Brevet FR3045143A1 — publié le 20170616

STRUCTURE AMELIOREE DE DISSIPATION DE CHALEUR PAR CONVECTION NATURELLE, POUR EMBALLAGE DE TRANSPORT ET/OU D'ENTREPOSAGE DE MATIERES RADIOACTIVES DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE La présente invention se rapporte au domaine de l'évacuation de la chaleur produite par des matières radioactives chargées dans un emballage de transport et/ou d'entreposage de matières radioactives. Plus précisément, la présente invention se rapporte à une structure de dissipation de chaleur par convection naturelle, destinée à équiper la périphérie d'un emballage pour le transport et/ou l'entreposage de matières radioactives, par exemple des assemblages de combustible nucléaire ou des déchets radioactifs. ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE De l'art antérieur, il est connu d'assembler un dispositif externe d'évacuation de chaleur autour d'une surface extérieure d'un corps latéral d'un emballage, dans le but d'évacuer, vers le milieu ambiant, les calories émises par les matières radioactives contenues dans l'emballage. Ce dispositif d'évacuation de chaleur est notamment conçu de manière à limiter la température atteinte en service par les différents éléments constitutifs de l'emballage, notamment les joints et les protections radiologiques, afin d'éviter tout risque de dégradation de ces éléments. Par ailleurs, outre le fait de pouvoir assurer sa fonction principale d'échangeur de calories avec le milieu ambiant, ce dispositif est conçu de façon à être compatible avec les contraintes de services de l'emballage, telles que la décontaminabilité, la tenue dans le temps, la résistance aux agressions atmosphériques, la résistance aux 3045143 2 conditions d'exploitation comme l'immersion lors du chargement et du déchargement, ou encore le confinement de la résine de blindage neutronique. Une solution connue pour ce type de dispositif externe d'évacuation de chaleur se présente sous la forme d'une virole d'habillage enveloppant le corps latéral de 5 l'emballage, et sur laquelle sont soudées des ailettes droites longitudinales de section appropriée. Ces ailettes sont également dites verticales, car elles sont orientées selon la direction verticale lorsque l'emballage repose lui-même verticalement. Cependant, cette solution est perfectible car en pratique, elle conduit à un profil de température qui augmente progressivement en fonction de la hauteur de 10 l'emballage, lorsque celui-ci repose verticalement. EXPOSÉ DE L'INVENTION L'invention a donc pour but de remédier au moins partiellement à l'inconvénient mentionné ci-dessus, relatif aux réalisations de l'art antérieur. Pour ce faire, l'invention a tout d'abord pour objet une structure de 15 dissipation de chaleur par convection naturelle, destinée à équiper la périphérie d'un emballage pour le transport et/ou l'entreposage de matières radioactives, la structure présentant deux demi-structures adjacentes comprenant chacune des ailettes primaires parallèles et inclinées par rapport à une direction de la hauteur de la structure, les ailettes primaires des deux demi-structures formant deux à deux des ailettes en forme générale de 20 V inversé, lorsque l'emballage est agencé verticalement avec son fond orienté vers le bas, la structure présentant les paramètres suivants : - H : la hauteur de chaque demi-structure, dans la direction de la hauteur selon laquelle se succèdent les ailettes primaires inclinées, cette hauteur étant comprise entre 2 et 5 m ; 25 - h : la hauteur de chaque ailette primaire, comprise entre 10 et 100 mm ; - d : la largeur de chaque canal primaire de circulation d'air défini entre deux ailettes primaires directement consécutives, cette largeur étant comprise entre 10 et 50 mm ; - Ep : l'épaisseur de chaque ailette primaire, répondant à la condition d/Ep 2,5 ; 3045143 3 - L : la largeur de chaque demi-structure selon une direction transversale orthogonale à la direction de la hauteur, ladite largeur L répondant à la condition suivante : 0,30. (0,35 . H°5 h°,6 / d°,1) REVENDICATIONS1. Structure (30) de dissipation de chaleur par convection naturelle, destinée à équiper la périphérie d'un emballage (1) pour le transport et/ou l'entreposage de matières radioactives, la structure étant caractérisée en ce qu'elle présente deux demi-structures adjacentes (30a, 30b) comprenant chacune des ailettes primaires (40a, 40b) parallèles et inclinées par rapport à une direction de la hauteur (8) de la structure, les ailettes primaires (40a, 40b) des deux demi-structures (30a, 30b) formant deux à deux des ailettes (44) en forme générale de V inversé, lorsque l'emballage est agencé verticalement avec son fond (4) orienté vers le bas, la structure présentant les paramètres suivants : - H : la hauteur de chaque demi-structure (30a, 30b), dans la direction de la hauteur (8) selon laquelle se succèdent les ailettes primaires inclinées (40a, 40b), cette hauteur étant comprise entre 2 et 5 m ; - h : la hauteur de chaque ailette primaire (40a, 40b), comprise entre 10 et 100 mm ; - d : la largeur de chaque canal primaire (48a, 48b) de circulation d'air défini entre deux ailettes primaires directement consécutives, cette largeur étant comprise entre 10 et 50 mm ; - Ep : l'épaisseur de chaque ailette primaire (40a, 40b), répondant à la condition d/Ep 2,5 ; - L : la largeur de chaque demi-structure (30a, 30b) selon une direction transversale orthogonale à la direction de la hauteur (8), ladite largeur L répondant à la condition suivante : 0,30. (0,35 . H°5 h°,6 / d°,1) 2. Structure de dissipation de chaleur selon la revendication 1, caractérisée en ce que les deux demi-structures adjacentes (30a, 30b) sont agencées de façon sensiblement symétrique. 5 3. Structure de dissipation de chaleur selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisée en ce que les ailettes primaires (40a, 40b) sont droites et inclinées d'une valeur comprise entre 30 et 60° par rapport à la direction de la hauteur (8), et de préférence inclinées d'une valeur de 45° par rapport à cette même direction. 10 4. Structure de dissipation de chaleur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la largeur d est constante et identique pour tous les canaux primaires (40a, 40b) de circulation d'air de chaque demi-structure (30a, 30b). 5. Structure de dissipation de chaleur selon l'une quelconque des revendications 15 précédentes, caractérisée en ce que la largeur L de chaque demi-structure (30a, 30b) répond à la condition suivante : 0,55 . (0,35 . H°5 h°,6 / d°,1) 6. Structure de dissipation de chaleur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les deux demi-structures (30a, 30b) sont distinctes 20 l'une de l'autre, chacune présentant une plaque (46) et ses propres ailettes primaires faisant saillie de la plaque. 7. Structure de dissipation de chaleur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que les deux demi-structures (30a, 30b) sont réalisées sur une même 25 plaque de hauteur H. 3045143 12 8. Structure de dissipation de chaleur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que chaque demi-structure (30a, 30b) est sensiblement plane. 5 9. Emballage (1) pour le transport et/ou l'entreposage de matières radioactives comprenant un corps latéral (10) équipé extérieurement de plusieurs structures de dissipation de chaleur (30) selon l'une quelconque des revendications précédentes, réparties circonférentiellement autour du corps latéral (10). 10 10. Emballage selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'un écartement Ec' entre deux structures de dissipation (30) directement adjacentes selon la direction circonférentielle (32), est sensiblement égal à l'écartement Ec. 15