ce que, sur la surface extérieure ou sur la surface intérieure de la pièce à insérer dans le fût est disposé, à distance de Vanneau de manipulation, dans un plan de section transversale, un anneau d'appui périphérique et s'étendaht radialement. La pièce à insérer dans le fût, agencée suivant l'invention, peut être conservée en étant empilée à l'emplacement de travail protégé et être saisie 10 facilement par des engins de levage L'introduction dans le ft de stockage est possible par le fait que les engins de levage viennent en prise dans les évidements. L'anneau d'appui sur la surface extérieure ou 15 sur la surface intérieure de la pièce à insérer dans le fût sert d'appui, lors de l'empilage L'anneau d'appui extérieur est en contact avec l'anneau de manipulation de la pièce sousjacente à insérer dans le fût La forme légèrement conique de la pièce à insérer 20 dans le fat permet l'empilage par emboitageo La distance entre l'anneau d'appui et l'anneau de manipulatior est telle que, lors de l'emboîtage de pièces vides à insérer dans le fût, en vue d'un stockage prenant aussi peu de place que possible, on empêche tout 25 coincement des surfaces latérales coniques. Suivant une variante avantageuse, la pièce à insérer présente, en haut, au bord de l'ouverture, un anneau de manipulation qui s'étend radialement vers l'extérieur et qui est agencé en anneau de centrage pour la pièce à insérer dans le fût, l'anneau de centrage présente, sur le pourtour, des évidements de type à segments, la section transversale de la pièce a insérer dans le fût s'amincit vers le bas, sur la surface extérieure de la pièce à insérer dans le fût 35 est disposé, à distance de l'anneau de centrage, un anneau d'appui s'étendant radialement sur le pourtour et dont le diamètre extérieur est plus grand que le diamètre intérieur de l'anneau de centrage. L'anneau de manipulation et de centrage est en contact, par son pourtour extérieur, avec la surface intérieure du fût de stockage et fait ainsi que la chambre annulaire intermédiaire entre le fût de stockage et la pièce à insérer dans le fût soit uniforme. Par les évidements, il est possible de remplir la cham10 bre intermédiaire d'une masse de scellement qui sert à assurer la rigidité et/ou la protection. De préférence: la pièce à insérer dans le fût présente des parties d'entretoisesfixées à l'extérieur sur le fond, l'anneau de manipulation servant au centrage est soudé à l'extérieur, à l'extrémité ouverte de la pièce à insérer dans le fût, l'anneau de manipulation servant d'anneau de centrage est,considéré suivant une section transversa20 le,inclinée vers le bas dans sa surface de pourtour extérieure, l'anneau de manipulation est un anneau en acier en forme de U, dont les branches sont verticales et sont dirigées vers le centre de l'anneau, des tôles de centrage sont disposées à l'extrémité supérieure de la pièce à insérer dans le fût, sur le pourtour extérieur et sur l'anneau d'acier en forme de U, les tôles de centrage s'étendent radialement 30 vers l'extérieur, leurs dimensions radiales étant légèrement plus petites que la chambre intermédiaire comprise entre le fût de stockage et la pièce à insérer dans le fût, l'âme de l'anneau en acier en forme de U 35 est munie d'évidements qui sont disposés de manière décalée par rapport aux tô 161 es de centrage, l'anneau d'appui est formé par une moulure faisant le tour de la periph 4 rie de la pièce à insérer dans le fût, la moulure faisant le tour est subdivisée en sections de type à segments, dans la région inférieure de la pièce à insérer dans le fût, est disposé un tube de guidage faisant tout le tour et sur lequel sont fixées des entreO 10 toises. L'invention vise également un procédé de chargement d'un fût de transport et de stockage de déchets faiblement et moyennement radioactifs, caractérisé en ce qu'il consiste à empiler dans une cellule protégée 15 un certain nombre de pièces à insérer dans des fûts, à amener la pièce à insérer dans le fat supérieure à un poste de chargement, par un dispositif de préhension télécommandé, à remplir la pièce à insérer dans le fût de déchets radioactifs, à amener la pièce à in20 sérer dans le fût qui est rempli au-dessus d'un sas à double couvercle disposé au fond de la cellule, à relier, en-dehors de la cellule protégée, en-dessous du fond et en-dessous du sas à double couvercle, d'une manière en soi connue, un fût de stockage au sas à double couvercle, à ouvrir le sas à double couvercle, à abaisser la pièce à insérer dans le fût dans le fût de stockage, en passant par le sas à double couvercle, à fermer le sas à double couvercle après avoir éloigné le dispositif de préhension, et à fermer 30 le fût de stockage d'une manière en soi connue par un couvercle de fermeture disposé dans le dispositif à sas. Dans un mode de manipulation de ce type, seule la pièce à insérer dans le fût est contaminée 35 extérieurement Le fût de stockage, qui reçoit la pièce à insérer dans le fût, peut être transporté et stocké immédiatement après le chargement Des astreintes particulières pour la décontamination ne sont pas nécessaires. Au dessin annexé, on décrit trois exemples de réalisation de l'invention. La figure 1 représente un fût à rouleau fermé par un couvercle vissé et dans lequel est introduite une pièce à insérer dans le fût, la figure 2 est une vue en plan de la figure 1, le couvercle n'ayant pas été représenté, la figure 3 est une vue partielle en coupe du fût de stockage et de la pièce insérée dans le fût, à plus grande échelle, la figure 4 représente schématiquement une pile de pièces à insérer dans des fûts, la figure 5 illustre le processus de remplissage ou de chargement d'un fût de transport ou de stockage à l'intérieur et à l'extérieur d'une cellule 20 protégée, la figure 6 est une vue partielle en coupe du fût de stockage avec une pièce à insérer dans le fût, suivant un autre mode de réalisation, la figure 7 est une vue d'un fût à rouleau ayant une pièce insérée dans le fût, suivant un troisième mode de réalisation, la figure 8 est une vue en coupe partielle du fût de stockage et de la pièce insérée dans le fût suivant la figure 7, et la figure 9 est une vue en plan de la figure 8, le couvercle fermant le fût à rouleau ayant été omis. Le fût de stockage 5 représenté à la figure 1 est un fût à rouleau habituel dans le commerce, 35 de 400 litres de capacité, qui est fermé par un couvercle 6 vissé Le couvercle 6 est vissé sur une bride de fixation 7 ménagée à l'extérieur du fût de stockage 5. La ligne en traits mixtes représente 11 emplacement dans le fût de stockage 5 d une pièce 8 à insérer dans le fit La 5 pièce 8 à insérer dans le fat présente une section transversale s'amincissant vers le bas et a donc une forme extérieure conique de type en pot. Sur le bord suéri eur de l Vouverture de la pièce 8 à insérer dans le fgt, est soudé extérieurement un anneau de manipulation et de centrage 9 (figure 3) Le diamètre extérieur de l'anneau de centrage 9 n est que légèrement inférieur au diamètre intérieur de la paroi intérieure du ft de stockage 5 avec laquelle il est en contact, et qui est formée dans la région supérieure de la 15 bride de fixation 7. L'anneau de centrage 9 présente, sur le pourtour, quelques évidements 11 de type en segments Grace à eux, une communication est ménagée vers une chambre intermédiaire annulaire 12 qui se trouve entre la surface exté20 rieure de la pièce 8 à insérer dans le fût et la surface intérieure du fût de stockage 5 Le profil de section transversale incliné vers le bas et vers l'intérieur, de l'anneau de centrage 9, facilite l'introduction dans le fût de scockage 5 de la pièce 8 à insérer dans le fût. Au tiers supérieur de la pièce 8 à insérer dans le fût, est soudé, sur ia surface extérieure de la pièce 8 à insérer dans le fût, un anneau d'appui 13 faisant tout le tour et dont le diamètre extérieur est plus grand que le diamètre intérieur de l'anneau de centrage 9. Le fond 14 de la pièce 8 à insérer, dans le fût est muni, à l'extérieur, de pièces d'entretoises 15 servant de pieds. La figure 5 illustre le processus de chargement du fût de stockage 5, avec la pièce 8 à insérer dans le fût Dans une cellule 16 contaminée et protégée, une grue 18 peut se déplacer sur des rails de grue 19, en5 dessous du plafond 17 de la cellule Au crochet de grue 21 est accroché un étrier de préhension 22 qui peut s'engager dans les évidements 11 de type en segments de la pièce 8 à insérer dans le fût Dans la position représentée, la pièce 8 à insérer dans le fût 10 est maintenue au-dessus d'un sas à double couvercle ouvert 24, ménagé dans le fond 23 de la cellule 16. Des systèmes de sas à double couvercle sont connus en génie nucléaire depuis longtemps, de tous les spécialistes Ils sont utilisés pour faire passer des objets 15 d'une chambre dans une autre, quand l'une des deux chambres est chargée radioactivement. La structure,représentée schématiquement,du sas à double couvercle comprend une garniture 25 introduite dans l'ouverture du fond de la cellule et présen20 tant, dans un évidement ménagé sur la face inférieure, une surface annulaire d'étanchéité 26 Sur le pourtour extérieur de la garniture 25, et dans la cellule contaminée 16, est articulé, à une patte 27 de la garniture, un levier 28 qui porte une cloche de fermeture 29. Au centre de cette cloche de fermeture, est encastré un aimant permanent 31 Dans l'état représenté du sas à double couvercle, cet aimant permanent 29 maintient un couvercle intérieur 32 pressé solidement sur l'intérieur de la cloche de fermeture 29 Ce couvercle inté30 rieur 32 ne peut donc pas être contaminé sur sa surface tournée vers la cloche de fermeture. En-dessous de l'ouverture ménagée dans le fond de la cellule 32, est disposé, dans une cellule 35 non contaminée et libre d'accès, un chariot élévateur 35 36 qui porte le fût de stockage 5 et qui est repoussé depuis le bas contre la surface d'étanchéité 26 de la garniture 25 du sas à double couvercle Par 37, on désigne un crochet de verrouillage pour la cloche de fermeture 29. La manipulation et le mode de fonctionnement du dispositif décrit précédemment sont les suivants. A la cellule protégée, dans laquelle s'effectue le processus de remplissage de la pièce 8 à insérer dans le fut, les pièces 8 à insérer dans le fût 10 sont sous la forme d'une pile. Par un engin de levage 18, présentant un dispositif de préhension 22, on soulève de la pile la pièce à insérer dans le fût qui est en la position la plus haute, et on l'amène au poste de chargement En 15 raison des évidements 1 il de type en segments, l'outil de préhension 22 peut s'appliquer à l'extérieur de la section transversale de remplissage de la pièce 8 à insérer dans le fût La section transversale de remplissage est donc entièrement libre de sorte que l'on 20 peut mettre même des objets contaminés ou radioactifs assez grands à l'intérieur de la piece 8 à insérer dans le fût. Apres avoir rempli la pièce 8 à insérer dans le fût,on la met au moyen de l'outil de levage 18 et en 25 la faisant passer à travers le fond 23 de la cellule protégée 16 (figure 5) qui présente, dans une ouverture, un système de double couvercle 24, dans un fût de stockage 5 raccordé qui se trouve en-dessous du fond 23 Les outils de préhension 22 saisissent l'anneau 30 central 9 par les évidements de type à segments 11, de sorte que l'introduction dans le fût de stockage 5 n'est pas gênée. Apres avoir introduit la pièce 8 à insérer dans le fût et après avoir soulevé l'engin de levage 18, 35 21, 22, le fût de stockage 5 est fermé d'une manière en soi connue, par le couvercle intérieur 32, au moyen du système à couvercle double 24 Après avoir été retiré du sas 24, le fût de stockage est muni du second couvercle extérieur 6. Le mode de réalisation de la pièce 40 à insérer dans le fût, représenté à la figure 6, comporte, à l'extrémité supérieure ouverte, un anneau en acier 42 soudé,en forme de U L'anneau en acier 42 en forme de U a ses deux branches 44 et 46 qcrui sont horizonta10 les Les extrémités des branches 44 et 46 sont dirigées vers le centre de l'anneau, de manière à former une gorge de réception 48 à laquelle on peut accéder depuis l'intérieur de l'anneau en acier 42 en forme de U Le diamètre extérieur de la pièce à insérer dans 15 le fût 40 et de l'anneau en acier 42 en forme de U n'est que légèrement inférieur au diamètre intérieur du fût de stockage 5 ' Entre le fût de stockage 5 ' et la pièce 40 à insérer dans le fût, il y a donc seulement un intervalle annulaire 50 extrêmement petit, de 20 sorte que la pièce 40 à insérer dans le fût se centre d'elle- même, lorsqu'elle est introduite dans le fût de stockage 5 '. La pièce 40 à insérer dans le fût est munie dans le tiers supérieur, d'une moulure 52 s'étendant vers 25 l'intérieur, faisant le tour du pourtour intérieur de la pièce 40 à insérer dans le fût et servant d'anneau d'appui Sondiamètre intérieur est inférieur au diamètre intérieur de l'anneau en acier 42 en forme de U. Le mode de réalisation suivant les figures 7 à 9 illus30 tre une autre constitution d'une pièce 54 à insérer dans le fût Cette pièce 54 à insérer dans le fût, présente également, à son extrémité ouverte, un anneau soudé en acier 56 en forme de U, ayant des branches 58 et horizontales, dirigées vers l'intérieur Sur le 35 pourtour extérieur de l'extrémité supérieure de la 2548 ? 7 pièce 54 à insérer dans le fût, sont réparties, d'une manière uniforme sur le pourtour, six tôles de centrage 62 Ces tôles de centrage sont soudées par leur extrémité supérieure recourbée à l'anneau en acier 56 5 en forme de U et par leur extrémité inférieure, à la surface extérieure de la pièce 54 à insérer dans le fût L'anneau en acier 56 en forme de U présente six évidements 64 qui sont ménagés dans son âme 66 en étant décalés par rapport aux tôles de centrage 10 62 (figure 9) Lee tôles de centrage 62 font que la pièce 54 à insérer dans le fat s'introduit au milieu du fût de stockage 5 " La chambre intermédiaire 68 libre entre le fût de stockage 5 " et la pièce 54 à insérer dans le fût reste ainsi constante sur son pourtour. 15 On peut ainsi bien remplir cette chambre intermédiaire 68 ultérieurement. Dans le tiers inférieur de la pièce 54 à insérer dans le fut, sont réparties, de manière uniforme dans un plan de section transversale et sur le pour20 tour de la pièce 4 à insérer dans le fût, trous moulures 70 de type en segments Ces moulures, qui font saillie vers l'extérieur, servent d'appui pour empiler les pièces 54 à insérer dans le fût. Dans la partie inférieure de la pièce 54 à in25 sérer dans le fût, est fixé,dans un plan de section transversale,un anneau de guidage 72 en faisant tout le tour, et affectant la forme d'un tube à paroi mince Cet anneau de guidage 72 porte trois entretoises 74 réparties d'une manière uniforme sur le pourtour, et constituant un autre moyen auxilaire de centrage de la pièce 54 à insérer dans le fût. REVENDICATIONS 1 Fat de transport et de stockage de déchets faiblement et moyennement radioactifs, dont l'ouverture est fermée par un couvercle, après le chargement, une pièce en forme de pot à insérer dans le fût et destinée à recevoir directement les déchets radioactifs pouvant être introduite dans le fat de stockage, en ménageant une chambre annulaire intermédiaire entre le fût de stockage et la pièce à insérer dans 10 le fût, caractérisé en ce que: la pièce ( 8, 40, 54) à insérer dans le fût présente, sur le pourtour,enhaut et au bord de l'ouverture, un anneau de manipulation ( 9, 42, 56), s'étendant radialement, l'anneau de manipulation ( 9, 42, 56) présente, sur le pourtour, des évidements ( 11, 48), la section transversale de la pièce ( 8, , 54) à insérer dans le fût s'amincit vers le bas, sur la surface extérieure ou sur la surface intérieure de la pièce ( 8, 40, 54) à insérer dans le fût est disposé, à distance de l'anneau de manipulation ( 9, 42, 56), dans un plan de section transversale, un anneau d'appui s'étendant radialement sur le 25 pourtour. 2 Fût de transport et de stockage suivant la revendication 1, caractérisé en ce que, la pièce à insérer ( 8) présente, en haut, au bord de l'ouverture, un anneau de manipulation ( 9) qui s'étend radialement vers l'extérieur et qui est agencé en anneau de centrage pour la piece 8 à insérer dans le fût, l'anneau de centrage { 9) présente, sur le pourtour, des évidements ( 11) de type à segments, la section transversale de la pièce 8 à 10 insérer dans le fût, s'amincit vers le bas, sur la surface extérieure de la pièce 8 à insérer d^ans l? fût est disposé, à distance de l'anneau de centrage ( 9), un anneau d'appui ( 13) s'étendant radialement sur le pourtour et dont le 15 diamètre extérieur est plus grand que le diamètre intérieur de l'anneau de centrage ( 9) 3 Fût de transport et de stockage suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la pièce ( 8, 40, 54) à insérer dans le fût présente des par20 ties d'entretoises( 15) fixées à l'extérieur sur le fond ( 14). 4 Fût de transport et de stockage suivant la revendication 2, caractérisé en ce que l'anneau de manipulation ( 9) de centrage est soudé à l'extérieur, 25 à l'extrémité ouverte de la pièce 8 à insérer dans le fût. Fût de transport et de stockage suivant la revendication 2, caractérisé en ce que l'anneau de manipulation ( 9) servant d'anneau de centrage est, con30 sidéré suivant une section transversale,inclinée vers le bas dans sa surface de pourtour extérieure. 6 Fût de transport et de stockage suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'anneau de manipulation ( 42 ou 56) est un anneau en acier en forme 35 de U, dont les branches ( 44, 46 ou 58, 60) sont z 548817 verticales et sont dirigées vers le centre de l'anneau. 7 Fût de transport et de stockage suivant la revendication 6, caractérisé en ce que des tôles de centrage ( 62) sont disposées à l'extrémité supérieure de la pièce à insérer dans le fût, sur le pourtour extérieur et sur l'anneau d'acier en forme de U ( 56). 8 Fat de transport et de stockage suivant la revendication 7, caractérisé en ce que les tôles de centrage ( 62) s'étendent radialement vers l'extérieur, leurs dimensions radiales étant légèrement plus petites que la chambre intermédiaire comprise entre le fût de stockage ( 5 ") et la pièce 54 à insérer dans le fût. 9 F Qt de transport et de stockage suivant la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que l'âme ( 66) de l'anneau en acier en forme de U ( 56) est muni d'évidements ( 64) qui sont disposés de manière décalée par rapport aux toles de centrage ( 62). 10 Fût de transport et de stockage suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'anneau d'appui ( 13, 52, 70) est formé par une moulure faisant le tour du pourtour de la pièce ( 8, 40, 54) à insérer dans le fût. 11 Fût de transport et de stockage suivant la revendication 10, caractérisé en ce que la moulure faisant le tour est subdivisée en sections de type à segments ( 70). 12 Fût de transport et de stockage suivant la 30 revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que, dans la région inférieure de la pièce 54 à insérer dans le fût, est disposé un tube de guidage ( 72) faisant tout le tour et sur lequel sont fixées des entretoises ( 74). 13 Procédé de chargement d'un fût de trans35 port et de stockage de déchets faiblement et moyenne- ment radioactifs suivanr-t lune des revendications 1 à 4, caractérisé en ce gulil consiste; à empiler dans une ceilule protégée un certain nombre de pièces à inserer dans des fûts, 5 à amener la pièce supérieure à insérer dans le fût à un poste de chargement, par un dispositif de prehension telécommnandé, à remplir la pièce à insérer dans le fut de déchets radioactifsr 3 amener la pi èce à insérer dans le fût qui es rempli au-dessus d'un sas à double couvercle c Dsposé au fond de la cellule, relier endenrs de ia cellule protégée, en-dessous du fond et en-idessous du sas à double 15 couvercle, d'une manière en soi connue, un fût de stockage au sas à double couvercle, ouvrir le sas à double couvercle, _ abaisser la pièce à insërer dans le fût dans le fût de stockage en passant par le sas à 20 double cocuvercle, a fermer le sas à double couvercle après avoir éloigné le dispositif de préhension, et à fermer le fût de stockage d'une manière en soi connue par un couvercle de fermeture disposé dans le dispo25 sitif à sas.