Brevet FR2615650A1 — publié le 19881125

L'invention concerne un ensemble formant conteneur, constitué par une enceinte intérieure et une enceinte exté- rieure, pour le stockage final de déchets radioactifs, et dans lequel un espace intercalaire de séparation est ménagé entre l'en- ceinte intérieure et l'enceinte extérieure, et dans lequel un matériau de remplissage de scellement est coulé dans l'es- pace intercalaire et autour des déchets radioactifs dans l'en- ceinte intérieure. Dans les ensembles formant conteneurs connus du ty- pe mentionné précédemment, l'enceinte intérieure et l'encein- te extérieure sont constituées par des récipients d'un seul tenant, même lorsqu'ils sont équipés d'un couvercle, qui sont constitués par exemple par une tôle d'acier épaisse, une piè- ce d'acier moulée ou analogue. L'enceinte intérieure est un récipient recevant les déchets radioactifs et n'est pas pour sa part un récipient réalisant un blindage. -La fonction de blindage prescrite n'est fournie que par l'ensemble complet formé de l'enceinte intérieure, de l'enceinte extérieure et du matériau de remplissage et de scellement. Par ailleurs, dans les centrales nucléaires il appa- raît des quantités importantes de déchets ou ferrailles fai- blement contaminés ou faiblement activés, qui, du point de vue de la radioactivité, se situent dans la gamme inférieure de ce qui peut être autorisé. Le traitement de ces substances radioactives en tant que déchets est complexe et coûteux. C'est pourquoi on utilise ce qu'on appelle le recyclage. La réutilisation dans l'industrie est autorisée sans limitations importantes, moyennant une épuration correspondante. Cepen- dant les dispositions nécessaires d'épuration sont très -oné- reuses. C'est pourquoi il a été proposé d'utiliser ce maté- riau, après un traitement correspondant (contrôles, épuration, fusion) en tant que matériau de base pour des appareillages revenant dans des centrales nucléaires. Ceci convient d'une manière particulièrement appropriée pour des récipients de stockage blindés servant à stocker des déchets radioactifs, étant donné que de tels récipients de stockage blindés sont placés dans un conteneur de stockage final, après avoir été remplis par des substances radioactives, et sont par consé - quent retirés définitivement du cycle biologique. En général des exigences élevées sont imposées à ces conteneurs pour ce qui concerne la qualité du matériau, d'autant qu'ils doivent satisfaire simultanément à toutes les exigences du point de vue de la technique de blindage ainsi qu'à toutes les exi- gences du point de vue solidité et stabilité. De même il peut être nécessaire de mettre en oeuvre une dépense élevée d'échan- tillonnage pour écarter par sélection des métaux non appro- priés réduisant par exemple la stabilité. Dans le cadre de j10 ces dispositions, on ne trouve initialement aucune utilisa- tion pour des métaux non appropriés écartés par sélection, comme par exemple des métaux non ferreux ou des aciers alliés. L'invention a pour but de créer un ensemble formant conteneur possédant la constitution décrite et utilisable dans le but décrit, et pour la fabrication duquel on peut utiliser des ferrailles faiblement contaminées ou faiblement activées provenant de centrales nucléaires, tout en éliminant cepen- dant les problèmes décrits. Ce problème est résolu conformément à l'invention grâce au fait que l'enceinte intérieure, y compris son fond et son couvercle, est formée par la réunion de plaques de blindage et/ou de segments de blindage, qui sont formés par coulée de ferrailles recyclées, chargées d'une activité rési- duelle, provenant de centrales nucléaires et sont assemblés d'une manière étanche sans aucune fente, que l'enceinte intérieure est conçue de manière à absorber uniquement des contraintes de remplissage et que l'enceinte intérieure et l'enceinte extérieure sont réunies au moyen d'un béton de rem- plissage et de scellement possédant une formulation correspon- dante, pour former un conteneur composite servant à absorber les contraintes de transport et de stockage final. Conformé- ment à une forme de réalisation préférée, l'ensemble est agen- cé de manière que le béton de remplissage et de scellement soit également disposé au-dessous des plaques ou des segments du fond et au-dessus des plaques ou des segments du couvercle. Il va de soi que les plaques de blindage ou les segments de blindage sont agencés et, lorsque cela est possible, norma- lisés de manière à pouvoir être réunis,à la manière de grès, pour former des enceintes intérieures d'une taille quelconque et par conséquent des ensembles formant conteneurs d'une tail- le quelconque, par exemple en fonction de normes d'unités de stockage final ou de normes d'entreprises. Les plaques de blin- dage ou les segments de blindage sont toujours conçues, du point de vue de leur épaisseur, de manière à réaliser unique- ment ou pour l'essentiel leblindagedeprotectionvis-à-visdesdéchets radioactifs qui sont introduits entre ces plaques. La compo- sition du béton de remplissage et de scellement est choisie en fonction des contraintes de charge devant être supportées en rapport avec la résistance mécanique et la stabilité, mais doit être réglée toujours à une épaisseur telle qu'il four- nisse pour sa part une protection au moins vis-à-vis de l'ac- tivité résiduelle, que présentent les plaques de blindage ou les segments de blindage, étant donné qu'ils ont été formés par coulée de ferrailles métalliques recyclées chargées ou contaminées par une activité résiduelle, provenant de centra- les nucléaires. De façon détaillée il existe, dans le cadre de l'in- vention, plusieurs possibilités d'agencements et de conforma- tions. Ainsi une forme de réalisation préférée de l'invention est caractérisée par le fait que les déchets radioactifs sont enveloppés et scellés dans l'enceinte intérieure avec le même béton de remplissage et de scellement que celui qui est insé- ré entre l'enveloppe intérieure et l'enveloppe extérieure. Dans ce cas les plaques formant couvercles ou les segments formant couvercles de l'enceinte intérieure ou même les pla- ques du fond ou les segments du fond de l'enceinte intérieure possèdent des ouvertures permettant l'introduction du béton de remplissage et de scellement. Il entre dans le cadre de l'invention de disposer un armaturage en fer pour béton dans l'espace intercalaire présent entre l'enceinte intérieure et l'enceinte extérieure. On réalise l'enceinte extérieure en général à la manière d'un conteneur en tôle d'acier sans cou- vercle étant donné que la fermeture réalisée avec le béton de remplissage et de scellement est suffisante lorsqu'il est disposé de manière à être en saillie, selon une couche d'une épaisseur suffisante, au-dessus des plaques de blindage ou des segments de blindage qui forment les plaques du couvercle. Il va de soi que l'on veille à cet effet à ce que l'enceinte intérieure soit suffisamment "étanche au rayonnement". L'in- vention enseigne à cet effet de réunir entre elles les pla- ques de blindage ou les segments de blindage au moyen de sys- tèmes à tenon et mortaise, de profilés composites ou d'élé- ments de profils composites selon une liaison par formes com- plémentaires et en supprimant toute fente. Comme cela a déjà été mentionné, la réunion peut s'effectuer par ailleurs uni- quement de manière à absorber les contraintes de remplissage. Les autres contraintes sont absorbées par le béton de remplis- sage et de scellement à l'état durci. Afin que l'enceinte in- térieure soit à même de supporter de façon simple les contrain- tes de remplissage, l'invention recommande que l'enceinte ex- térieure possède, au niveau de sa face intérieure, des élé- ments de raccordement pour la fixation des plaques de blinda- ge ou des segments de blindage avant l'introduction du béton de remplissage et de scellement, les éléments de raccordement étant conçus pour supporter les contraintes de remplissage, tout comme les parois de l'enveloppe extérieure. Les plaques de blindage ou les segments de blindage peuvent posséder, sur le côté extérieur et/ou sur le côté intérieur, des rugosités ou des éléments de forme adaptée pour l'accrochage du béton de remplissage et de scellement. Ceci améliore la liaison en- tre les composants décrits et contribue globalement à accroî- tre la résistance mécanique et la stabilité de l'ensemble for- mant conteneur. Afin d'être certain que le béton de remplis- sage et de scellement satisfait à toutes les exigences, il est recommandé conformément à l'invention que l'enveloppe ex- térieure et l'enveloppe intérieure soient équipées de dispo- sitifs servant à introduire le béton de remplissage et de scel- lement sous la forme d'une coulée ascendante. D'autres caractéristiques et avantages de la présen- te invention ressortiront de la description donnée ci-après, prise en référence aux dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 représente une vue en perspective d'un ensemble formant conteneur constitué par une enveloppe inté- rieure et une enveloppe extérieure et servant au stockage fi- nal de déchets radiactifs; - la figure 2 représente une autre vue en perpective d'une partie A de l'objet de la figure 1; - la figure 3 représente une autre forme de réalisa- tion de l'objet de la figure 2; - la figure 4 représente une forme de réalisation de l'objet de la figure 2; - la figure 5 représente une vue à plus grande échel- le de la partie B de l'objet de la figure 1. L'ensemble formant conteneur représenté sur les fi- gures est constitué par une enceinte intérieure 1 et une en- ceinte extérieure 2 et est prévu pour le stockage final de déchets radioactifs 3. Dans l'exemple de réalisation, il s'agit d'un ensemble formant conteneur parallèlépipèdique possédant une enceinte extérieure 2 de forme parallèlépipèdique corres- pondante et une enceinte intérieure 1 de forme parallèlépipè- dique correspondante. Un espace intercalaire de séparation 4 est prévu entre l'enceinte intérieure 1 et l'enceinte exté- rieure 2. L'espace intercalaire 4 ainsi que les déchets ra- dioactifs 3 situés dans l'enceinte intérieure 1 sont enrobés par scellement à l'aide d'un matériau de remplissage et de scellement. Le matériau de remplissage et de scellement situé entre l'enceinte extérieure 2 et l'enceinte intérieure 1 n'a pas été représenté. Le béton de remplissage et de scellement 5 situé dans l'enceinte intérieure 1 a été indiqué au niveau d'une partie arrachée. Sur la figure 1 on voit que l'enceinte intérieure 1, y compris le fond 6 et le couvercle 7, est formée par la réunion de plaques de blindage 8. Ces plaques sont formées par coulée de ferrailles recyclées et chargées d'une activité résiduelle, provenant de centrales nucléairesesont réunies d'une manière étanche sans aucune fente. L'agencement est tel que, dans l'état représenté, l'enceinte intérieure 1 est con- çue du point de vue mécanique simplement pour supporter les contraintes de remplissage. L'enceinte intérieure 1 ainsi que l'enceinte extérieure 2 sont réunies par un béton de remplis- sage et de scellement 5 possédant une composition correspon- dante de manière à former un conteneur composite qui est con- çu pour supporter les contraintes mécaniques intervenant pen- dant le transport et lors du stockage final. Les plaques de blindage 8 ou les segments de blindage coopèrent d'une maniè- re essentielle pour réaliser le blindage des déchets radio- actifs 3 ou bien assurent entièrement ce rôle. Le béton de remplissage et de scellement 5 fournit une protection vis- à-vis de l'activité résiduelle que présentent les segments de blindage 8 étant donné qu'ils sont formés par coulée de ferraillcs,chargées ou contaminées par une activité résiduel- le, provenant de centrales nucléaires. Le béton de remplis- sage et de scellement 5 est par ailleurs conçu et dimensionné en fonction des contraintes mécaniques devant être absorbées. Dans l'exemple de réalisation et conformément à une forme de réalisation préférée de l'invention, le béton de remplissage et de scellement 5 est également inséré au-dessous des pla- ques de fond 6 et au-dessus des plaques de couvercle 7. Les déchets radioactifs 3 situés dans l'enceinte intérieure 1 peu- vent être enrobés par scellement avec le même béton de rem- plissage et de scellement 5. Pour que cette coulée d'enrobage et de scellement puisse être exécutée d'une manière simple, les plaques de couvercle 7 de l'enceinte intérieure 1 peuvent comporter des ouvertures 9 pour l'introduction du béton 5. Dans l'espace intercalaire 4 présent entre l'enceinte inté- rieure 1 et l'enceinte extérieure 2, on peut disposer un ar- maturage en acier pour béton 10, comme cela a été indiqué dans la partie gauche de la figure. 1, o l'on reconnaît un treil- lis en acier à béton disposé verticalement. L'enceinte exté- rieure 2 est un conteneur en tôle ne comportant pas de couver- cle. Il peut être formé par la réunion de plusieurs plaques de tôle 11 moyennant l'utilisation de profilés d'angle 12. Sur les figures 2 à 4 on voit que lès plaques de blin- dage 8 sont réunies entre elles selon une liaison par formes complémentaires au moyen de systèmes de liaison à tenon et mortaiseouàfausse languette 13, de profilés composites 14 ou d'éléments à profils composites 15. L'enceinte extérieure 2 possède, sur sa face intérieure, des éléments de raccordement 16 pour la fixation des plaques de blindage 8, ou bien les pla- ques de blindage 8 comportent des éléments de raccordement 16 correspondants. Ces éléments de raccordement 16 sont agen- cés de manière à supporter les plaques de blindage 8 sur l'en- ceinte extérieure 2 pour encaisser les contraintes de remplis- sage. Les plaques de blindage 8 possèdent, sur leur c6té ex- térieur, des rugosités 17 ou des éléments conformés permet- tant l'accrochage du béton de remplissage et de scellement 5. Il va de soi que l'enceinte extérieure 2 et l'encein- te intérieure 1 peuvent comporter des dispositifs servant à introduire le béton de remplissage et de scellement 5 selon le système de la coulée ascendante, ce qui n'a pas été repré- senté. Les plaques de blindage 8 ne nécessitent en tous les cas qu'une légère fixation ou un léger soutien au niveau de la paroi intérieure de l'enceinte extérieure 2 et sont fixées de façon définifive uniquement par le béton de remplissage et de scellement 5. Ce béton 5 fixe d'une manière définitive et inmuable les plaques de blindage 8 ainsi que les plaques de fond 10 et les plaques de couvercle 7. On peut également uti- liser des plaques de blindage 8 qui possèdent déjà un revête- ment en béton. On peut mettre en oeuvre cette forme de réali- sation lorsque les plaques de blindage 8, qui sont formées par coulée de ferrailles faiblement contaminées ou légère- ment radioactives, provenant de centrales nucléaires, possè- dent déjà pour leur part une activité supérieure. Cette paroi de blindage ou le béton de remplissage et de scellement 5 ab- sorbe en tout cas d'une manière suffisante le rayonnement pro- pre des plaques de blindage 8, tandis que les plaques de blin- dage métalliques 8 réalisent elles-mêmes une protection ou un écran pour le rayonnement plus intense des déchets radioactifs situés dans l'enceinte intérieure 1. REVENDICATIONS 1. Ensemble formant conteneur, constitué par une en- ceinte intérieure (1) et une enceinte extérieure (2), pour le stockage final de déchets radioactifs, et dans lequel un espace intercalaire de séparation est ménagé entre l'enceinte in- térieure et l'enceinte extérieure, et dans lequel un matériau de remplissage et de scellement est coulé dans l'espace in- tercalaire et autour des déchets radioactifs dans l'enceinte intérieure (1), caractérisé en ce que l'enceinte intérieure (1), y compris son fond (6) et son couvercle (7), est formée par la réunion de plaaues de blindage (8) et/ou de segments de blindage, qui sont formés par coulée de ferrailles recy- clées, chargées d'une activité résiduelle, provenant de cen- trales nucléaires et sont assemblés d'une manière étanche sans aucune fente, que l'enceinte intérieure (1) est conçue de manière à absorber uniquement des contraintes de remplissage et que l'enceinte intérieure (1) et l'enceinte extérieure (2) sont réunies au moyen d'un béton de remplissage et de scelle- ment (5) possédant une formulation correspondante, pour for- mer un conteneur composite servant à absorber les contraintes de transport et de stockage final. 2. Ensemble formant conteneur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le béton de remplissage et de scelle- ment (5) est également disposé au-dessous des plaques ou des segments du fond et au-dessus des plaques ou des segments (8) du couvercle. 3. Ensemble formant conteneur selon l'une des reven- dications 1 ou 2, caractérisé en ce que les déchets radioac- tifs (3) son.t enrobés par scellement avec le même béton de remplissage et de scellement (5) dans l'enceinte intérieure (1). 4. Ensemble formant conteneur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les plaques (8) ou les segments du couvercle de l'enceinte intérieure (1) comportent des ouvertures (9) permettant l'insertion du béton de remplissage et de scellement (5). 5. Ensemble formant conteneur selon l'une quelconque des- revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'un armaturage en acier pour béton (10) est disposé dans l'espace interca- laire de séparation (4) situé entre l'enceinte intérieure (1) et l'enceinte extérieure (2). 6. Ensemble formant conteneur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'enceinte extérieure (2) est réalisée sous la forme d'un conteneur en tôle d'acier sans couvercle. 7. Ensemble formant conteneur selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les plaques de blindage (8) ou les segments de blindage sont réunis en- tre eux selon une liaison par formes complémentaires au moyen de systèmes à tenon et mortaise (13), de profilés composites (14) ou d'élément à profils composites (15). 8. Ensemble formant conteneur selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'enceinte intérieure (1) ou l'enceinte extérieure (2) comporte des orga- nes de raccordement (16) pour la fixation des plaques de blin- dage (8) avant l'insertion du béton de remplissage et de scel- lement (5) et est agencéede manière à supporter les contrain- tes de remplissage de l'enceinte intérieure (1;. 9. Ensemble formant conteneur selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les plaques de blindage (8) ou les segments de blindage comportent, sur leur face extérieure, des rugosités (17) ou des éléments con- formés pour l'accrochage du béton de remplissage et de scel- lement (5). 10. Ensemble formant conteneur selon l'une quelcon- que des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que -l'encein- te extérieure (2) et l'enceinte intérieure (1) comportent des dispositifs servant à insérer le béton de remplissage et de scellement (5) selon un mode de coulée ascendante.