Brevet FR2698205A1 — publié le 19940520

Cuve de stockage d'une solution active de matières fissiles. La présente invention a pour objet une cuve destinée au stockage de solutions actives de matières fissiles. Lesdites solutions actives de matières fissiles doivent être entreposées ou stockées dans des cuves ou réservoirs dont la géométrie et/ou les constituants permettent d'éviter les risques de criticité. On parle de cuves sous-critiques. On connaît à ce jour des cuves, renfermant un volume de matériau neutrophage au contact duquel ou au sein duquel est ménagé au moins un espace interne ou lame destiné à contenir la solution active. On utilise notamment des cuves parallèlépipédiques comportant une lame de solution active qui présente une section transversale rectangulaire ou des cuves cylindriques comportant une lame de solution active annulaire. Pour éviter la formation de masses critiques, ladite lame parallèlépipédique doit présenter une section transversale rectangulaire de faible largeur et de la même façon, ladite lame annulaire est limitée en largeur. De telles configurations ne sont pas satisfaisantes car elles limitent fortement les capacités de stockage. On ne peut toutefois concevoir d'augmenter sans limites la longueur ou le diamètre desdites cuves car il se pose alors des problèmes d'encombrement, de rigidité et de fabrication. On a proposé dans la demande FR-A-2 212 820 un perfectionnement aux cuves cylindriques à lames annulaires. On propose présentement un nouvel agencement pour des cuves de stockage de solutions actives de matières fissiles. Ledit nouvel agencement permet notamment, pour un volume stocké donné, de réduire l'encombrement. Les cuves selon l'invention comprennent au moins une cellule destinée à contenir la solution active et de la matière neutrophage pour éviter les risques de criticité; cellule, au sein de laquelle on multiplie les surfaces en vis-à-vis entre ladite solution active et ledit matériau neutrophage. De façon caractéristique, un réseau de tubes sensiblement verticaux est aménagé au sein de ladite cellule. Lesdits tubes peuvent être de forme quelconque. Ils peuvent notamment présenter une section transversale circulaire, carrée, ovale (ellipsoïdale)... La même remarque s'applique à la forme de la cellule et à celle de la cuve. Selon un premier mode de réalisation, les tubes renferment la solution active et sont répartis au sein d'une masse de matière neutrophage qui occupe le volume interne de la cellule; au moins une partie de celui-ci. Lesdits tubes sont avantageusement en acier inoxydable. Selon une variante préférée dudit mode de réalisation, lesdits tubes communiquent entre eux, avantageusement par une enceinte située à la base de ladite cellule. L'homme de l'art conçoit aisément tous les avantages qui découlent de cette communication entre les tubes, tant au niveau du remplissage que de la gestion du stockage... Selon un second mode de réalisation, les tubes renferment la matière neutrophage et sont répartis dans la solution active qui occupe le volume interne de la cellule; au moins une partie de celui-ci. Lesdits tubes, selon cette variante de l'invention, peuvent se présenter sous la forme de caissons en acier inoxydable, remplis de matière neutrophage. lls sont avantageusement posés sur le fond de la cellule ou sur des plots de positionnement eux-mêmes disposés sur le fond de la cellule. Lesdits tubes sont ainsi aisément manipulables par le haut, ce qui permet notamment l'inspection complète de la matière neutrophage, voire son remplacement. Chacun desdits tubes de matière neutrophage peut avantageusement présenter une double paroi définissant un volume pour la circulation d'un fluide de refroidissement. Une telle circulation d'un fluide de refroidissement peut être mise en oeuvre selon différentes variantes. On préconise que lesdits volumes communiquent avec des orifices ménagés à la base de la cuve. Par lesdits orifices, on pourra prévoir l'injection forcée d'un fluide de refroidissement qui s'évacuera par le haut. On peut, grâce aux mêmes orifices, mettre en oeuvre un refroidissement intrinsèque, par convection naturelle d'air ambiant. A cette fin, on surélève la cuve et on fait déboucher lesdits orifices à l'air ambiant. Ce second mode de réalisation de l'invention, mis en oeuvre avec ledit refroidissement intrinsèque est particulièrement préféré. Quel que soit l'agencement du ou des réseau(x) de tubes au sein des cuves de stockage selon l'invention (lesdites cuves pouvant contenir plusieurs cellules), on peut par ailleurs y trouver: - des moyens d'homogénéisation de la solution active; - des moyens de refroidissement de ladite solution active. A titre d'exemple de moyens d'homogénéisation, on peut citer un système de circulation de ladite solution ou un système de bullage dans le réseau de tubes (premier mode de réalisation) ou dans les espaces intermédiaires (second mode de réalisation)... A titre d'exemple de moyens de refroidissement, on peut citer des serpentins immergés ou des épingles de refroidissement plongés... De tels moyens de refroidissement forcé peuvent coexister, selon le seconde mode de réalisation de l'invention, avec ceux assurant le refroidissement intrinsèque par convection naturelle décrits ci-dessus. On peut, par ailleurs, localiser une cellule à réseau de tubes, selon l'invention, dans l'espace central d'une cuve annulaire traditionnelle, de façon à optimiser l'utilisation des volumes. Une telle cuve de l'invention permet de stocker de la solution active d'une part dans la lame annulaire et d'autre part, soit dans les tubes dudit réseau de tubes (premier mode de réalisation), soit dans l'espace intermédiaire entre lesdits tubes renfermant la matière neutrophage (second mode de réalisation). Le nombre de tubes et leur répartition au sein d'une cellule de cuves selon l'invention résultent bien évidemment du calcul de criticité, en fonction du mode de réalisation choisi. Les cuves de l'invention permettent pour le stockage d'une quantité donnée de solution active de faire une grande économie de surface au sol. Lesdites cuves, plus compactes, possèdent aussi une meilleure stabilité. Leur rigidité et leur stabilité mécanique leur confèrent une bonne résistance sismique. La réduction d'encombrement rend plus aisé le transport de l'équipement et sa mise en place dans des bâtiments nucléaires, notamment lors d'opérations de rénovation. De plus, pour le stockage d'une solution active donnée, on peut utiliser une cuve de l'invention avec des tubes (premier mode de réalisation) ou des espaces intermédiaires (second mode de réalisation) qui présentent des dimensions correspondant sensiblement à deux fois la largeur d'une lame de cuve traditionnelle. Cela permet d'introduire dans les solutions stockées des instruments de mesure (capteurs, sondes, ...) ou des moyens d'homogénéisation de taille supérieure à celle de ceux utilisés dans les cuves à lame. On se propose maintenant de décrire l'invention en référence aux figures annexées sur lesquelles: - Figure 1 est une coupe verticale d'une cuve selon le premier mode de réalisation de l'invention; - Figure 2 est une vue en plan de cette même cuve; - Figure 3 est une coupe verticale d'une cuve selon le second mode de réalisation de l'invention; - Figure 4 est une vue en plan de cette dernière cuve. Sur lesdites figures 1 et 2, on a représenté: - en 1 la cuve de stockage, - en 2 la solution active de matières fissiles stockée, - en 3 les tubes renfermant ladite solution active, - en 4 la matière neutrophage. On a indiqué en 5 le niveau du liquide à l'intérieur des tubes 3. Selon la variante préférée illustrée, lesdits tubes 3 communiquent par une enceinte de liaison 6, située au bas de la cuve. En 7, on trouve un tube creux central qui fait "entretoise" entre le fond et le couvercle de la cuve 1. Sur lesdites figures 3 et 4, on a représenté - en il la cuve de stockage, - en 12, la solution active de matières fissiles stockée dans les espaces intermédiaires, - en 13 les tubes renfermant la matière neutrophage, - en 14 ladite matière neutrophage. On a indiqué en 15 le niveau du liquide à l'intérieur de la cuve 1. Selon la variante préférée illustrée, les tubes de matière neutrophage 13 présentent une double paroi définissant un volume 20 pour la circulation par convection d'air ambiant. Ladite circulation est schématisée par des flèches. Lesdits tubes sont disposés sur des plots 21. L'air pénètre par les orifices 22 ménagés à la base de la cuve; ladite cuve étant surélevée. On a enfin représenté en 23 un couvercle ajouré. Ledit couvercle a notamment pour fonction de stabiliser les tubes 13 de matière neutrophage 14. L'intérêt des cuves de l'invention est mis en évidence par les chiffres donnés dans le tableau ci-après. On a dimensionné pour des volumes donnés de solution active à stocker, une cuve annulaire selon l'art antérieur et des cuves à réseau de tubes selon le premier et le second mode de la présente invention et calculé les gains de surface. Volume de Diamètre d'emprise au sol (gain) solution active à stocker (m3) Cuve Réseau de tubes annulaire (m) ler mode 2ème mode (m) Gain de (m) Gain de surface surface 0,5 2,7 2,3 27 % 1,9 32 % I 1 3,3 2,7 33 % 2,33 50 % 2 4,9 3,37 52 % 2,7 69 % 4 6 3,6 64% ~ 3 75% REVENDICATtONS 1. Cuve de stockage de solutions actives de matières fissiles, ladite cuve (1, 11) comportant au moins une cellule destinée à contenir une solution active (2, 12) et de la matière neutrophage (4, 14) pour éviter les risques de criticité, caractérisée en ce qu'un réseau de tubes (3, 13) sensiblement verticaux est aménagé au sein de ladite cellule. 2. Cuve selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits tubes (3) renferment ladite solution active (2) et sont répartis au sein d'une masse de matière neutrophage (4) qui occupe au moins en partie le volume interne de ladite cellule. 3. Cuve selon la revendication 2, caractérisée en ce que lesdits tubes (3) communiquent entre eux, avantageusement par une enceinte (6) située à la base de ladite cellule. 4. Cuve selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits tubes (13) renferment de la matière neutrophage (14) et sont répartis dans ladite solution active (12) qui occupe au moins en partie le volume interne de ladite cellule. 5. Cuve selon la revendication 4, caractérisée en ce que chacun desdits tubes (13) présente une double paroi définissant un volume (20) pour la circulation d'un fluide de refroidissement. 6. Cuve selon la revendication 5, caractérisée en ce que lesdits volumes (20) communiquent avec des orifices (22) ménagés à la base de la cuve (11). 7. Cuve selon la revendication 6, caractérisée en ce que ladite cuve (11) est surélevée et en ce que lesdits orifices (22) débouchent à l'air ambiant. 8. Cuve selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre des moyens d'homogénéisation de ladite solution active (2, 12). 9. Cuve selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre des moyens de refroidissement au sein de ladite solution active (2, 12). 10. Cuve selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce qu'il s'agit d'une cuve annulaire au sein de l'espace central de laquelle on trouve au moins une cellule contenant ledit réseau de tubes (3, 13).