Brevet FR2557724A1 — publié le 19850705

Ecran de protection aux rayonnements et paaticules. La présente invention concerne un écran de protection aux rayonnements et particules, tels que neutrons lapides, ou neutrons lents et rayons , destiné à être placé dans les ouvertures d'enceintes contenant une source d'émission radio-active, notamment les réacteurs de type IR (réacteur à eau pressurisée). Dans les réacteurs de ce type, la cuve est munie de conduits de fluices gazeux à haute pression (200 à 300 bars) et l'enceinte en béton du réacteur comprend de larges ouvertures pour le passage des canalisations primaires et le passage d'un homme. Les conduites à haute pression disposées dans 1 'enceinte peuvent être sujettes à des avaries accidentelles, créant ainsi, à l'intérieur de l'enceinte du réacteur, des surpressions prejudiciables aux autres composants. On connaît des écrans de protection aux rayons et particules de haute énergie, tels que neutrons rapides, constitués d'une plaque épaisse monobloc et réalisée en un matériau absorbant et freinant ce type de rayonnements et particules, ladite plaque étant munie eventuellement d'un bat tant articulé apte à se soulever pour laisser stéchiar"zer une éventuelle surpression s' établissant dans l'enceinte. Toutefois, ce type d'écran a l'inconvénient de présenter, en raison de son épaisseur, une importante inertie mécanique. On sait, en effet, que, pour absorber les neutrcns rapides, on doit utiliser des écrans ayant une épaisseur variant de 15 à 30 cm et réalisés en matériau j haute teneur en hydrogène. On comprend que de tels écrans ne conviennent pas lorsqu'il s'agit de laisser s 'échapper aussi rapidement que possible la surpression s'établissant dans 1'enceinte, notamment dans le cas des réacteurs du type P. L' a pour objet un écran de protection aux rayonnements et particules, tels que neutrons rapides, à très faible ir:ertie mécanique et apte à favoriser une évacuation rapide des gaz en surpression à l'ouverture des enceintes contenant une source d'émission radioactive, notamr.nent les réacteurs FitrR, lors d'une surpression interne accidentelle. A cet effet, l'écran de protection selon l'invention, destiné à venir se manter devant une ouverture formée dans la paroi d'une enceinte enferm-nt une source émettrice de rayonnements et/ou particules, telles que neutrons rapides et neutrons à basse énerg e, et des circuits à fluides gazeux à haute pression, et apte, lors d'un défaut des circuits, à laisser s'échapper la surpression qui s'est établie à l'intérieur de l'enceinte, est caractérisé en ce qu'il est constitué par un empilage de feuilles espacées les unes des autres et qui sont montées de manière à pouvoir s'effacer de proche en proche sous l'action de la surpression, lesdites feuilles étant réalisées en un matériau absorbant ou freinant lesdits rayonnements ou particules, par exemple un matériau riche en hydrogène, pour freiner les neutrons rapides, et riche en bore, pour freiner les neutrons lents. L'agencement à empilage de feuilles permet à la surpression de l'enceinte d'agir très rapidement sur les premières feuilles en les poussant, chassant ainsi la couche d'air entre ces feuIlles, et de pousser progressivement les autres feuilles, de manière à faire pivoter l'ensemble de l'empilage et permettre l'évacuation des gaz en surpression. L' amortissement de la surpression est ainsi très sensible et progressif et évite l'établissement d'une variation brutale de la pression à l'intérieur de l'enceinte. L'écran de protection selon l'invention peut co;rprrndre un empilage de feuilles souples suspendues à lur bord supérieur sur toute la longueur de l'écran, ou être divisé sur sa iongueur en une pluralite d'empilages de feuilles décalées entre elles ou disposées selon un agencement formant feuillure. Ces demiers agencements permettent de réduire l'inertie mécanique des feuilles et empilages de feuilles, l'intervalle entre les empilages de feuilles étant formé suivant une ligne brisée de manière à s'opposer au passage des rayonnements et particules. En vue de réduire davantage l'inertie de 1 'écran, celui-ci peut également comprendre un ou une pluralité d'empilages de feuilles fixées par leur bord sur des cadres articulés horizontalement ou verticalement. Dans le cas des cadres à axes horizcntaux, un système à contrepoids peut être prévu pour réduire ou équilibrer l'inertie des cadres. L'écran selon l'invention peut également etre monté amovible par pivotement ou coulissement sur rail, cette possibilité permettant le dégagement de l'ouverture de l'enceinte pour le passage d'un homne. De plus, il peut également être convenablement conformé pour s'adapter aux divers éléments, tels que tuyaux, canalisations, câbles, etc... traversant l'ouverture de l'enceinte. Des formes de réalisation de l'invention seront illustrées ciaprès, à titre d'exemples non limitatifs, en regard des dessins annexés, sur lesquels: - La figure 1 est une vue en coupe schématique selon un plan horizontal d'un écran de protection monté à l'avant d'une ouverture d'une enceinte; - Les figures 2 et 3 sont des vues en coupe schématique de deux agencements particuliers de feuilles de l'écran; - La figure 4 est une vue en coupe schématique d'un écran selon l'invention dont les feuilles sont insérées dans des cadres articulés verticalement; - La figure 5 est une vue en élévation d'un écran selon l'invention traversé par une canalisation. L'écran de protection représenté sur la figure 1 comprend un empilage vertical de feuilles 1 placé devant l'ouverture 2 de l'enceinte 3 à protéger (en particulier, enceinte de réacteurs de type PWR). Ces feuilles sont constituées en un matériau riche en hydrogène, tel que eau, polyéthylène, polypropylène, résines acryliques, silicones, etc..., apte à arrêter les neutrons rapides, et d'un composant sous forme de charge à base de bore, tel que le carbure de bore, apte à arrêter les neutrons lents ou neutrons à basse énergie. Les feuilles ont une épaisseur de quelques millimètres, en général 7 à 8 mn et l'épaisseur totale des feuilles peut varier de 15 à 30 cm. La flèche P dirigée depuis l'intérieur de l'enceinte désigne la pression ou surpression pouvant s'établir dans l'enceinte. Cette surpression, qui peut s'élever à 7 ou 8 bars, résulte par exemple d'un défaut accidentel des circuits à fluide gazeux (en général de la vapeur d'eau à 200 - 300 bars). Les feuilles sont espacées entre elles de quelques millimètres et peuvent pivoter autour de lignes de fixation ou suspension parallèles, de manière à s'effacer successivement pour laisser s'échapper les gaz sous l'effet de la pression P agissant à travers l'ouverture de l'enceinte. Les feuilles peuvent être souples et, dans ce cas, elles pivotent par déformation élastique et plastique autour de leur ligne de fixation. La couche d'air comprise entre les feuilles a pour but d'amortir le mouvement des feuilles entre elles. Les feuilles peuvent également être rigides et montées suspendues et articulées à leur bord supérieur. Sous l'effet de la pression P agissant à l'ouverture de l'enceinte, elles pivotent autour de leur axe d'articulation, s'effacant progressivement devant la surpression, pour laisser s'échapper les gaz. Selon une seconde forme de réalisation et pour diminuer l'inertie mécanique des feuilles, l'écran est divisé sur sa longueur, comne représenté figures 2 et 3, en plusieurs empilages 4 de feuilles 1 de quelques dizaines de centimètres de largeur. Sur la figure 2, les feuilles sont disposées dans des empilages formant feuillures et les intervalles 5 entre les empilages sont formés selon une ligne brisée correspondant aux décalages entre les empilages. Les particules et rayonnements se déplagant en ligne droite depuis la source émettrice sont arrêtés par les feuilles en chevauchement des empilages. D'autre part, les intervalles entre empilages réalisent également un chemin de fuite ou passage pour les gaz en surpression, favorisant 1 'amortissement de la variation de la pression interne dans l'enceinte. La forme de l'intervalle entre empilages peut varier. La figure 3 montre une variante d'agencement de feuilles qui convient également. L'inertie de l'écran peut être rendue très faible en réalisant des lames minces articulées autour d'un axe horizontal ou vertical. Conne le montre la figure 4, les feuilles sont fixées par leurs bords dans des cadres 6 articulés sur un bât 8 par des charnières parallèles 7 verticales. Le bâti est prévu pour permettre le débattement maximal des cadres. L'intervalle brisé 5 entre les empilages empêche le passage des particules et rayonnements en conditions normales de pression dans l'enceinte. Dans le cas où les cadres sont pivotants autour d'axes d'articulation horizontaux situés au-dessus de l'axe médian horizontal des cadres, un système à contrepoids pourra être prévu our réduire l'inertie de l'écran, et permettre ainsi à la pression P de faire pivoter plus aisément les cadres 6 de manière à ce que les gaz sous pression puissent s'évacuer plus rapidement. Ce système à contrepoids peut en outre être conçu quelle que soit l'orientation des axes d'articulation des cadres. Dans une autre variante de réalisation, les feuilles sont montées sur une structure de support et fixées selon des points d'attache ou de pincement à effort d'arrachement variable et réglable, de manière à pouvoir s'arracher et s'échapper hors de 1 'écran devant l'action de la surpression. Les écrans précédents peuvent être rendus amovibles sur une structure à pivotement ou guidage sur rail permettant le dégagement de l'ouverture de l'enceinte et le passage d'un homme. La figure 5 représente un écran avec un système d'ouverture à pivotement sur charnière 9, l'écran étant convenablement conformé pour enfermer la canalisation 10 le traversant. REVEDDIGATIONS 1.- Ecran de protection destiné à venir se monter devant une ouverture (2) formée dans la paroi d'une enceinte (3) enfermant une source émettrice de rayonnements et/ou particules, telles que neutrons rapides et neutrons à basse énergie, et des circuits à fluides gazeux à haute pression, ledit écran étant apte, lors d'un défaut des circuits, à laisser s'échapper la surpression qui s'est établie à l'intérieur de l'enceinte (3), caractérisé en ce qu'il est constitué par un empilage (4) de feuilles (1) espacées l'une de l'autre et qui sont montées de manière à pouvoir s'effacer de proche en proche sous l'action de la surpression, lesdites feuilles étant réalisées en un matériau absorbant ou freinant lesdits rayonnements ou particules, par exemple un matériau riche en hydrogène, pour freiner les neutrons rapides, et riche en bore, pour freiner les neutrons lents en basse énergie. 2.- Ecran de protection selon la revendication 19 caractérisé en ce que lesdites feuilles (1) sont souples et fixées à leur bord supérieur. 3.- Ecran de protection selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites feuilles (1) sont rigides et articulées. 4.- Ecran selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque feuille (1) est fixée de manière à pouvoir s'échapper lors de la surpression. 5.- Ecran de protection selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'en vue d'améliorer la mobilité de l'écran, celui-ci est divisé en une pluralité d'empilages adjacents (4) de feuilles (1), décalées l'une par rapport à l'autre ou disposées suivant une disposition formant feuillure, l'intervalle entre les empilages étant formé suivant une ligne brisée, de manière à s'opposer au passage desdits rayonnements et particules. 6.- Ecran de protection selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque feuille (1) est fixée par ses bords dans un cadre (6) articulé. 7.- Ecran de protection selon la revendication 6, caractérisé en ce que les cadres (6) sont articulés sur un b ti (8) selon des axes parallèles, horizontaux ou verticaux. 8.- Ecran de protection selon la revendication 7, caractérisé en ce que, dans le cas où les axes sont horizontaux et situés audessus de l'axe médiateur de la feuille (1), un système à contrepoids est prévu pour diminuer le moment d'inertie de chaque cadre (6) par rapport à son axe de pivotement. 9.- Ecran de protection selon 1 'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu ' il est monté amovible par coulissement sur un rail ou par pivotement. 10.- Ecran de protection selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est convenablement conformé pour s'adapter aux canalisations (10), gaines, ou câbles traversant ladite ouverture.