Brevet FR3002074A1 — publié le 20140815

CASIER POUR L'ENTREPOSAGE DE SUBSTANCES RADIOACTIVES DESCRIPTION Domaine de l'invention L'invention concerne l'entreposage de substances radioactives à haute et moyenne activités, lorsque ceux-ci sont conditionnés dans des colis, ledit entreposage ayant lieu dans des locaux dédiés à cet effet, sur un sol horizontal. Art antérieur et problème posé Il est connu d'entreposer avec ou sans gerbage sur un ou plusieurs niveaux et sur un ou plusieurs étages d'un bâtiment, des colis de substances radioactives dans des alvéoles, ou locaux prévus à cet effet, sur un radier ou une dalle horizontaux. On rappelle que l'entreposage de colis substances radioactives dans un local dédié doit assurer plusieurs fonctions ; - la sûreté vis-à-vis du risque de chutes, de chocs, de renversements en phase de manutention et de résistances aux secousses sismiques ; - la radioprotection ; - le refroidissement, et que ce dernier constitue une étape relativement longue (plusieurs décennies) et incontournable dans l'attente de solutions alternatives telles que le stockage définitif des colis dans un endroit de stockage spécifique ou dans un nouveau bâtiment d'entreposage. Il permet notamment la décroissance de la puissance thermique des colis. Toutefois, ce type d'entreposage pose des problèmes de ventilation de l'ensemble des colis, une fois positionnés. De plus, le fait de les poser sur une dalle ou un radier, parfois sur plusieurs étages superposés et parfois gerbés sur plusieurs niveaux d'un même étage présente un risque dans le cas de séismes. Enfin, la manutention des colis, un par un, est longue et fastidieuse et nécessite souvent la présence de ponts roulants dans le local. Le but de l'invention est de remédier à ces inconvénients. Exposé de l'invention A cet effet, un premier objet principal de l'invention est un casier ajouré pour l'entreposage de plusieurs colis de substances radioactives sur un sol horizontal, le casier comprenant : - au moins quatre pieds/montants, placés en quadrilatère ; - une plaque support à la base du casier sur laquelle doivent être placés les colis et montée de façon solidaire dans la partie inférieure des pieds/montants ; et - une plaque supérieure comprenant des ouvertures dont la forme correspond à la forme extérieure des colis et placée en haut des pieds/montants, dans le but de maintenir les colis. Ceci permet de pouvoir manipuler plusieurs colis à la fois, de préférence avec un chariot de manutention tels que les chariots à fourche. Le casier se complète avantageusement d'une plaque inférieure analogue à la plaque supérieure, montée solidairement sur les pieds/montants, juste au-dessus de la plaque support. De préférence, la plaque support est surélevée par rapport à la base des pieds/montants, de manière à favoriser une ventilation sous l'ensemble du casier supportant les colis. Dans le but de rigidifier l'ensemble du casier portant les colis, des éléments raidisseurs peuvent être placés sous la plaque support, toujours au-dessus de la base des pieds/montants. Le casier selon l'invention se complète avantageusement de deux plaques verticales parallèles, placées sur deux côtés opposés du casier, en forme de quadrilatère, dans le but de canaliser la ventilation. Une forme préférentielle du casier est le carré, pour y loger, par exemple, quatre colis placés en carré. Un second principal objet de l'invention est un procédé de manipulation et d'entreposage de plusieurs colis de substances radioactives. Selon l'invention, on y utilise des casiers ajourés, tels que décrits précédemment, dans lesquels on y place plusieurs colis, de manière à procéder, en une seule opération, à leur manipulation dans le lieu d'entreposage et pour l'entreposage, proprement dit, à long terme. Liste des figures L'invention et ses différentes caractéristiques techniques seront mieux comprises à la lecture de la description suivante, qui est accompagnée de quatre figures représentant respectivement : - figure 1, en vue cavalière, et par dessus, un casier conforme à l'invention sans ses plaques latérales ; - figure 2, en vue cavalière, par dessous, le même casier conforme à l'invention sans ses plaques latérales ; - figure 3, en vue cavalière, par-dessus, le même casier conforme à l'invention avec ses plaques latérales ; et - figure 4, en vue de dessus, un plan très schématique d'un endroit d'entreposage des colis où on utilise des casiers selon l'invention. Description détaillée d'une réalisation de l'invention En référence aux figures 1 et 2, le casier ajouré, selon l'invention, comprend, entre autres, une plaque support 10, surmontée d'une plaque inférieure 14 et, dans sa partie haute, une plaque supérieure 12. Cet étagement de plaques est réalisé au moyen de quatre pieds/montants 16, placés aux quatre coins de la forme en carré du casier, selon l'invention et auxquels sont fixées la plaque support 10, la plaque inférieure 14 et la plaque supérieure 12. Les plaques supérieure 12 et inférieure 14 possèdent des ouvertures dont la forme correspond à la forme de la surface externe des colis 1 devant être mis dans le casier. Ces colis 1 ont généralement une forme cylindrique et les ouvertures des plaques supérieure 12 et inférieure 14 sont donc, dans ce cas, circulaires. Il faut noter que la plaque support 10 n'est pas fixée à l'extrémité inférieure des pieds/montants 16. En effet, les pieds/montants 16 constituent des pieds, de sorte à laisser un espace entre le sol, sur lequel est posé le casier ajouré, et la surface inférieure de la plaque support 10. Ainsi, l'air ambiant peut passer entre le sol et le casier ajouré, facilitant la ventilation et permettant ainsi de limiter la diffusion de la chaleur produite par les colis 1 vers la dalle du sol On décrit ici l'exemple d'un casier de forme carrée destiné à accueillir quatre colis 1. On peut envisager de prévoir d'autres réalisations en carré, par exemple pour accueillir neuf colis 1, ou cinq, un colis étant placé au centre. La forme peut également être rectangulaire avec quatre ou six pieds/montants 16. Les colis 1 placés dans le casier ajouré sont donc maintenus de façon stable pendant les éventuels déplacements du casier et lors d'éventuels séismes pendant l'entreposage. En référence à la figure 3, deux plaques verticales 20 montées parallèles sont disposées sur deux côtés opposés de la section carrée du casier ajouré, de façon à canaliser la ventilation organisée à l'intérieur du local d'entreposage. En référence spécialement à la figure 2, la structure mécanique de la base du casier ajouré, selon l'invention, est renforcée par l'utilisation de raidisseurs, fixés sur la surface inférieure de la plaque support 10. Quatre raidisseurs latéraux 18 sont placés sur les quatre côtés du carré à la périphérie de la plaque support 10. Deux raidisseurs diagonaux 19 sont placés en croix, reliant les quatre coins du carré formé par les quatre raidisseurs latéraux 18. Le procédé de manipulation et d'entreposage, selon l'invention, est le suivant. A l'admission, dans le local d'entreposage, les colis 1, en particulier des colis de substances radioactives sont regroupés, par exemple par quatre, dans un casier ajouré, tel que décrit précédemment. Ce dernier est déposé dans un chariot de manutention, qui l'amène, par des allées centrales d'un local d'entreposage, à l'endroit où il doit être placé. De tels casiers permettent leur manipulation par des chariots de type élévateur, ce qui évite la présence de ponts roulants dans le local d'entreposage, limitant ainsi la hauteur du local et les zones mortes en hauteur reservées à l'encrage et à la circulation des ponts roulants et ainsi le volume de ventilation nécessaire. En effet, on peut ainsi à titre indicatif réduire à 3,40 m la hauteur initiale d'un local de 5,75 m, dans le cas de colis mesurant moins de 2,50 m de hauteur. Le volume d'air à ventiler s'en trouve donc grandement diminué et surtout mieux canalysé pour un balayage plus efficace des colis à refroidir. Il en va de même pour le temps de manipulation des colis. La figure 4 montre, en vue de dessus, un tel arrangement d'entreposage dans un local dédié. Les colis 1 sont placés, par quatre, dans leur casier ajouré respectif. Autour d'une allée centrale 3, une à plusieurs, ici deux, rangées de casiers 2 étant disposées de part et d'autre. Cette disposition permet ainsi de canaliser la ventilation dans les casiers ajourés 2. De l'air est soufflé en partie basse de l'ensemble, de façon centrale. Cet air est filtré et est distribué dans chaque ensemble de deux casiers ajourés 2 de deux colonnes adjacentes, par des carneaux en béton, qui peuvent ainsi desservir plusieurs niveaux de colis par des bouches en acier inoxydable. Ainsi, l'air entre dans une travée constituée de deux rangées de casiers ajourés 2, situés de part et d'autre de l'allée centrale 3, par la façade externe de chaque alvéole. L'air en sort par une bouche similaire, située sur la façade externe de l'alvéole d'entreposage, en vis-à-vis. L'air remonte ensuite par un carneau en béton vers des ventilateurs d'aspiration, situés en partie haute de l'espace d'entreposage et refoulé par une cheminée. En cas de panne des ventilateurs, une circulation de l'air par thermo-siphonage permet de disposer d'un temps de réponse, avant de pouvoir rétablir la ventilation mécanique. Les bouches de soufflage et d'aspiration sont disposées au niveau de la dalle constituant le plancher de l'alvéole et ont une hauteur au-dessus de la dalle correspondant à la plaque supérieure 12, servant principalement à stabiliser les colis 1 dans leur casier ajouré 2 respectif. Un rangement des casiers ajourés 2, au contact l'un de l'autre, en commençant par des emplacements situés près des bouches de soufflage ou d'aspiration, créé un alignement de casiers ajourés 2 favorisant la ventilation. L'air de ventilation circule, préférentiellement, sous les casiers ajourés 2, pour refroidir la dalle de plancher et entre les plaques horizontales et verticales des casiers ajourés 2, au voisinage des colis 1. Avantages de l'invention Les planchers métalliques, utilisés habituellement au-dessus des dalles et sous lesquels circule une ventilation de refroidissement, sont supprimés. Le casier selon l'invention évite tout mouvement, déplacement des colis et surtout tout choc des colis entre eux pendant les phases de manutention et donc toute opération de repositionnement ou récupération de colis. De tels casiers permettent leur manipulation par des chariots élévateurs, par exemple à fourche, évitant ainsi la présence de ponts roulants dans le local dont le volume s'en trouve diminué. De ce fait, le débit de la ventilation nécessaire est diminué d'un tiers, par exemple, passant de 300 à 200 m2/h/colis de 500 Watts. La stabilité des colis, vis-à-vis des possibilités de renversement, lors d'une manutention, ou en cas de séisme est complètement assurée. Une manutention des colis à des hauteurs plus élevées qu'à l'accoutumée est possible, puisque les colis sont maintenus d'une façon particulièrement 2 0 stable, grâce aux casiers ajourés, selon l'invention. REVENDICATIONS1) Casier ajouré (2) pour l'entreposage de plusieurs colis (1) de substances radioactives sur un sol horizontal, le casier ajouré (2) comprenant : - au moins quatre pieds/montants (16), placés aux quatre coins d'un quadrilatère ; - une plaque support (10) à la base du casier ajouré (2) sur laquelle doivent être placés les colis (1) est montée de manière solidaire aux pieds/montants (16), dans leur partie inférieure ; et - une plaque supérieure (12) comprenant des ouvertures, dont la forme correspond à la forme extérieure des colis (1), fixée de manière solidaire aux pieds/montants (16), dans leur partie supérieure, pour maintenir les colis (1). 2) Casier ajouré (2) selon la revendication 1, comprenant une plaque inférieure (14), analogue à la plaque supérieure (12), placée juste au-dessus de la plaque support (10) et fixée au pieds/montants (16). 3) Casier ajouré (2) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la plaque support (10) est surélevée par rapport à la base des pieds/montants (16). 4) Casier ajouré (2) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que des éléments raidisseurs (18, 19) sont fixés et placés sous la plaque support (10), toujours au-dessus de la base de pieds/montants (16). 5) Casier ajouré (2) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend deux plaques verticales (20), placées de façon parallèle sur deux côtés opposés du casier ajouré (2), en forme de quadrilatère. 6) Casier ajouré (2) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il a une forme en carré, pour y loger par exemple quatre colis (1) placés en carré. 7) Procédé de manipulation et d'entreposage de plusieurs colis (1) de substances radioactives, utilisant des casiers ajourés (2), selon l'une quelconque desrevendications précédentes, dans lesquelles plusieurs colis (1) y sont placés pour manipuler plusieurs colis en une seule opération.