EP0226485A1 - Emballage pour le transport de matières dangereuses - Google Patents

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EP0226485A1
EP0226485A1 EP86402330A EP86402330A EP0226485A1 EP 0226485 A1 EP0226485 A1 EP 0226485A1 EP 86402330 A EP86402330 A EP 86402330A EP 86402330 A EP86402330 A EP 86402330A EP 0226485 A1 EP0226485 A1 EP 0226485A1
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EP
European Patent Office
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enclosure
packaging according
packaging
securing
removable means
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EP86402330A
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EP0226485B1 (fr
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Paul Tristan Blum
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Orano Demantelement SAS
Original Assignee
Societe pour les Transports de lIndustrie Nucleaire Transnucleaire SA
Compagnie Generale des Matieres Nucleaires SA
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D81/00—Containers, packaging elements, or packages, for contents presenting particular transport or storage problems, or adapted to be used for non-packaging purposes after removal of contents
    • B65D81/02—Containers, packaging elements, or packages, for contents presenting particular transport or storage problems, or adapted to be used for non-packaging purposes after removal of contents specially adapted to protect contents from mechanical damage
    • B65D81/05—Containers, packaging elements, or packages, for contents presenting particular transport or storage problems, or adapted to be used for non-packaging purposes after removal of contents specially adapted to protect contents from mechanical damage maintaining contents at spaced relation from package walls, or from other contents
    • B65D81/07—Containers, packaging elements, or packages, for contents presenting particular transport or storage problems, or adapted to be used for non-packaging purposes after removal of contents specially adapted to protect contents from mechanical damage maintaining contents at spaced relation from package walls, or from other contents using resilient suspension means
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
    • G21F5/00—Transportable or portable shielded containers
    • G21F5/06—Details of, or accessories to, the containers
    • G21F5/08—Shock-absorbers, e.g. impact buffers for containers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D65/00—Wrappers or flexible covers; Packaging materials of special type or form
    • B65D65/38—Packaging materials of special type or form
    • B65D65/44—Applications of resilient shock-absorbing materials, e.g. foamed plastics material, honeycomb material
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
    • G21F5/00—Transportable or portable shielded containers

Definitions

  • the subject of the invention is a packaging for the transport of dangerous materials, this packaging being designed to ensure the containment of said dangerous materials under severe accident conditions.
  • the hazardous materials for which the packaging in question is intended include in particular non-irradiated nuclear fuel materials in solid form, namely previously conditioned powders, bars and complete fuel elements.
  • the severe accident conditions under which the packaging must be capable of ensuring the containment of hazardous materials include in particular a succession of high-speed impacts followed by a prolonged fire at high temperature.
  • Packages of the kind in question which already exist comprise one or more confinement enclosures equipped with a closure device comprising a cover the sealing of which is obtained by means of seals and tightening with the aid of screws or the like; the more severe the accidental conditions which these packages must withstand, the greater the reinforcements to be made to the closure devices, leading to an increase in the mass of the package; it then becomes difficult to ensure the resistance of the less reinforced zones, especially when there are sudden variations in the thickness of the wall, unless provision is made of additional structures of the shock absorber and thermal insulator type which, although effective, are heavy. , bulky and expensive, making transport more difficult and expensive, especially in the case of air transport.
  • the object of the invention is, above all, to remedy these disadvantages and to provide a packaging of the kind in question which, while resisting the most severe accident conditions, presents itself with dimensions and a mass facilitating transport of all kinds, in particular by air.
  • an austenitic stainless steel containment enclosure consisting of a single piece devoid of orifice and seals other than welded, having the shape of a cylinder of revolution closed at its two ends which are convex in shape, the wall of this enclosure being of substantially uniform thickness without abrupt variations including at the welds, two axial shock absorbers, each comprising a section of metal tube preferably of the same section as the above enclosure, arranged on the ends of the latter so that they are coaxial with it, - removable means suitable for securing and handling the assembly as well as, if necessary, removable means suitable for securing the hazardous materials inside the enclosure, removable means suitable for ensuring the suspension of the enclosure, removable means suitable for ensuring the radiological shielding and removable means suitable for ensuring the heat dissipation.
  • the axial shock absorbers are arranged so that they can be fitted by interlocking on the ends of the enclosure.
  • the axial shock absorbers are welded to the ends of the enclosure.
  • these shock absorbers may include reinforcements such as concentric tubes and / or spacers.
  • the removable structures of the above packaging can be fixed - by friction, - by protuberances formed by the wall, - by a box enclosing the enclosure.
  • the packaging according to the invention also has other characteristics which are preferably used at the same time and which will be more explicitly discussed below.
  • This packaging is made to contain a confinement enclosure generally designated at 1 and consisting of a single piece, made of austenitic stainless steel, in the form of a cylinder of revolution closed at its two ends which are convex in shape.
  • the thickness of the wall of this enclosure is substantially uniform without abrupt variations, including at the welds which will be discussed below.
  • the enclosure has two shock absorbers A axial each formed by a section of metal tube preferably of the same section as the enclosure, each of these tubes being disposed respectively on one of the ends of the enclosure to which they are coaxial.
  • the coaxial shock absorbers can be arranged in such a way that the enclosure-shock absorbers assembly can withstand an impact at 470 km / h on a flat and undeformable target.
  • the wall of the enclosure a thickness such that it resists a fall from a height of 3 m on a steel punch with a diameter of 2.54 cm.
  • the containment is obtained by joining, by edge-to-edge welding along S, on the one hand a first constituent element 1a comprising the largest part of the cylinder of revolution and one of the ends E1 of the enclosure , that is to say the part which must receive hazardous materials M intended to be transported and, on the other hand, a second component element 1b essentially comprising the other end E2 of the enclosure, this second element playing the role of the cover of conventional packaging.
  • the enclosure thus formed is perfectly sealed thanks to the weld S; this welding eliminates the need for any seal, but must be checked by appropriate means, in particular by radiography and / or ultrasound, after completion.
  • the enclosure has walls of approximately uniform thickness and in any case without abrupt variations even at the level of the welded ones and does not comprise an orifice; thanks to this constitution and to the presence of the shock-absorbing tubes A, it is capable of withstanding shocks by absorbing the kinetic energy of the corresponding impacts by progressive plastic deformation of the assembly.
  • the thickness of the wall of the enclosure when the thickness of the wall of the enclosure is not uniform, it preferably varies continuously, the ratio between the thickest zone and the thinnest zone not exceeding 2.
  • the ends E1 and E2 of the enclosure 1 form domed bottoms which may be hemispherical, elliptical, in the form of basket handles and the like.
  • shock-absorbing tubes A are arranged coaxially with the enclosure on the ends of the latter by welding or by interlocking.
  • the damping tube proper A then being adaptable on the end of the enclosure by a tube element A1 coaxial with A and of internal diameter such that this element A1 can fit on the end of the enclosure with a minimum of play, its fixing being ensured by pressure screws 13 tightened against the wall of the enclosure.
  • the shock-absorbing tubes A can be reinforced by coaxial tubes of smaller diameter, not shown, housed inside the tubes A and connected to the latter, for example by fins.
  • an enclosure 1 suitable for housing a PWR fuel assembly with a mass of 750 kg, a length of 4.1 m and a square section of 215 mm on a side is in the form of a cylinder of revolution in austenitic stainless steel with a diameter of 380 mm, a length of 4.6 m and a wall thickness of 25mm, extended at each end by a damping tube of the same section, the same material and a length of 600mm.
  • the assembly has a mass of 2.5 t and withstands an impact at a speed of 470 km / h followed by a fall from a height of 3 m onto a steel punch with a diameter of 2.54 cm.
  • a fundamental advantage of the enclosure comprised by the packaging according to the invention resides in the fact that its replacement after each use can be envisaged at a lower cost because of its simple constitution, its ease of supply, its reduced mass and the possibility of recovering the removable appendages provided for its handling, stowage, suspension, blocking of its content, its shielding, etc. ; what makes this advantage even more decisive is that, moreover, the constituent elements of this enclosure can also be recovered, by means of a process in accordance with the invention which comprises a set of simple operations which will be more explicitly discussed.
  • the constituent material of the containment for packaging in accordance with the invention is austenitic stainless steel because of the well-known properties of this material from the point of view of corrosion resistance, weldability, absence of brittleness at low temperatures, high mechanical properties including elongation at break, high melting temperature.
  • the packaging includes removable means for wedging hazardous materials M inside the enclosure.
  • removable wedging means can be produced by means of members linked by friction to the enclosure, in order to prevent the wall of the latter from exhibiting zones of least resistance, in the event of impact.
  • the rigid structure schematically represented in K, and on which is fixed a complete combustible element not shown and constituting the dangerous substance M is wedged between, -
  • a spacer 4 made of malleable metal such as aluminum whose shape is complementary to that of the bottom of the end E1 of the first component of the assembly in which it is arranged and against which the spacer corresponding end of the rigid structure K is supported along 4a and - on the other hand, a blocking system, generally designated at 5, fixed to the enclosure by friction and which will be described, a spacer 6 similar to the spacer 4 being preferably housed in the end E2.
  • the reaction of the blocking system can be collected by protuberances from the enclosure, the latter possibly being in the form of a continuous or interrupted ring (bayonet system) welded against the enclosure, the total thickness of the ring not exceeding the thickness of the wall of the enclosure.
  • the bottom of the ends E1 and E2 is curved, the spacers 4 and 6 having a complementary curved shape, thanks to which in the event of an impact at the end the pressures are better distributed .
  • the locking system 5 comprises a split conical ring 7 cooperating with a setting stop 8 which applies the split ring against the interior surface of the enclosure 1 under the action of axial screws 9 , thus immobilizing the assembly 5, wedging screws 10 being provided to immobilize and center the rigid structure K on which the fuel element is fixed by reaction against the face Ka of this structure on which they are supported.
  • the packaging includes removable means suitable for securing and handling the assembly, as well as, if necessary, removable means suitable for suspending the enclosure, removable means suitable for ensuring radiological shielding and removable means capable of ensuring heat dissipation.
  • the means suitable for allowing the handling and securing of the enclosure 1 can be constituted by elements 11 which are advantageously carried by a tube or by an external ring 12 applied against the enclosure and immobilized with respect to the latter by friction, in particular by clamping screws 13.
  • the outer ring 12 may, as shown, be a constituent part of the tube A1.
  • the enclosure 1 can be maintained inside a frame or support shown in FIGS. 2a and 2b and generally designated at 14, keeping it inside said frame advantageously by means of elastic connecting elements which can be constituted by elastomeric blocks or, as in the embodiment shown in FIGS. 2a and 2b, by springs 15 and damping devices 16 of the kind used for the suspension of road vehicles, axial stops Ba and radial Br fixed to the frame limiting the amplitude of the possible deflections, taking over from this suspension in the event of a brutal shock.
  • elastic connecting elements can be constituted by elastomeric blocks or, as in the embodiment shown in FIGS. 2a and 2b, by springs 15 and damping devices 16 of the kind used for the suspension of road vehicles, axial stops Ba and radial Br fixed to the frame limiting the amplitude of the possible deflections, taking over from this suspension in the event of a brutal shock.
  • eight "spring 15 + damper 16" assemblies are arranged in the vicinity of the ends of the enclosure, bearing respectively on a fixing element 14a provided in each of the angles 14b of the frame and on one of the elements 11 of the rings 12.
  • two axial stops Ba and four radial stops Br limit the possible deflections of the enclosure relative to the frame.
  • the enclosure 1 is perfectly suspended and maintained in the event of a brutal shock inside the frame 14 which can in turn be fixed to the platform of a transport vehicle or to a transcontainer not shown. .
  • the frame 14 can be replaced by a transcontainer and this can contain several enclosures 1, each suspended from a series of uprights 14 integral with the transcontainer.
  • the enclosure 1 equipped with its axial dampers and its own handling means in a box closed by conventional means of the flange and screw type, knee pads and the like, lashing and handling handling members.
  • the assembly being provided outside the box; it is important to ensure that the mass and the structures of the box in question are not likely to cause the rupture of the walls of the enclosure by crushing or punching, in the event of impact of the assembly at high speed on a target plane.
  • this box may include radiological shielding; this can be presented as shown in FIGS. 3a and 3b in the form of a box 17 made of material suitable for providing radiological protection (neutron and / or gamma): this box which advantageously takes the form of a cylinder of revolution comprising a cavity 17a in which is disposed the enclosure 1 equipped with its shock absorbers A and its handling members 11, is closed by a cover 18 provided with a seal made of the same material or of similar material, said cover 18 which can be fixed to the box by fixing screws 19.
  • this box 17 made of material suitable for providing radiological protection (neutron and / or gamma): this box which advantageously takes the form of a cylinder of revolution comprising a cavity 17a in which is disposed the enclosure 1 equipped with its shock absorbers A and its handling members 11, is closed by a cover 18 provided with a seal made of the same material or of similar material, said cover 18 which can be fixed to the box by fixing screws 19.
  • the box 17 also includes the handling and stowage members 11 and possibly the cooling fins not shown.
  • thermal bridges can be provided in the form of metal plates passing right through it radially.
  • the constituent elements 1a and 1b of the enclosure 1 are joined by edge-to-edge welding along S, after positioning and blocking inside the element 1a of the dangerous material M.
  • FIG. 4b shows part of the elements 1a and 1b after parting off, that is to say removal of a thickness a of material constituting the enclosure.
  • a ring 1c of thickness a of constituent material of the enclosure corresponding to the thickness of the constituent material removed during the preceding cutting (FIG. 4c); the edges of the two constituent elements of the enclosure, one of which is reconstructed as just indicated, are machined, for example at a bevel, these edges are brought into contact with each other after a new loading of the enclosure and they are joined together by edge-to-edge welding by reconstituting S and controlling the operation as indicated above, for example by radiography and / or ultrasound.

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Abstract

Emballage pour le transport de matières dangereuses propre à assurer le confinement de ces matières dans des conditions accidentelles sévères, caractérisé par le fait qu'il comporte - une enceinte (1) de confinement en acier inoxydable austénitique, constituée d'une seule pièce dépourvue d'orifice et de joints autres que soudés, ayant la forme d'un cylindre de révolution fermé à ses deux extrémités (E1, E2) qui sont de forme bombée, la paroi de cette enceinte étant d'épaisseur sensiblement uniforme sans variations brutales y compris au niveau des soudures, - deux amortisseurs de chocs A axiaux, formés chacun d'un tronçon de tube métallique de préférence de même section que l'enceinte ci-dessus, disposés sur les extrémités de celle-ci de telle sorte qu'ils lui soient coaxiaux, - des moyens amovibles (11) propres à assurer l'arrimage et la manutention de l'ensemble ainsi que, - s'il y a lieu, des moyens (5) amovibles propres à assurer le calage des matières dangereuses (M) à l'intérieur de l'enceinte.

Description

  • L'invention a pour objet un emballage pour le transport de matières dangereuses, cet emballage étant agencé pour assurer le confinement desdites matières dan­gereuses dans des conditions accidentelles sévères.
  • Les matières dangereuses au transport desquelles est destiné l'emballage en question, comprennent notamment les matières combustibles nucléaires non irradiées sous forme solide, à savoir des poudres préalablement condi­tionnées, des barreaux ainsi que des éléments combustibles complets.
  • Les conditions accidentelles sévères sous lesquel­les l'emballage doit être apte à assurer le confinement des matières dangereuses comprennent notamment une succes­sion d'impacts à grande vitesse suivie d'un incendie pro­longé à haute température.
  • Les emballages du genre en question qui existent déjà, comportent une ou plusieurs enceintes de confinement équipées d'un dispositif de fermeture comprenant un cou­vercle dont l'étanchéité est obtenue grâce à des joints et le serrage à l'aide de vis ou analogue ; plus les condi­tions accidentelles auxquelles ces emballages doivent résister sont sévères, plus les renforcements devant être apportés aux dispositifs de fermeture sont importants, en­traînant un accroissement de la masse de l'emballage ; il devient alors difficile d'assurer la résistance des zones moins renforcées surtout lorsqu'il y a des variations brutales de l'épaisseur de la paroi, sauf à prévoir des structures annexes du type amortisseurs de choc et iso­lants thermiques qui quoiqu'efficaces sont lourdes, volu­mineuses et coûteuses, rendant ainsi les transports plus difficiles et onéreux, surtout dans le cas de transports par air.
  • L'invention a pour but, surtout, de remédier à ces inconvénients et de fournir un emballage du genre en ques­tion qui, tout en résistant aux conditions accidentelles les plus sévères, se présente avec des dimensions et une masse facilitant les transports de tous genres, en parti­culier par air.
  • Ce but peut être atteint en faisant comporter aux emballages du genre en question
    - une enceinte de confinement en acier inoxydable austénitique, constituée d'une seule pièce dépourvue d'orifice et de joints autres que soudés, ayant la forme d'un cylindre de révolution fermé à ses deux extrémités qui sont de forme bombée, la paroi de cette enceinte étant d'épaisseur sensiblement uniforme sans variations brutales y compris au niveau des soudures,
    - deux amortisseurs de chocs axiaux, comportant chacun un tronçon de tube métallique de préférence de même section que l'enceinte ci-dessus, disposés sur les extrémités de celle-ci de telle sorte qu'ils lui soient coaxiaux,
    - des moyens amovibles propres à assurer l'arrimage et la manutention de l'ensemble ainsi que, s'il y a lieu, des moyens amovibles propres à assurer le calage des ma­tières dangereuses à l'intérieur de l'enceinte, des moyens amovibles propres à assurer la suspension de l'enceinte, des moyens amovibles propres à assurer le blindage radio­logique et des moyens amovibles propres à assurer la dis­sipation calorifique.
  • Selon une première variante, les amortisseurs de chocs axiaux sont agencés de telle sorte qu'ils puissent être montés par emboîtement sur les extrémités de l'en­ceinte.
  • Selon une deuxième variante, les amortisseurs de chocs axiaux sont soudés sur les extrémités de l'enceinte.
  • Dans tous les cas, ces amortisseurs peuvent compor­ter des renforcements tels que tubes concentriques et/ou entretoises.
  • Les structures amovibles du susdit emballage peu­vent être fixées
    - par friction,
    - par des protubérances comportées par la paroi,
    - par une boîte enfermant l'enceinte.
  • L'emballage conforme à l'invention présente égale­ment d'autres caractéristiques s'utilisant de préférence en même temps et dont il sera plus explicitement question ci-après.
  • L'invention pourra être bien comprise à l'aide du complément de description et du dessin qui sont donnés en rapport avec des modes de réalisation avantageux.
    • La figure 1a dudit dessin montre en coupe axiale l'enceinte de confinement d'un emballage agencé conformé­ment à l'invention, la figure 1b étant une coupe selon Ib-Ib de la figure 1a.
    • La figure 2a montre en élévation avec parties arra­chées, des détails d'un emballage selon l'invention, la figure 2b étant une coupe selon IIb-IIb de la figure 2a.
    • La figure 3a montre, en coupe axiale partielle, une variante de l'emballage montré figure 2a, la figure 3b étant une coupe selon IIIb-IIIb de la figure 3a.
    • Les figures 4a, 4b et 4c montrent en coupe des détails de l'enceinte de confinement du susdit emballage.
  • Se proposant par conséquent d'établir un emballage conforme à l'invention, on s'y prend comme suit ou de façon équivalente.
  • On fait comporter à cet emballage une enceinte de confinement globalement désignée en 1 et constituée d'une seule pièce, en acier inoxydable austénitique, sous forme d'un cylindre de révolution fermé à ses deux extrémités qui sont de forme bombée.
  • L'épaisseur de la paroi de cette enceinte est sen­siblement uniforme sans variations brutales y compris au niveau des soudures dont il sera question plus loin.
  • L'enceinte comporte deux amortisseurs de chocs A axiaux formés chacun d'un tronçon de tube métallique de préférence de même section que l'enceinte, chacun de ces tubes étant disposé respectivement sur l'une des extré­mités de l'enceinte à laquelle ils sont coaxiaux.
  • Pour tenir compte de certaines réglementations de sécurité, on peut agencer les amortisseurs coaxiaux de telle sorte que l'ensemble enceinte-amortisseurs puisse résister à un impact à 470 km/h sur cible plane et indé­formable.
  • Dans le même esprit, on peut conférer à la paroi de l'enceinte une épaisseur telle qu'elle résiste à une chute d'une hauteur de 3 m sur un poinçon d'acier d'un diamètre de 2,54 cm.
  • L'enceinte de confinement est obtenue par la réu­nion, par soudure bord à bord selon S, d'une part d'un premier élément constitutif 1a comprenant la plus grande partie du cylindre de révolution et l'une des extrémités E1 de l'enceinte, c'est-à-dire la partie qui doit recevoir des matières dangereuses M destinées à être transportées et, d'autre part, d'un second élément constitutif 1b comprenant essentiellement l'autre extrémité E2 de l'en­ceinte, ce second élément jouant le rôle du couvercle des emballages classiques.
  • L'enceinte ainsi constituée est parfaitement étan­che grâce à la soudure S ; cette soudure supprime la né­cessité de tout joint d'étanchéité, mais doit être contrô­lée par des moyens appropriés, notamment par radiographie et/ou ultrasons, après réalisation.
  • L'enceinte a des parois d'épaisseur à peu près uniforme et en tout cas sans variations brutales même au niveau des soudurees et ne comporte pas d'orifice ; grâce à cette constitution et à la présence des tubes amortis­seurs A, elle est capable de résister aux chocs en absor­bant l'énergie cinétique des impacts correspondants par déformation plastique progressive de l'ensemble.
  • Dans la pratique, lorsque l'épaisseur de la paroi de l'enceinte n'est pas uniforme, elle varie de préférence de manière continue, le rapport entre la zone la plus épaisse et la zone la moins épaisse n'excédant pas 2.
  • Les extrémités E1 et E2 de l'enceinte 1 forment des fonds bombés qui peuvent être hémisphériques, elliptiques, en forme d'anses de panier et analogues.
  • Les tubes amortisseurs A sont disposés coaxialement à l'enceinte sur les extrémités de celle-ci par soudure ou par emboîtage.
  • C'est ce dernier mode de réalisation qui est repré­senté figure 1a, le tube amortisseur proprement dit A étant alors adaptable sur l'extrémité de l'enceinte par un élément de tube A₁ coaxial à A et de diamètre intérieur tel que cet élément A₁ puisse s'adapter sur l'extrémité de l'enceinte avec un minimum de jeu, sa fixation étant assu­rée par des vis de pression 13 serrées contre la paroi de l'enceinte.
  • Les tubes amortisseurs A peuvent être renforcés par des tubes coaxiaux de diamètre plus faible non montrés logés à l'intérieur des tubes A et reliés à ceux-ci par exemple par des ailettes.
  • A titre d'exemple illustratif et nullement limita­tif, on signale qu'une enceinte 1 propre à loger un assem­blage combustible PWR d'une masse de 750 kg, d'une lon­gueur de 4,1 m et de section carrée de 215 mm de côté se présente sous la forme d'un cylindre de révolution en acier inoxydable austénitique d'un diamètre de 380 mm, d'une longueur de 4,6 m et d'une épaisseur de paroi de 25mm, prolongé à chaque extrémité par un tube amortisseur de même section, de même matériau et d'une longueur de 600mm.
  • L'ensemble a une masse de 2,5 t et résiste à un impact à une vitesse de 470 km/h suivi d'une chute d'une hauteur de 3 m sur un poinçon d'acier d'un diamètre de 2,54 cm.
  • Un avantage fondamental de l'enceinte comportée par les emballages conformes à l'invention réside dans le fait que son remplacement après chaque utilisation peut être envisagé à moindres frais du fait de sa constitution simple, de sa facilité d'approvisionnement, de sa masse réduite et de la possibilité de récupérer les appendices démontables prévus pour sa manutention, son arrimage, sa suspension, le blocage de son contenu, son blindage, etc. ; ce qui rend cet avantage encore plus déterminant c'est que par ailleurs les éléments constitutifs de cette enceinte peuvent également être récupérés, moyennant un procédé conforme à l'invention qui comporte un ensemble d'opéra­tions simples dont il va être plus explicitement question.
  • La matière constitutive de l'enceinte de confine­ment des emballages conformes à l'invention est de l'acier inoxydable austénitique en raison des propriétés bien con­nues de ce matériau du point de vue de la résistance à la corrosion, de la soudabilité, de l'absence de fragilité aux basses températures, des propriétés mécaniques élevées dont l'allongement à la rupture, de la température de fusion élevée.
  • L'emballage comporte des moyens amovibles de calage des matières dangereuses M à l'intérieur de l'enceinte. Ces moyens amovibles de calage peuvent être réalisés par l'intermédiaire d'organes liés par friction à l'enceinte, pour éviter que la paroi de celle-ci présente des zones de moindre résistance, en cas d'impact.
  • Ainsi, dans le cas du mode de réalisation montré figures 1a, 1b, la structure rigide schématiquement repré­sentée en K, et sur laquelle est fixé un élément combusti­ble complet non montré et constituant la matière dange­reuse M, est calée entre,
    - d'une part, une entretoise 4 en métal malléable tel que l'aluminium dont la forme est complémentaire à celle du fond de l'extrémité E1 du premier élément consti­tutif de l'ensemble dans laquelle elle est disposée et contre laquelle entretoise l'extrémité correspondante de la structure rigide K prend appui suivant 4a et
    - d'autre part, un système de blocage, globalement désigné en 5, fixé à l'enceinte par friction et qui va être décrit,
    une entretoise 6 analogue à l'entretoise 4 étant de préfé­rence logée dans l'extrémité E2.
  • Selon une variante , la réaction du système de blocage peut être encaissée par des protubérances de l'en­ceinte, ces dernières pouvant se présenter sous forme d'une bague continue ou interrompue (système baïonnette) soudée contre l'enceinte, l'épaisseur totale de la bague n'excédant pas l'épaisseur de la paroi de l'enceinte.
  • Dans le cas du mode de réalisation représenté à la figure 1a, le fond des extrémités E1 et E2 est bombé, les entretoises 4 et 6 ayant une forme bombée complémentaire, ce grâce à quoi en cas d'impact en bout les pressions sont mieux réparties.
  • Toujours dans le mode de réalisation représenté figure 1a, le système de blocage 5 comporte une bague conique fendue 7 coopérant avec une butée de calage 8 qui applique la bague fendue contre la surface intérieure de l'enceinte 1 sous l'action de vis axiales 9, immobilisant ainsi l'ensemble 5, des vis de calage 10 étant prévues pour immobiliser et centrer la structure rigide K sur la­quelle est fixé l'élément combustible par réaction contre la face Ka de cette structure sur laquelle elles prennent appui.
  • L'emballage comporte des moyens amovibles propres à assurer l'arrimage et la manutention de l'ensemble, ainsi que, s'il y a lieu, des moyens amovibles propres à assurer la suspension de l'enceinte, des moyens amovibles propres à assurer le blindage radiologique et des moyens amovibles propres à assurer la dissipation calorifique.
  • Les moyens propres à permettre la manutention et l'arrimage de l'enceinte 1, peuvent être constitués par des éléments 11 qui sont avantageusement portées par un tube ou par une bague externe 12 appliquée contre l'en­ceinte et immobilisée par rapport à celle-ci par friction, notamment par des vis de serrage 13.
  • Dans le cas du mode de réalisation de la figure 1a, la bague externe 12 peut, comme montré, être une partie constitutive du tube A₁.
  • A l'aide des susdits organes de manutention et d'arrimage, l'enceinte 1 peut être maintenue à l'intérieur d'un cadre ou support montré figures 2a et 2b et globale­ment désigné en 14, le maintien à l'intérieur dudit cadre se faisant avantageusement par l'intermédiaire d'éléments de liaison élastiques qui peuvent être constitués par des blocs élastomères ou, comme dans le mode de réalisation montré aux figures 2a et 2b, par des ressorts 15 et des dispositifs amortisseurs 16 du genre de ceux utilisés pour la suspension des véhicules routiers, des butées axiales Ba et radiales Br fixées au cadre limitant l'amplitude des débattements possibles, prenant le relais de cette suspen­sion en cas de choc brutal.
  • Dans le cas du mode de réalisation montré, huit ensembles "ressort 15 + amortisseur 16" sont disposés au voisinage des extrémités de l'enceinte, prenant appui respectivement sur un élément de fixation 14a prévu dans chacun des angles 14b du cadre et sur un des éléments 11 des bagues 12. De plus, deux butées axiales Ba et quatre butées radiales Br limitent les débattements possibles de l'enceinte par rapport au cadre.
  • Grâce à cette façon de procéder, l'enceinte 1 est parfaitement suspendue et maintenue en cas de choc brutal à l'intérieur du cadre 14 qui peut à son tour être fixé à la plateforme d'un véhicule de transport ou à un transcon­tainer non représentés.
  • Bien entendu, le cadre 14 peut être remplacé par un transcontainer et celui-ci peut contenir plusieurs encein­tes 1, chacune suspendue à une série de montants 14 soli­daires du transcontainer.
  • Il est également possible d'enfermer l'enceinte 1 équipée de ses amortisseurs axiaux et de ses moyens pro­pres de manutention dans une boîte fermée par des moyens conventionnels du type bride et vis, genouillères et analogues, des organes d'arrimage et de manutention de l'ensemble étant prévus à l'extérieur de la boîte ; il importe de veiller à ce que la masse et les structures de la boîte en question ne risquent pas de causer la rupture des parois de l'enceinte par écrasement ou poinçonnement, en cas d'impact de l'ensemble à grande vitesse sur une cible plane.
  • Enfin, lorsque la nature de la matière dangereuse M le nécessite, cette boîte peut comporter un blindage ra­diologique ; celui-ci peut se présenter comme montré aux figures 3a et 3b sous la forme d'une boîte 17 en matériau propre à assurer la protection radiologique (neutronique et/ou gamma) : cette boîte qui se présente avantageusement sous la forme d'un cylindre de révolution comportant une cavité 17a dans laquelle est disposée l'enceinte 1 équipée de ses amortisseurs A et de ses organes de manutention 11, est fermée par un couvercle 18 muni d'un joint d'étan­chéité en même matériau ou en matériau analogue, ledit couvercle 18 pouvant être fixé sur la boîte par des vis de fixation 19.
  • Dans ce cas, la boîte 17 comporte également les or­ganes de manutation et d'arrimage 11 et éventuellement des ailettes de refroidissement non montrées.
  • Lorsque le blindage est constitué d'un matériau isolant (par exemple, résine), on peut prévoir des ponts thermiques sous forme de plaques métalliques le traversant de part en part radialement.
  • Comme déjà indiqué plus haut, les éléments consti­tutifs 1a et 1b de l'enceinte 1 sont réunis par soudage bord à bord selon S, après mise en place et blocage à l'intérieur de l'élément 1a de la matière dangereuse M.
  • Pour extraire la matière M de l'enceinte, on sépare l'un de l'autre les éléments 1a et 1b par découpage ou tronçonnage au voisinage de S selon la flèche F (Figure 4a), après enlèvement des tubes amortisseurs de choc A.
  • La figure 4b montre une partie des éléments 1a et 1b après tronçonnage, c'est-à-dire enlèvement d'une épais­seur a de matière constitutive de l'enceinte.
  • Pour réutiliser l'enceinte, conformément au procédé selon l'invention, on rapporte par exemple par soudure contre le bord de l'un des éléments constitutifs de l'en­ceinte, par exemple contre le bord de l'élément 1b, bord qui résulte du découpage précédent, un anneau 1c d'épais­seur a de matière constitutive de l'enceinte correspondant à l'épaisseur de la matière constitutive enlevée lors du découpage précédent (figure 4c) ; on usine, par exemple en biseau, les bords des deux éléments constitutifs de l'en­ceinte dont l'un est reconstitué comme il vient d'être indiqué, on rapproche ces bords au contact l'un de l'autre après un nouveau chargement de l'enceinte et on les réunit par soudure bord à bord en reconstituant S et en contrô­lant l'opération comme susindiqué, par exemple par radio­graphie et/ou ultrasons.
  • Ceci étant et quel que soit le mode de réalisation adopté, on dispose ainsi d'un emballage du genre en ques­tion qui présente, par rapport à ceux qui existent déjà, de nombreux avantages dont notamment celui résidant dans le fait qu'avec une mise en oeuvre moindre l'enceinte de confinement comportée par l'emballage présente des carac­téristiques de résistance notablement améliorées et celui résidant dans le fait que ladite enceinte peut pratique­ment être remplacée à chaque utilisation tout en étant récupérable à l'aide d'un procédé simple.
  • Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus spécialement envisagés ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes.

Claims (10)

1. Emballage pour le transport de matières dange­reuses propre à assurer le confinement de ces matières dans des conditions accidentelles sévères, caractérisé par le fait qu'il comporte
- une enceinte (1) de confinement en acier inoxyda­ble austénitique, constituée d'une seule pièce dépourvue d'orifice et de joints autres que soudés, ayant la forme d'un cylindre de révolution fermé à ses deux extrémités (E1, E2) qui sont de forme bombée, la paroi de cette enceinte étant d'épaisseur sensiblement uniforme sans variations brutales y compris au niveau des soudures,
- deux amortisseurs de chocs A axiaux, formés chacun d'un tronçon de tube métallique de préférence de même section que l'enceinte ci-dessus, disposés sur les extrémités de celle-ci de telle sorte qu'ils lui soient coaxiaux,
- des moyens amovibles (11) propres à assurer l'arrimage et la manutention de l'ensemble ainsi que, s'il y a lieu, des moyens (5) amovibles propres à assurer le calage des matières dangereuses (M) à l'intérieur de l'en­ceinte et des moyens amovibles (15, 16) propres à assurer la suspension de l'enceinte, des moyens amovibles (17) propres à assurer le blindage radiologique et des moyens amovibles propres à assurer la dissipation calorifique.
2. Emballage selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les amortisseurs de choc A axiaux sont montés par emboîtement sur les extrémités de l'enceinte ou fixés sur ces extrémités par soudure et peuvent comporter des renforcements tels que tubes concentriques et/ou entretoises.
3. Emballage selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que l'enceinte (1) est obtenue par soudure bord à bord, d'une part d'un premier élément constitutif (1a) comprenant la plus grande partie du cylindre de révolution et l'une des extrémités (E1) de l'enceinte, c'est-à-dire la partie qui doit recevoir des matières dangereuses (M) destinées à être transportées et, d'autre part, d'un second élément constitutif (1b) compre­nant essentiellement l'autre extrémité (E2) de l'enceinte, ce second élément jouant le rôle du couvercle des embal­lages classiques.
4. Emballage selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que les extrémités (E1, E2) de l'enceinte (1) forment des fonds bombés de forme hémisphé­rique ou elliptique ou en forme d'anses de panier.
5. Emballage selon la revendication 4, caractérisé par la fait que la matière dangereuse fixée sur une struc­ture rigide (K) est calée entre
- d'une part, une entretoise (4) en métal malléable tel que l'aluminium dont la forme est complémentaire à celle du fond de l'extrémité (E1) du premier élément (1) et contre laquelle entretoise l'extrémité correspondante de la structure rigide prend appui et
- d'autre part, un système de blocage fixé par friction à l'enceinte,
une entretoise (6) analogue à celle disposée dans l'extré­mité (E1) du premier élément constitutif (1a) étant de préférence logée dans l'extrémité (E2) du deuxième élément constitutif (1b).
6. Emballage selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que l'enceinte (1) comporte des éléments de manutation et d'arrimage (11) portés par des tubes ou bagues (12) immobilisés par friction sur l'en­ceinte (1).
7. Emballage selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que l'enceinte est maintenue à l'intérieur d'un cadre ou support (14) par l'intermédiaire d'éléments de liaison élastiques (15, 16) et des butées (Ba, Br) limitant le débattement de l'enceinte à l'inté­rieur du cadre.
8. Emballage selon la revendication 7, caractérisé par le fait que les éléments de liaison élastiques sont constitués par des ensembles "ressort + amortisseur" du genre de ceux utilisés pour la suspension des véhicules routiers.
9. Emballage selon la revendication 1, caractérisé par la fait que l'enceinte équipée de ses amortisseurs est disposée à l'intérieur d'une boîte (17) assurant le blin­dage radiologique et comportant les moyens d'arrimage et de manutention (11) ainsi que des moyens pour transmettre la chaleur à travers sa paroi et la dissiper dans l'air ambiant.
10. Procédé pour réutiliser l'enceinte (1) compor­tée par l'emballage selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé par le fait que successivement on rapporte contre le bord de l'un des deux éléments constitutifs (1a, 1b) de l'enceinte, après séparation par tronçonnage de ladite enceinte en ces deux éléments, un anneau (1c) de matériau constitutif de l'enceinte d'une épaisseur corres­pondant à celle de la matière enlevée lors du tronçonnage, on usine les bords des deux éléments constitutifs, on rapproche ces deux bords au contact l'un de l'autre après chargement de l'enceinte et on les réunit par soudures.
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