EP1525591A2 - Paroi de protection a blindage anti-poincon pour conteneur et conteneur comprenant au moins une telle paroi - Google Patents

Paroi de protection a blindage anti-poincon pour conteneur et conteneur comprenant au moins une telle paroi

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Publication number
EP1525591A2
EP1525591A2 EP03712295A EP03712295A EP1525591A2 EP 1525591 A2 EP1525591 A2 EP 1525591A2 EP 03712295 A EP03712295 A EP 03712295A EP 03712295 A EP03712295 A EP 03712295A EP 1525591 A2 EP1525591 A2 EP 1525591A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
protective wall
container
plate
wall
support means
Prior art date
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EP03712295A
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German (de)
English (en)
Other versions
EP1525591B1 (fr
Inventor
Yves Chanzy
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TN International SA
Original Assignee
Cogema Logistics SA
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Filing date
Publication date
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Publication of EP1525591A2 publication Critical patent/EP1525591A2/fr
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Publication of EP1525591B1 publication Critical patent/EP1525591B1/fr
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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

Definitions

  • the present invention relates to the field of containers intended for transporting / storing sensitive materials, such as radioactive materials. More particularly, the invention relates to protective walls with anti-punch armor used to produce the side face (s), the bottom, and the removable cover (s) of such containers.
  • the containers for nuclear materials are of substantially cylindrical or parallelepiped shape.
  • These containers are usually composed of one or more side faces, a fixed bottom, a cover, and one or more removable protective covers, the latter being respectively located at one and the other of the container ends.
  • the side (s), the bottom and the lid of the container define an enclosure of containment located inside the container, in which the nuclear material is securely placed.
  • the side face (s), the bottom, and the removable protective cover (s) of the container generally comprise a protective wall produced by a stack of layers and plates each having at least one distinct function, so that the container has certain characteristics enabling it to meet regulatory safety requirements for the transport / storage of nuclear materials.
  • this punching test consists in raising the container to one meter above a cylindrical punch of fifteen centimeters in diameter, then to drop it by gravity on the punch. To pass this test, it is necessary that the punch does not puncture the elements of the container delimiting the confinement enclosure.
  • the protective wall is designed to perform other functions than that linked to resistance to puncture.
  • the protective wall so that the container can meet regulatory safety requirements, must have thermal characteristics of the fire type, and / or energy absorption characteristics of falls from 9 meters .
  • the protective walls must still be able to preserve the confinement enclosure as well as all the components such as the seals, from an excessively high temperature encountered during the test. fire, also known as a "fire test".
  • Protective walls with anti-punching shielding comprising three elements superimposed on each other. To produce such walls, the elements are positioned so that an external plate and an internal steel plate sandwich a fire-resistant layer, the latter being made of a material with low crushing stress allowing 'absorb the falling energy.
  • An intermediate plate made of steel or composite material, is placed under the damping layer, and is in lower contact with a layer • deformable in compression, with low crushing stress and which may have fire-fighting properties.
  • the fifth and last element of the protective wall is constituted by a rigid internal steel plate, with high mechanical resistance.
  • the object of the invention is firstly to present a protective wall with an anti-punch armor for a container, this protective wall at least partially remedying the drawbacks mentioned above relating to the embodiments of the prior art. More specifically, the object of the invention is to propose a protective wall with anti-shielding container punch, this wall enabling the container to meet all of the regulatory safety tests for the transport / storage of nuclear material, these tests may be such as the punching test, the 9-meter drop test, or again the fire test.
  • the object of the invention is to propose a wall such that a container provided with this can satisfy a mass limitation imposed by operational constraints.
  • the invention also aims to present a container comprising at least one protective wall such as that meeting the aims described above.
  • the invention firstly relates to a protective wall with an anti-punch armor for a container, the wall comprising support means and the following respective superimposed elements: - an external plate;
  • the intermediate plate is positioned non-rigidly relative to the support means.
  • the intermediate plate in contact with the second damping layer, is not rigidly assembled with the support means.
  • This specific characteristic of the invention makes it possible to obtain a protective wall with anti-punching armor of limited mass and resistant to the punching test. Indeed, after having crossed the external plate and crushed the first damping layer, the punch urges the intermediate plate. During this stress, the intermediate plate being entirely mobile or weakly held relative to the support means, the force transmitted to the intermediate plate is distributed almost uniformly over a large part of the surface of this plate, consequently causing a displacement of this plate and a crushing of the second damping layer over a very large surface of the latter. Unlike the walls of the prior art
  • the intermediate plate of the wall according to the invention is arranged so as to be made movable relative to the support means, under the effect of mechanical stresses generated by the force of the punch.
  • the embedding by welding of the intermediate plate on the support means practiced in the embodiments of the prior art, conversely leads to a stress on the intermediate plate in very localized regions, which can cause tearing of the intermediate plate, as well as the rupture of the confinement of the second damping layer.
  • This drawback drawback is even greater when the second intermediate layer has a thermal protection function. Indeed, in such a case, the second layer depreciation no longer provides satisfactory protection against fire in the containment.
  • the invention has all the characteristics required to allow the container to meet regulatory requirements, without having to oversize the plates constituting the protective wall.
  • the protective wall with anti-punch armor according to the invention provides a simple solution, independent of the existing compromise of the prior art.
  • the external and internal plates of the wall are rigidly connected to the support means.
  • the intermediate plate rests on a plurality of wedges spaced from each other and integral with the support means.
  • the wedges are integral with lateral beams belonging to the support means, and that the intermediate plate is connected to each wedge using at least one frangible rivet.
  • the intermediate plate is held by the support means using at least one flexible tongue interposed between the support means and said intermediate layer.
  • the intermediate plate bears on the one hand against the first layer damping and secondly against the second damping layer, and completely free relative to the support means.
  • the invention also relates to a container comprising at least one lateral face, a bottom, and at least one removable cover.
  • a container comprising at least one lateral face, a bottom, and at least one removable cover.
  • at least one element taken from the group consisting of each lateral face, of the bottom, and of each removable cover of the container comprises a protective wall such as that described above.
  • FIG. 1 shows a partial sectional view of a container comprising side faces comprising a protective wall according to a first preferred embodiment of the invention, a bottom and a removable cover comprising a protective wall according to a third mode preferred embodiment of the invention;
  • FIG. 2 shows a sectional view taken along line A-A of Figure 1;
  • Figure 3 shows a partial view, on a larger scale, of Figure 3;
  • - Figure 4 shows schematically, in section, a wall according to the first preferred embodiment of the invention, after the punching test;
  • - Figure 5 shows a sectional view of a removable cover of a container comprising a protective wall according to a second preferred embodiment of one invention;
  • - Figure 6 shows schematically, in section, a wall according to the third preferred embodiment of the invention, after the punching test.
  • FIG. 1 there is shown a container 1 intended for transporting / storing sensitive materials, and preferably nuclear materials.
  • Such a container 1 preferably of substantially parallelepiped shape, has four lateral faces 2, a bottom 4 rigidly fixed on the lateral faces 2 at a first end 1a of the container 1, a cover 16 and a removable cover 6 mounted on the lateral faces 2 at a second end 1b of the container 1.
  • the assembly of the elements 2, 4, 16 constituting the container 1 leads to the production of a containment enclosure 8 in which barrels (not shown) of nuclear material can rest , their loading inside the confinement enclosure 8 can be carried out using guide rails 10.
  • the lateral faces 2, the bottom 4 and the removable cover 6 are equipped with a protective wall 12 with anti-punch armor, of substantially parallelepiped shape, designed in particular to resist the punching test carried out during regulatory safety tests for the transport / storage of nuclear material.
  • the protective walls 12 each rest on a rigid lattice structure 14, these structures 14 also having the function of delimiting the confinement enclosure 8.
  • the protective walls 12 are held on the container 1 by means of supports further comprising lateral beams 18.
  • Each lateral beam 18, extending parallel to a longitudinal axis of the container 1, can be used to hold two protective walls 12 belonging to two lateral faces 2, placed at 90 ° relative to each other.
  • these lateral beams 18 consist of one or more sheets 20 defining a space 22 filled with wood such as balsa.
  • each protective wall 12 with anti-punch armor comprises five elements superimposed on each other.
  • This plate 24 constitutes the first element with which a punch comes into contact, when carrying out a punching test.
  • first damping layer 26 may be made of a material with low crushing stress, and is intended to partially absorb the fall energy emanating from the punching test.
  • the first damping layer 26, about 60 mm thick is made of wood such as plywood or balsa wood, porous concrete, or phenolic foam.
  • the main direction of the fibers is preferably orthogonal to the longitudinal axis of the container 1.
  • the protective wall 12 also comprises an intermediate plate 28, either of stainless steel with high yield strength or of composite material.
  • This intermediate plate 28 has a thickness of between approximately 6 and 10 mm, the thickness varying as a function of the total mass of the container 1.
  • the intermediate plate 28 constitutes the external part of a confinement of a second damping layer 30, having in particular an anti-fire function.
  • This second damping layer 30, about 120 mm thick, is preferably made of phenolic foam.
  • this second damping layer 30 can also be made of wood such as plywood or balsa, the main direction of the fibers of which is the same as that of the balsa fibers constituting the first damping layer 26.
  • the second damping layer 30 can also consist of a material such as porous concrete, and will preferably be less hard than the first damping layer 26.
  • the last element of the protective wall 12, also used to produce the internal part of the confinement of the second damping layer 30, is an internal plate 32 of stainless steel, with a thickness of between approximately 6 and 8 mm.
  • the internal plate 32 may be common to the protective wall 12 and to the lattice structure 14.
  • the external plate 24 is rigidly fixed, preferably by welding, to the sheets 20 of the side beams 18 holding the wall of protection 12.
  • the internal plate 32 is rigidly fixed to the sheets 20 of these same lateral beams 18.
  • the external plate 24 and internal plate 32 are rigidly connected to one another by means of the beams side 18 belonging to the means for supporting the protective walls 12 on the container 1.
  • the intermediate plate 28 is positioned in a non-rigid manner with respect to the sheets 20 of the side beams 18, and therefore is positioned non-rigidly with respect to the support means.
  • a protective wall 12 with anti-punching shielding comprising an intermediate plate 28 resting on a plurality of shims 34, spaced from each other, and integral with the sheet 20 of the lateral beam 18.
  • the shims 34 can be assembled by welding on the sheet 20, or can simply be obtained by deformation of this sheet 20.
  • the intermediate plate 28 is connected to each wedge 34 using at least one frangible rivet 36, and preferably only one.
  • the protective wall 12 strikes a punch 38.
  • the punch 38 firstly crosses the external plate 24, then comes into contact with the first damping layer 26, the latter partially absorbing the fall energy on the punch.
  • the intermediate plate 28 It is then up to the intermediate plate 28 to be mechanically stressed by the punch 38.
  • the intermediate plate 28 is positioned non-rigidly with respect to the sheet 20 of the lateral beam 18.
  • the shims 34 and the rivets 36 provided for positioning the intermediate plate 28 then act only as a mechanical fuse, and are arranged so that this intermediate plate 28 is released from the sheet 20 of the side beam 18, after an impact from the punch
  • the rupture of the rivets 36 has the consequence of making the edges of this plate 28 completely free or simply bearing on the wedges 34.
  • the force of the punch 38 on the intermediate plate 28 then causes a slight curvature of the latter, then a displacement of the intermediate plate 28 in a direction parallel to a longitudinal axis of the punch 38, towards the confinement enclosure 8.
  • the displacement of the intermediate layer 28 causes the second damping layer 30 to be crushed over a large surface thereof, the intermediate plate 28 making it possible to distribute the forces over the whole of this large surface, which allows the fall energy to be taken up as much as possible by compression of this second deformable damping layer 30.
  • a container 1 of substantially cylindrical shape for which only the removable cover 6 is provided with a protective wall 12 with anti-punch armor , also of substantially cylindrical shape.
  • the side wall 42 of the container 1 is made in this case of a thick steel structure.
  • the intermediate plate 28 is connected to a sheet 20 laterally matching the wall 12, and corresponding to the means for supporting this wall.
  • the connection between the intermediate plate 28 and the sheet 20 is established by means of at least one flexible tongue 40, these tongues 40 being welded on the one hand to the sheets 20, and on the other hand to the intermediate plate 28.
  • the intermediate plate 28 When carrying out a punching test, the intermediate plate 28 reacts in a similar manner to the intermediate plate 28 of the first preferred embodiment of the invention, the behavior of which following an impact of the punch 38 is shown in the figure 4.
  • a protective wall 12 whose external plates 24 and internal 32 are integral with sheets 46 forming a frame around the protective wall 12, and belonging to means for supporting this wall 12. It is specified that the removable cover 6 of the container 1 also has a wall according to the third preferred embodiment of the invention and similar to the wall 12 of the bottom 4, and will therefore not be described further.
  • the intermediate layer 28 bears on the one hand against the first damping layer 26, and on the other hand against the second damping layer 30.
  • no specific connection is provided between the sheets 46 and the intermediate plate 28, so that this intermediate plate 28 is completely free relative to the sheets 46.
  • the intermediate plate 28 when performing a punching test, completely free, moves towards the confinement enclosure 8 while retaining its substantially planar shape. We then witness, as in the preferred embodiments described above, a crushing of the second damping layer 30, and the conservation of the confinement of this layer 30.
  • each of the three preferred embodiments of the invention can be adopted for the design of any of the side faces 2, of the bottom 4 or of any of the removable covers 6, of a container of substantially shaped parallelepiped, cylindrical or other.

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Description

PAROI DE PROTECTION A BLINDAGE ANTI-POINÇON POUR CONTENEUR ET CONTENEUR COMPRENANT AU MOINS UNE TELLE PAROI
DESCRIPTION
DOMAINE TECHNIQUE
La présente invention se rapporte au domaine des conteneurs destinés à transporter/stocker des matières sensibles, telles que des matières radioactives. Plus particulièrement, l'invention concerne des parois de protection à blindage anti- poinçon utilisées pour réaliser la ou les faces latérales, le fond, et le ou les capots amovibles de tels conteneurs.
ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE De manière classique, les conteneurs pour matières nucléaires sont de forme sensiblement cylindrique ou parallélépipédique .
Ces conteneurs sont habituellement composés d'une ou plusieurs faces latérales, d'un fond fixe, d'un couvercle, et d'un ou plusieurs capots de protection amovibles, ces derniers étant respectivement situés à l'une et à l'autre des extrémités du conteneur .
La ou les faces latérales, le fond et le couvercle du conteneur, définissent une enceinte de confinement située à l'intérieur du conteneur, dans laquelle prennent place, de manière sûre, les matières nucléaires.
La ou les faces latérales, le fond, et le ou les capots de protection amovibles du conteneur, comprennent généralement une paroi de protection réalisée par un empilement de couches et de plaques ayant chacune au moins une fonction distincte, de sorte que le conteneur dispose de certaines caractéristiques lui permettant de satisfaire les exigences réglementaires de sûreté pour le transport/stockage de matières nucléaires.
Parmi les tests à subir pour satisfaire ces exigences réglementaires, on note différentes épreuves telles que celles dites « de chute libre » dont notamment la chute sur poinçon et la chute de 9 mètres, précédant celle dite « d'incendie ».
Pour satisfaire les exigences de sûreté, les couches et les plaques utilisées pour réaliser les parois de protection ont été l'objet de nombreuses études, notamment pour répondre aux besoins spécifiques des épreuves concernant la chute sur poinçon et la chute de 9 mètres .
En effet, cette épreuve de poinçonnement consiste à surélever le conteneur à un mètre au-dessus d'un poinçon cylindrique de quinze centimètres de diamètre, puis à le laisser tomber par gravité sur le poinçon. Pour réussir cette épreuve, il est nécessaire que le poinçon ne perfore pas les éléments du conteneur délimitant l'enceinte de confinement. Précisons également que la paroi de protection est conçue pour remplir d'autres fonctions que celle liée à la résistance au poinçonnement. A titre d'exemple, la paroi de protection, pour que le conteneur puisse satisfaire les contraintes réglementaires de sûreté, doit présenter des caractéristiques thermiques du type anti-feu, et/ou des caractéristiques d'absorption d'énergie des chutes de 9 mètres . Ainsi, à l'issue des épreuves de chute libre, les parois de protection doivent encore pouvoir préserver l'enceinte de confinement ainsi que tous les composants tels que les joints d' étanchéité, d'une température excessivement importante rencontrée lors de l'épreuve d'incendie, également appelée « épreuve de feu » .
Dans l'art antérieur, plusieurs parois de ce type ont déjà été proposées.
On connaît des parois de protection à blindage anti-poinçon comprenant trois éléments superposés les uns sur les autres. Pour réaliser de telles parois, les éléments sont positionnés de manière à ce qu'une plaque externe et une plaque interne en acier prennent en sandwich une couche anti-feu, cette dernière étant constituée d'un matériau à faible contrainte d'écrasement permettant d'absorber l'énergie de chute .
Néanmoins, lors de la réalisation de l'épreuve de poinçonnement, il a été observé que la plaque externe en acier était perforée par le poinçon, ce qui ne permettait plus de conserver la couche intermédiaire de manière confinée. Ainsi, la tenue au feu de la paroi de protection devenant trop critique, cette solution a été jugée peu satisfaisante au regard des exigences réglementaires en vigueur. Pour faire face à ce problème, un autre type de paroi de protection à blindage anti-poinçon a été proposé, intégrant cinq éléments superposés les uns' sur les autres. Ce type de paroi est en outre décrit dans le document FR-A-2 790 589. Parmi ces éléments, on note tout d'abord une plaque externe rigide en acier, directement en contact avec une couche d'amortissement apte à absorber les agressions provoquées par un poinçon. Une plaque intermédiaire, en acier ou en matériau composite, est placée sous la couche d'amortissement, et est en contact inférieur avec une couche • déformable en compression, à faible contrainte d'écrasement et pouvant présenter des propriétés anti-feu. Enfin, le cinquième et dernier élément de la paroi de protection est constitué par une plaque interne rigide en acier, à haute résistance mécanique.
Dans ce type de paroi, les plaques externe, intermédiaire et interne sont chacune fixées rigidement à des moyens de support . Toutefois, lors de la réalisation de tests mettant en œuvre un poinçon, il a été remarqué que la couche intermédiaire reprenait une énergie de déformation insuffisante, compte tenu du compromis masse/performance à satisfaire. Dans les deux types de paroi de l'art antérieur qui viennent d'être décrits, aucun n'est susceptible de proposer une plaque de confinement de la couche anti-feu résistante au poinçon, et donc de permettre au conteneur de satisfaire les critères réglementaires, notamment après l'épreuve d'incendie. Pour remédier à ce problème, il a donc été proposé, pour les deux types de paroi présentés, de surdimensionner les plaques intégrées aux parois de protection.
Cependant, il s'est avéré que les dimensions nécessaires à appliquer aux plaques pour réussir le test du poinçonnement n'étaient pas toujours compatibles avec l'exigence d'une masse maximum à respecter pour le conteneur, cette limitation de masse étant imposée par les contraintes d'exploitation. Ainsi, les concepteurs de tels conteneurs sont • donc constamment confrontés à un compromis entre une masse totale restreinte des différentes plaques constituant la paroi, et une résistance mécanique suffisante de cette paroi, afin de réussir l'ensemble des tests pratiqués lors des épreuves réglementaires de sûreté relatives au transport/stockage de matières nucléaires.
EXPOSÉ DE L'INVENTION
L'invention a tout d'abord pour but de présenter une paroi de protection à blindage antipoinçon pour conteneur, cette paroi de protection remédiant au moins partiellement aux inconvénients cités ci-dessus relatifs aux réalisations de l'art antérieur. Plus précisément, l'invention a pour but de proposer une paroi de protection à blindage anti- poinçon pour conteneur, cette paroi permettant au conteneur de satisfaire l'ensemble des épreuves réglementaires de sûreté pour le transport/stockage de matières nucléaires, ces épreuves pouvant être telles que l'épreuve de poinçonnement, l'épreuve de chute de 9 mètres, ou encore l'épreuve d'incendie.
De plus, le but de l'invention est de proposer une paroi telle qu'un conteneur muni de celle- ci puisse satisfaire une limitation de masse, imposée par les contraintes d'exploitation.
L'invention a également pour but de présenter un conteneur comprenant au moins une paroi de protection telle que celle répondant aux buts décrits ci-dessus . Pour ce faire, l'invention a tout d'abord pour objet une paroi de protection à blindage antipoinçon pour conteneur, la paroi comprenant des moyens de support ainsi que les éléments superposés respectifs suivants : - une plaque externe ;
- une première couche d'amortissement ;
- une plaque intermédiaire ;
- une seconde couche d'amortissement ;
- une plaque interne . Selon l'invention, la plaque intermédiaire est positionnée non-rigidement par rapport aux moyens de support .
Avantageusement, la plaque intermédiaire, en contact avec la seconde couche d'amortissement, n'est pas assemblée de manière rigide avec les moyens de support. Cette caractéristique spécifique de l'invention permet d'obtenir une paroi de protection à blindage anti-poinçon de masse restreinte et résistant au test du poinçonnement. En effet, après avoir traversé la plaque externe et écrasé la première couche d'amortissement, le poinçon sollicite la plaque intermédiaire. Lors de cette sollicitation, la plaque intermédiaire étant entièrement mobile ou faiblement maintenue par rapport aux moyens de support, l'effort transmis à la plaque intermédiaire se répartie quasiment uniformément sur une grande partie de la surface de cette plaque, entraînant par conséquent un déplacement de cette plaque et un écrasement de la seconde couche d'amortissement sur une très large surface de cette dernière. Contrairement aux parois de l'art antérieur
• dans lesquelles la plaque intermédiaire est encastrée, la plaque intermédiaire de la paroi selon l'invention est agencée de manière à être rendue mobile par rapport aux moyens de support, sous l'effet de contraintes mécaniques engendrées par l'effort du poinçon. L'encastrement par soudage de la plaque intermédiaire sur les moyens de support, pratiqué dans les réalisations de l'art antérieur, conduit à l'inverse à une sollicitation de la plaque intermédiaire dans des régions très localisées, ce qui peut provoquer le déchirement de la plaque intermédiaire, ainsi que la rupture du confinement de la seconde couche d'amortissement. Cet inconvénient de déchirement est encore plus important lorsque la seconde couche intermédiaire comporte une fonction de protection thermique. En effet, dans un tel cas, la seconde couche d'amortissement ne permet plus d'assurer, de façon satisfaisante, une protection contre le feu de l'enceinte de confinement.
De plus, l'invention présente l'ensemble des caractéristiques requises pour permettre au conteneur de satisfaire les exigences réglementaires, sans avoir à effectuer de surdimensionnement des plaques constituant la paroi de protection.
Enfin, la paroi de protection à blindage anti-poinçon selon l'invention procure une solution simple, et indépendante du compromis existant de l'art antérieur.
Préfèrentiellement, les plaques externe et interne de la paroi sont reliées rigidement aux moyens de support.
Selon un premier mode de réalisation préféré de l'invention, la plaque intermédiaire repose sur une pluralité de cales espacées les unes des autres et solidaires des moyens de support. De plus, on peut également prévoir que les cales sont solidaires de poutres latérales appartenant aux moyens de support, et que la plaque intermédiaire est reliée à chaque cale à l'aide d'au moins un rivet frangible.
Selon un second mode de réalisation préféré de l'invention, la plaque intermédiaire est maintenue par les moyens de support à l'aide d'au moins une languette souple interposée entre les moyens de support et ladite couche intermédiaire.
Selon un troisième mode de réalisation préféré de l'invention, la plaque intermédiaire est en appui d'une part contre la première couche d'amortissement et d'autre part contre la seconde couche d'amortissement, et entièrement libre par rapport aux moyens de support .
L'invention a aussi pour objet un conteneur comprenant au moins une face latérale, un fond, et au moins un capot amovible. Selon l'invention, au moins un élément pris parmi le groupe constitué de chaque face latérale, du fond, et de chaque capot amovible du conteneur, comprend une paroi de protection telle que celle décrite ci-dessus.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront dans la description détaillée, non limitative, ci-dessous.
BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS Cette description sera faite en regard des dessins annexés parmi lesquels :
- la figure 1 représente une vue partielle en coupe d'un conteneur comprenant des faces latérales comportant une paroi de protection selon un premier mode de réalisation préféré de l'invention, un fond et un capot amovible comportant une paroi de protection selon un troisième mode de réalisation préféré de l'invention ;
- la figure 2 représente une vue en coupe prise selon la ligne A-A de la figure 1 ;
- la figure 3 représente une vue partielle, à plus grande échelle, de la figure 3 ;
- la figure 4 représente schématiquement, en coupe, une paroi selon le premier mode de réalisation préféré de l'invention, après le test du poinçonnement ; - la figure 5 représente une vue en coupe d'un capot amovible de conteneur comprenant une paroi de protection selon un second mode de réalisation préféré de 1 ' invention ; et - la figure 6 représente schématiquement , en coupe, une paroi selon le troisième mode de réalisation préféré de l'invention, après le test du poinçonnement .
EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PRÉFÉRÉS
En référence aux figures 1 et 2 , on voit un conteneur 1 destiné à transporter/stocker des matières sensibles, et de préférence des matières nucléaires.
Un tel conteneur 1, de préférence de forme sensiblement parallélépipédique, comporte quatre faces latérales 2, un fond 4 fixé rigidement sur les faces latérales 2 à une première extrémité la du conteneur 1, un couvercle 16 et un capot 6 amovible monté sur les faces latérales 2 à une seconde extrémité lb du conteneur 1. L'assemblage des éléments 2,4,16 constitutifs du conteneur 1, conduit à l'obtention d'une enceinte de confinement 8 dans laquelle peuvent reposer des fûts (non représentés) de matières nucléaires, leur chargement a l'intérieur de l'enceinte de confinement 8 pouvant être effectué à l'aide de rails de guidage 10.
Dans le conteneur 1 représenté sur les figures 1 et 2, les faces latérales 2, le fond 4 et le capot amovible 6 sont équipés d'une paroi de protection 12 à blindage anti-poinçon, de forme sensiblement parallélépipédique, conçue notamment pour résister à l'épreuve du poinçonnement pratiquée lors des épreuves réglementaires de sûreté pour le transport/stockage de matières nucléaires.
Les parois de protection 12 reposent chacune sur une structure rigide en treillis 14, ces structures 14 ayant également pour fonction de délimiter l'enceinte de confinement 8.
Les parois de protection 12 sont maintenues sur le conteneur 1 par l'intermédiaire de moyens de supports comportant en outre des poutres latérales 18.
Chaque poutre latérale 18, s 'étendant parallèlement à un axe longitudinal du conteneur 1, peut être utilisée pour le maintien de deux parois de protection 12 appartenant à deux faces latérales 2, placées à 90° l'une par rapport à l'autre. De façon préférentielle, ces poutres latérales 18 sont constituées d'une ou de plusieurs tôles 20 définissant un espace 22 rempli de bois tel que du balsa.
Comme on peut l'apercevoir sur la figure 2, chaque paroi de protection 12 à blindage anti-poinçon comprend cinq éléments superposés les uns sur les autres.
Parmi ces éléments, on note tout d'abord une plaque externe 24, de préférence métallique et d'épaisseur d'environ 6 mm. Cette plaque 24 constitue le premier élément avec lequel un poinçon rentre en contact, lors de la réalisation d'un test de poinçonnement .
Directement placée en dessous de cette plaque externe 24, on note une première couche d'amortissement 26. Cette première couche d'amortissement 26 peut être constituée d'un matériau à faible contrainte d'écrasement, et est destinée à absorber en partie l'énergie de chute émanant de l'épreuve de poinçonnement. A titre d'exemple, la première couche d'amortissement 26, d'épaisseur d'environ 60 mm, est constituée de bois tel que le contreplaqué ou le balsa, de béton poreux, ou de mousse phenolique. Dans le cas d'une utilisation de balsa, la direction principale des fibres est de préférence orthogonale à l'axe longitudinal du conteneur 1.
La paroi de protection 12 comprend également une plaque intermédiaire 28, indifféremment en acier inoxydable à haute limite d'élasticité ou en matériau composite. Cette plaque intermédiaire 28 a une épaisseur comprise entre environ 6 et 10 mm, l'épaisseur variant en fonction de la masse totale du conteneur 1.
La plaque intermédiaire 28 constitue la partie extérieure d'un confinement d'une seconde couche d'amortissement 30, ayant notamment une fonction anti- feu. Cette seconde couche d'amortissement 30, d'épaisseur d'environ 120 mm, est de préférence constituée de mousse phenolique. Par ailleurs, cette seconde couche d'amortissement 30 peut également être constituée de bois tel que du contreplaqué ou du balsa, dont la direction principale des fibres est la même que celle des fibres du balsa constituant la première couche d'amortissement 26. Notons que comme la première couche d'amortissement 26, la seconde couche d'amortissement 30 peut aussi être constituée d'un matériau tel que le béton poreux, et sera de préférence moins dure que la première couche d'amortissement 26.
Enfin, le dernier élément de la paroi de protection 12, également utilisé pour réaliser la partie intérieure du confinement de la seconde couche d'amortissement 30, est une plaque interne 32 en acier inoxydable, d'épaisseur comprise entre environ 6 et 8 mm.
Il est à préciser que pour diminuer la masse du conteneur 1, la plaque interne 32 peut être commune à la paroi de protection 12 et à la structure 14 en treillis.
En prenant comme exemple une paroi de protection 12 d'une face latérale 2 du conteneur 1, il convient de noter que la plaque externe 24 est fixée de manière rigide, de préférence par soudage, aux tôles 20 des poutres latérales 18 maintenant la paroi de protection 12. De la même manière, la plaque interne 32 est fixée de manière rigide aux tôles 20 de ces mêmes poutres latérales 18. De cette façon, les plaques externe 24 et interne 32 sont reliées rigidement entre- elles par l'intermédiaire des poutres latérales 18 appartenant aux moyens de support des parois de protection 12 sur le conteneur 1. En revanche, la plaque intermédiaire 28 est positionnée de façon non-rigide par rapport aux tôles 20 des poutres latérales 18, et par conséquent, est positionnée non-rigidement par rapport aux moyens de support . Selon un premier mode de réalisation préféré de l'invention et en référence à la figure 3, on voit une paroi de protection 12 à blindage anti- poinçon comprenant une plaque intermédiaire 28 reposant sur une pluralité de cales 34, espacées les unes des autres, et solidaires de la tôle 20 de la poutre latérale 18. A titre d'exemples, les cales 34 peuvent être assemblées par soudage sur la tôle 20, ou être tout simplement obtenues par déformation de cette tôle 20.
De façon préférée, la plaque intermédiaire 28 est reliée à chaque cale 34 à l'aide d'au moins un rivet frangible 36, et de préférence un seul.
En référence à la figure 4, lors de la réalisation d'un test de poinçonnement conforme à celui effectué dans la cadre des épreuves réglementaires de sûreté pour le transport/stockage de matières nucléaires, la paroi de protection 12 vient percuter un poinçon 38.
Le poinçon 38 traverse tout d'abord la plaque externe 24, puis rentre en contact avec la première couche d'amortissement 26, cette dernière absorbant en partie l'énergie de chute sur poinçon.
C'est ensuite à la plaque intermédiaire 28 d'être sollicitée mécaniquement par le poinçon 38. Comme il a été rappelé ci-dessus, la plaque intermédiaire 28 est positionnée non-rigidement par rapport à la tôle 20 de la poutre latérale 18. Les cales 34 et les rivets 36 prévus pour le positionnement de la plaque intermédiaire 28 font alors uniquement office de fusible mécanique, et sont agencés de sorte que cette plaque intermédiaire 28 se libère de la tôle 20 de la poutre latérale 18, après un choc du poinçon
38 sur la paroi de protection 12.
Ainsi, la rupture des rivets 36 a pour conséquence de rendre les bords de cette plaque 28 totalement libres ou simplement en appui sur les cales 34. L'effort du poinçon 38 sur la plaque intermédiaire 28 entraîne alors une légère courbure de cette dernière, puis un déplacement de la plaque intermédiaire 28 dans une direction parallèle à un axe longitudinal du poinçon 38, vers l'enceinte de confinement 8.
De plus, le déplacement de la couche intermédiaire 28 provoque un écrasement de la seconde couche d'amortissement 30 sur une large surface de celle-ci, la plaque intermédiaire 28 permettant de répartir les efforts sur l'ensemble de cette large surface, ce qui permet de reprendre au maximum l'énergie de chute par compression de cette seconde couche d'amortissement déformable 30. Le déplacement de la plaque intermédiaire
28, autorisé par l'écrasement de la seconde couche d'amortissement 30 et le positionnement non-rigide de la plaque intermédiaire 28 sur les tôles 20, permet également- d'éviter une déchirure de cette plaque 28. D'autre part, il a été observé que l'énergie absorbée par flexion de la plaque intermédiaire 28 était plus importante lorsqu'elle était libre ou simplement appuyée sur les moyens de support, que lorsqu'elle était encastrée dans ces moyens . On est alors en présence d'une paroi de protection 12 résistante au test du poinçonnement, et apte à préserver le confinement de la seconde couche d'amortissement 30, sans avoir à procéder à un surdimensionnement des plaques 24,28,30 constitutives de la paroi de protection 12. Notons de plus qu'en préservant le confinement de la seconde couche d'amortissement 30, cette dernière conserve également sa fonction anti-feu lorsque celle-ci est requise.
Selon un second mode de réalisation préféré de l'invention, en référence à la figure 5, on voit un conteneur 1 de forme sensiblement cylindrique, pour lequel uniquement le capot amovible 6 est muni d'une paroi 12 de protection à blindage anti-poinçon, de forme également sensiblement cylindrique. En effet, la paroi latérale 42 du conteneur 1 est constituée dans ce cas d'une structure épaisse en acier. La plaque intermédiaire 28 est reliée à une tôle 20 épousant latéralement la paroi 12, et correspondant aux moyens de support de cette paroi . La connexion entre la plaque intermédiaire 28 et la tôle 20 est établie au moyen d'au moins une languette souple 40, ces languettes 40 étant soudées d'une part aux tôles 20, et d'autre part à la plaque intermédiaire 28.
Lors de la réalisation d'un test de poinçonnement, la plaque intermédiaire 28 réagit de manière analogue à la plaque intermédiaire 28 du premier mode de réalisation préféré de l'invention, dont le comportement suite à un choc du poinçon 38 est représenté sur la figure 4.
En effet, la sollicitation de la paroi de protection 12 par le poinçon 38 entraîne la courbure et/ou la rupture des languettes souples 40 solidaires de la plaque intermédiaire 28. Cette plaque intermédiaire 28 se courbe alors légèrement, puis se déplace en écrasant la couche anti-feu 30 sur une large surface de cette dernière. Selon un troisième mode de réalisation préféré de l'invention, en référence à la figure 1 et plus particulièrement au fond 4 du conteneur 1, on voit une paroi de protection 12 dont les plaques externe 24 et interne 32 sont solidaires de tôles 46 formant cadre autour de la paroi de protection 12, et appartenant à des moyens de support de cette paroi 12. Il est précisé que le capot amovible 6 du conteneur 1 comporte également une paroi selon le troisième mode de réalisation préféré de l'invention et similaire à la paroi 12 du fond 4 , et ne sera donc pas davantage décrit .
Dans ce troisième mode préféré de réalisation, la couche intermédiaire 28 est en appui d'une part contre la première couche d'amortissement 26, et d'autre part contre la seconde couche d'amortissement 30. De plus, aucune liaison spécifique n'est prévue entre les tôles 46 et la plaque intermédiaire 28, de sorte que cette plaque intermédiaire 28 est totalement libre par rapport aux tôles 46.
En référence à la figure 6, lors de la réalisation d'un test de poinçonnement, la plaque intermédiaire 28, totalement libre, se déplace vers l'enceinte de confinement 8 en conservant sa forme sensiblement plane. On assiste alors, comme dans les modes de réalisation préférés décrits ci-dessus, à un écrasement de la seconde couche d'amortissement 30, et à la conservation du confinement de cette couche 30.
Notons que chacun des trois modes de réalisation préférés de l'invention peut être adopté pour la conception de l'une quelconque des faces latérales 2, du fond 4 ou de l'un quelconque des capots amovibles 6, d'un conteneur de forme sensiblement parallélépipédique, cylindrique ou autre.
Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme du métier à la paroi
12 de protection à blindage anti-poinçon et au conteneur 1 qui viennent d'être décrits, uniquement à titre d'exemples non limitatifs.

Claims

REVENDICATIONS
1. Paroi de protection (12) à blindage anti-poinçon pour conteneur (1) , ladite paroi (12) comprenant des moyens de support (20,46) ainsi que les éléments (24,26,28,30,32) superposés respectifs suivants :
- une plaque externe (24) ;
- une première couche d'amortissement (26);
- une plaque intermédiaire (28) ; - une seconde couche d'amortissement (30) ;
- une plaque interne (32) ,- caractérisée en ce que la plaque intermédiaire (28) est positionnée non-rigidement par rapport aux moyens de support (20,46) .
2. Paroi de protection (12) selon la revendication 1, caractérisée en ce que les plaques externe (24) et interne (32) sont reliées rigidement aux moyens de support (20,46) .
3. Paroi de protection (12) selon la revendication 2, caractérisée en ce que la couche intermédiaire (28) repose sur une pluralité de cales (34) espacées les unes des autres et solidaires des moyens de support (20) .
4. Paroi de protection (12) selon la revendication 3, caractérisée en ce que la plaque intermédiaire (28) est reliée à chaque cale (34) à l'aide d'au moins un rivet frangible (36).
5. Paroi de protection (12) selon la revendication 2, caractérisée en ce que la couche intermédiaire (28) est maintenue par les moyens de support (20) à l'aide d'au moins une languette souple (40) interposée entre les moyens de support (20) et ladite couche intermédiaire (28) .
6. Paroi de protection (12) selon la revendication 2, caractérisée en ce que la couche intermédiaire (28) est en appui d'une part contre la première couche d'amortissement (26) et d'autre part contre la seconde couche d'amortissement (30), et entièrement libre par rapport auxdits moyens de support (46) .
7. Paroi de protection (12) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la plaque externe (24) est une plaque métallique.
8. Paroi de protection (12) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la première couche d'amortissement (26) est réalisée à l'aide d'un matériau à faible contrainte d' écrasement .
9. Paroi de protection (12) selon la revendication 8, caractérisée en ce que la première couche d'amortissement (26) est réalisée à l'aide d'un matériau pris parmi le groupe constitué du bois, du béton poreux, et de la mousse phenolique.
10. Paroi de protection (12) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la plaque intermédiaire (28) est une plaque en acier inoxydable.
11. Paroi de protection (12) selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que la plaque intermédiaire (28) est une structure en matériau composite.
12. Paroi de protection (12) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la seconde couche d'amortissement (30) est réalisée à l'aide d'un matériau pris parmi le groupe constitué du bois, du béton poreux, et de la mousse phenolique.
13. Paroi de protection (12) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la plaque interne (32) est une plaque rigide métallique.
14. Conteneur (1) comprenant au moins une face latérale (2) , un fond (4) et au moins un capot amovible (6), caractérisé en ce qu'au moins un élément pris parmi le groupe constitué de chaque face latérale (2) , du fond (4) et de chaque capot amovible (6) du conteneur (1), comprend une paroi de protection (12) selon l'une quelconque des revendications précédentes.
15. Conteneur (1) selon la revendication 14, caractérisé en ce qu'il est apte à transporter/stocker des matières nucléaires.
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