EP3042378B1 - Colis comprenant des moyens ameliores d'amortissement de choc entre un ensemble renfermant des matieres radioactives et le couvercle de l'emballage - Google Patents

Colis comprenant des moyens ameliores d'amortissement de choc entre un ensemble renfermant des matieres radioactives et le couvercle de l'emballage Download PDF

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EP3042378B1
EP3042378B1 EP14759177.0A EP14759177A EP3042378B1 EP 3042378 B1 EP3042378 B1 EP 3042378B1 EP 14759177 A EP14759177 A EP 14759177A EP 3042378 B1 EP3042378 B1 EP 3042378B1
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EP
European Patent Office
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package
packaging
cover
package according
radioactive materials
Prior art date
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EP3042378A1 (fr
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Cyril BABINET
Pierre-Olivier PONTET
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GNS Gesellschaft fuer Nuklearservice mbH
TN International SA
Original Assignee
TN International SA
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Publication date
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Publication of EP3042378A1 publication Critical patent/EP3042378A1/fr
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    • 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
    • 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
    • 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
    • G21F5/005—Containers for solid radioactive wastes, e.g. for ultimate disposal
    • 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
    • G21F5/12—Closures for containers; Sealing arrangements

Definitions

  • the present invention relates to the field of packages of radioactive materials, comprising a package and an assembly containing radioactive material housed in a cavity defined by the package.
  • This set may for example include waste cases or assemblies of nuclear fuel.
  • a package for storing and / or transporting radioactive material generally comprises, as outer shell, a package having a lateral body, a bottom and a lid. These parts of the package define a housing cavity of a set containing radioactive materials, for example a basket housing nuclear fuel assemblies or waste cases.
  • the safety demonstration of the packaging in charge of the assembly is based in particular on regulatory fall tests. For the case of a fall from a height of 9 meters in the direction of the axis of the package passing through the bottom and the lid of the latter, on the head damping cover covering the lid of the package, the The total mass of the assembly containing the radioactive materials presses on the same cover during the impact on the ground. During this fall called “axial drop”, very significant efforts are generated in the closing system of the lid on the lateral body of the package. In particular, the fixing screws are highly stressed, and under certain conditions, the mobile assembly in the cavity of the package can impact the lid with a particularly damaging effect on the closure system.
  • Such a system is known from the document JP 2011013035 A .
  • a system comprises at least one deformable damping device and a biasing device associated with this damping device.
  • the two aforementioned devices are respectively fixed on the assembly containing the radioactive materials and on the inner surface of the lid.
  • each case placed next to the cover incorporates a deformable damping device while facing the latter, it is placed a wedge-shaped biasing device, fixed on the inner surface of the lid.
  • the invention therefore aims to at least partially overcome the disadvantages mentioned above, relating to the achievements of the prior art.
  • the subject of the invention is a package comprising a packaging for storing and / or transporting radioactive materials and an assembly containing radioactive materials housed in a cavity of the package extending along a longitudinal axis. of the package and being closed by a cover traversed by this axis, the package comprising a shock-absorbing system of the assembly against the cover, the system comprising at least one plastically deformable damping device and a device biasing said deformable damping device.
  • one of the biasing device and deformable damping device is mounted movably on the lid in a plane orthogonal to the axis of the package, and has self-centering means relative to the other of the two devices provided on said assembly containing the radioactive materials.
  • the invention thus makes it possible to obtain satisfactory relative positioning of the two devices of the damping system, whatever the position of the assembly containing the radioactive materials in the cavity of the package. This results in a better efficiency of the damping system, without requiring a precise positioning of the assembly in the cavity. Therefore, the invention provides a simple and clever solution to meet on the one hand the operational constraints during loading and on the other hand the manufacturing constraints encountered with the designs of the prior art.
  • said biasing device is also a deformable damping device.
  • said biasing device in the event of an axial drop on the cover, its deformation makes it possible to dissipate even better the mechanical energy of fall.
  • each of the two devices then performs on the one hand a deformable damper function, and other by a biasing function of the other device.
  • the assembly comprises a storage basket as well as devices containing radioactive materials placed in housings defined by said basket, and said other of the two devices is provided on one of the devices containing radioactive materials or on said basket.
  • said devices containing radioactive materials can be placed directly in the cavity of the package without a storage basket.
  • said other of the two devices is integrated with one of the devices containing radioactive materials, preferably at an end dedicated to its handling. Also, it is preferably done so that the handling end of the device containing radioactive materials is provided to dampen the shock in case of axial drop on the lid.
  • each device containing radioactive material takes the form of a nuclear fuel assembly or a radioactive waste case.
  • said set containing radioactive materials comprises a plurality of cases, stacked and divided into several columns. It is further associated with each column of cases, a deformable damping device and its associated biasing device.
  • the deformable damping device and its associated biasing device respectively have two frustoconical surfaces of self-centering, axes parallel to the axis of the package.
  • said deformable damping device has one or a plurality of plastically deformable damping elements arranged between two force distribution plates.
  • said deformable damping device has an annular overall shape, said plastically deformable damping elements being distributed circumferentially along the damping device.
  • said deformable damping device comprises a mounting plate fixed on the lid of the package, said mounting plate covering a movable plate of said deformable damping device, said movable plate being movable in a plane orthogonal to the axis of the package in a space defined between the mounting plate and the cover.
  • said biasing device which comprises a mounting plate fixed on the lid of the package, the mounting plate covering a movable plate of said biasing device, said movable plate being movable in a plane orthogonal to the axis of the package in a space defined between the mounting plate and the lid.
  • the space takes the form of an annular slot open radially outwards.
  • damping / biasing device may for example be legs or tongues through stirrups or the like with side games to provide mobility for self-centering.
  • said movable plate mentioned above is one of said force distribution plates of the deformable damping device.
  • the design remains simple since when this plate is annular, it is not necessary to mount additional elements to cooperate with the space defined between the mounting plate and the cover. Indeed, the outer periphery or the inner periphery of this annular plate can be housed with clearance in the aforementioned space.
  • said plastically deformable damping elements are made of aluminum or one of its alloys.
  • the invention also relates to a method of closing a package as described above, comprising a step of self-centering the deformable damping device relative to its associated solicitation device, the step of self-centering being performed automatically by moving said one of the device biasing and deformable damping device relative to the lid, in a plane orthogonal to the axis of the package, when mounting the lid on a lateral body of the package.
  • FIG. 1 With reference first to figures 1 and 2 there is shown a package 100 for storing and / or transporting radioactive material in the form of a preferred embodiment of the present invention.
  • the package comprises first a package 1 provided with a lateral body 2, a bottom 4 and a lid 6 closing an opening of the package opposite the bottom 4.
  • the package has a longitudinal axis 8 centered relative to the side body 2, and through the lid and the bottom of the same packaging.
  • the package forming the outer envelope of the package defines a cavity 10 for housing a set 12 containing radioactive material.
  • This assembly 12 also centered on the axis 8, here comprises a storage basket 14 and a plurality of devices containing the radioactive materials which are here waste cases 16.
  • the cases are here stacked and divided into several columns, each column may for example have two to five cases stacked on each other, preferably by interlocking their ends facing two by two.
  • the package may be equipped with damping hoods 20 respectively protecting the lid 6 and the bottom 4 of the package.
  • Patties 22 incorporating the radioactive waste are placed inside a space defined by a side wall 24, at the ends of which is a leading end 26 and a bottom end 28.
  • the leading end 26 has a projecting shape
  • the bottom end 28 has a recess, these two ends of substantially complementary shapes being provided to fit the holsters on each other, to form the columns. aforementioned cases.
  • the head end it is shaped to allow the handling of the case.
  • the end 26 takes a generally mushroom shape defining an annular plug 30 open radially outwardly. Upward, this plug 30 is defined by an upper plate 32, while downwards, it is defined by an annular plate continuing with a portion forming a frustoconical surface 34 of axis corresponding to the axis of the case 16. At this end end 26, the plate defining the surface 34 then joins the side wall 24, with the aid of a portion defining an annular groove 36 open radially outwardly.
  • this damping system 40 is broken down into several subsystems 40 'each associated with one of the columns of cases 16.
  • the leading end 26 allowing the handling of the holster forms both a deformable damping device in the event of impact, and a device for biasing another deformable damping device 42 mounted on the cover 6. Therefore, it should be understood that in each subsystem 40 ', the device 42 is both a deformable damping device intended to be biased by the upper end 26 forming a biasing device, and on the other hand constitutes a device for biasing this damping device deformable 26 formed by the leading end of the holster.
  • the two devices 26, 42 are intended to solicit mutually in case of axial drop occurring at the head of the package, which allows them to deform plastically both and thus absorb the best mechanical energy shock that is related to the fall, as this will be explained in more detail below.
  • the deformable damping device 42 is movably mounted on the inner surface of the lid 6, in a plane orthogonal to the axis 8.
  • the device 42 can be moved relative to the cover, by means of a suitable mechanical connection represented only schematically on the figure 1 , and identified by the reference numeral 48.
  • the latter has self-centering means with respect to the device 26, these self-centering means being here made using a frustoconical surface 50 intended to cooperate with the frustoconical surface 34 of the device 26 forming the handling end of the case 16.
  • the two devices 42, 26 allow their self-centering through the mobile mounting device 42 on the cover 6, and by the implementation of two frustoconical self-centering surfaces 50, 34, preferably coaxial axis parallel to the axis 8.
  • the biasing device 26 intended to cooperate with the deformable damping device 42 is provided on the upper case of the column associated with the subsystem 40 '.
  • the device 26 could then surround the opening of the associated housing 18, at an upper end of the basket 14.
  • FIGS. 4a and 4b schematically different successive steps of a package closing process.
  • This method comprises a self-centering step of the deformable damping device 42 relative to the biasing device 26, the latter, because of its large mass, then being immobile throughout the closing step.
  • This self-centering step is performed automatically by moving the device 42 relative to the cover 6, thanks to the connection 48, as shown schematically by the arrow 54 on the figure 4b .
  • This automatic displacement in the plane orthogonal to the axis 8 is the result of the cooperation between the two self-centering surfaces 34, 50, the self-centering being obtained progressively as the cover 6 is set in place on the side body of the package.
  • the positioning of the cover 6 axially in the direction of the casing columns 16 is shown schematically by the arrow 56 on the figure 4a .
  • the deformable damping device 42 allows optimal operation in case of shock occurring during an axial fall of the package. This provides a satisfactory damping of the shock of the assembly 12 against the lid, thus ensuring the sealing of the cavity 10 forming containment. Indeed, thanks to the dissipation of the mechanical energy of shock of this assembly 12 against the cover 6, the attachment means of the latter on the lateral body 2 of the package 1 can better withstand the risk of radiological leakage and / or detaching the lid.
  • this device has a generally annular shape, of axis parallel to the longitudinal axis of the package.
  • the device 42 has a plurality of damping elements 60 which here take the form of solid or hollow cylinders made of aluminum or one of its alloys, or else any other material known for its shock-absorbing properties by plastic deformation.
  • Each cylinder 60 has at its two opposite ends pins 62 which are housed in complementary recesses provided on two plates 64, 66 of force distribution.
  • the plate 64 is provided at the interface with the lid 6, preferably near or in contact with the inner surface 46 of the same lid.
  • the other force distribution plate 66 is here incorporated into an annular piece 63 defining, opposite the plate 66, the frustoconical self-centering surface 50.
  • the damping elements 60 are thus inserted between the two plates. 64, 66, and uniformly distributed in the circumferential direction along the damping device 42.
  • a mounting plate 70 fixedly assembled on the same surface 46, using fasteners 72 of the screw type.
  • the mounting plate 70 generally disk-shaped, has a central portion bearing against the surface 46 of the cover, and at the periphery of this central portion, a recess for presenting an annular end 70 'away from the surface 46. Indeed, between this end portion 70 'of the plate 70 and the surface 46, there is defined a space 74 in the form of an annular slot open radially outwardly.
  • the inner diameter of the inner periphery 64' is strictly greater than the outer diameter of the bottom of the slot open radially outwardly .
  • the clearance provided between these two elements is preferably retained so as to obtain a displacement of the damping device 42, with respect to a centered position of the same device on the mounting plate 70, for example up to 30mm and this in each of the directions of the plane orthogonal to the axis 8 of the package.
  • the force distribution plate 64 has orifices for receiving the pins 62 of the deformable elements 60, but also has tabs 78 orthogonal to the plane of the plate. These tongues 78 preferably result from a cutting within the plate 64, continued by folding at 90 degrees of each tab obtained. These fixing tongues 78, which are here four in number, are intended to ensure the attachment of the plate 64 on the annular piece 63, for example by welding.
  • this same annular piece 63 has several tabs 80 which are fixedly attached to it, preferably by welding, and which are provided to be able to participate in the self-centering of the device 42 relative to the corresponding case column.
  • these tabs 80 have a terminal shape inclined to approach the axis of the device 42 in the direction of the force distribution plate 64.
  • These pre-centering tongues 80 are located radially towards the internal to the frustoconical self-centering surface 50 of the annular piece 63, and allow for example to cooperate with the end plate 32 of the upper case of each column, when placing the cover on the lateral body of the package.
  • the annular piece 63 may have another frustoconical surface 50 ', adjacent the surface 50 and forming therewith a V whose tip is oriented towards the case column.
  • the surface 50 ' is also provided to participate in the self-centering of the device 42 relative to the corresponding case column, cooperating with a complementary frustoconical surface 50 "made at the entrance of the housing 18, and shown on the figure 1 .
  • Figures 9a to 9c schematically different steps of a package closing process when it is equipped with the deformable damping device 42 shown on the figures 6 and 7 .
  • the self-centering of the device 42 can be achieved by the cooperation of the frustoconical surfaces 50, 34, and / or by the cooperation frustoconical surfaces 50 ', 50 ", and / or by the cooperation of the tabs 80 with the plate
  • the order in which they intervene may be random, depending on the initial position of the cover. damping device 42 on the lid, and the position of the column of cases 16 in the housing 18.
  • FIG 8a it is shown the cooperation between these two devices 42, 26 before the fall, when the frustoconical surfaces of self-centering 50, 34 cooperate with each other by being in contact.
  • the entire device 26 which deforms, in particular by folding at the annular groove 36 provided for this purpose.
  • the deformable damping elements 60 are compressed between the two force distribution plates 64, 66, which leads to their crushing allowing the dissipation of the impact energy.

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Description

    DOMAINE TECHNIQUE
  • La présente invention se rapporte au domaine des colis de matières radioactives, comprenant un emballage ainsi qu'un ensemble renfermant des matières radioactives logé dans une cavité définie par l'emballage. Cet ensemble peut par exemple comprendre des étuis de déchets ou bien des assemblages de combustible nucléaire.
    • ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE
  • Un colis d'entreposage et/ou de transport de matières radioactives comporte généralement, en tant qu'enveloppe extérieure, un emballage présentant un corps latéral, un fond et un couvercle. Ces parties de l'emballage définissent une cavité de logement d'un ensemble renfermant des matières radioactives, par exemple un panier logeant des assemblages de combustible nucléaire ou des étuis de déchets.
  • La démonstration de sûreté de l'emballage chargé de l'ensemble se fonde en particulier sur des épreuves réglementaires de chute. Pour le cas d'une chute d'une hauteur de 9 mètres dans la direction de l'axe de l'emballage traversant le fond et le couvercle de ce dernier, sur le capot amortisseur de tête recouvrant le couvercle de l'emballage, la masse totale de l'ensemble renfermant les matières radioactives appuie sur ce même couvercle lors de l'impact sur le sol. Lors de cette chute dite « chute axiale », des efforts très importants sont générés dans le système de fermeture du couvercle sur le corps latéral de l'emballage. En particulier, les vis de fixation sont très sollicitées, et, sous certaines conditions, l'ensemble mobile dans la cavité de l'emballage peut impacter le couvercle avec un effet particulièrement dommageable sur le système de fermeture.
  • Afin d'assurer l'étanchéité de l'emballage après la chute axiale, il peut donc s'avérer nécessaire de limiter les efforts transmis par l'ensemble sur le couvercle, au moyen d'un système d'amortissement de choc placé sur la surface intérieure du couvercle.
  • Un tel système est connu du document JP 2011013035 A . Généralement, un tel système comporte au moins un dispositif d'amortissement déformable ainsi qu'un dispositif de sollicitation associé à ce dispositif d'amortissement. Les deux dispositifs précités sont respectivement fixés sur l'ensemble renfermant les matières radioactives et sur la surface intérieure du couvercle. Par exemple, dans le cas où cet ensemble intègre des étuis, chaque étui placé en regard du couvercle intègre un dispositif d'amortissement déformable tandis qu'en regard de ce dernier, il est placé un dispositif de sollicitation en forme de cale, fixé sur la surface intérieure du couvercle.
  • Pour obtenir un écrasement optimal du dispositif d'amortissement, et donc dissiper au mieux l'énergie mécanique au travers de la déformation du dispositif d'amortissement, un alignement précis est requis entre ce dernier et son dispositif de sollicitation associé.
  • Or si le couvercle de l'emballage, sur lequel est fixé l'un des dispositifs, est généralement positionné précisément sur le corps latéral de l'emballage, il existe en revanche un jeu latéral souvent significatif entre l'ensemble et la paroi interne du corps latéral, notamment pour permettre le chargement de celui-ci dans la cavité, d'où le défaut d'alignement.
  • Afin d'assurer le meilleur alignement possible entre ces deux dispositifs, il peut donc être envisagé de limiter fortement les jeux latéraux définissant la position des étuis par rapport aux cales de sollicitation. En d'autres termes, cela conduit notamment à réduire le jeu entre l'ensemble renfermant les matières radioactives et la surface interne du corps latéral d'emballage.
  • La réduction de ces jeux latéraux pose non seulement des contraintes opérationnelles lors du chargement des étuis dans les logements du panier et lors du chargement de ce panier dans la cavité de l'emballage, mais induit également des contraintes de fabrication en raison de la nécessité de maîtriser des tolérances faibles.
  • Bien entendu, ces inconvénients présentés dans le cadre d'un ensemble intégrant des étuis sont rencontrés quelle que soit la nature de cet ensemble, c'est-à-dire quelle que soit la forme des dispositifs renfermant les matières radioactives.
    • EXPOSÉ DE L'INVENTION
  • L'invention a donc pour but de remédier au moins partiellement aux inconvénients mentionnés ci-dessus, relatifs aux réalisations de l'art antérieur.
  • Pour ce faire, l'invention a pour objet un colis comprenant un emballage d'entreposage et/ou de transport de matières radioactives ainsi qu'un ensemble renfermant des matières radioactives logé dans une cavité de l'emballage s'étendant selon un axe longitudinal de l'emballage et étant fermée par un couvercle traversé par cet axe, le colis comportant un système d'amortissement de choc de l'ensemble contre le couvercle, le système comportant au moins un dispositif d'amortissement déformable plastiquement ainsi qu'un dispositif de sollicitation dudit dispositif d'amortissement déformable.
  • Selon l'invention, l'un des dispositif de sollicitation et dispositif d'amortissement déformable est monté mobile sur le couvercle dans un plan orthogonal à l'axe de l'emballage, et présente des moyens d'auto-centrage relativement à l'autre des deux dispositifs prévu sur ledit ensemble renfermant les matières radioactives.
  • L'invention permet ainsi l'obtention d'un positionnement relatif satisfaisant des deux dispositifs du système d'amortissement, quelle que soit la position de l'ensemble renfermant les matières radioactives dans la cavité de l'emballage. Il en découle une meilleure efficacité du système d'amortissement, sans pour autant nécessiter un positionnement précis de l'ensemble dans la cavité. De ce fait, l'invention apporte une solution simple et astucieuse permettant de répondre d'une part aux contraintes opérationnelles lors du chargement et d'autre part aux contraintes de fabrication rencontrées avec les conceptions de l'art antérieur.
  • De préférence, ledit dispositif de sollicitation est également un dispositif d'amortissement déformable. Aussi, en cas de chute axiale sur le couvercle, sa déformation permet de dissiper encore mieux l'énergie mécanique de chute. Dans ce cas de figure, chacun des deux dispositifs remplit alors d'une part une fonction d'amortisseur déformable, et d'autre par une fonction de sollicitation de l'autre dispositif.
  • De préférence, l'ensemble comprend un panier de rangement ainsi que des dispositifs renfermant des matières radioactives placés dans des logements définis par ledit panier, et ledit autre des deux dispositifs est prévu sur l'un des dispositifs renfermant des matières radioactives ou sur ledit panier. Alternativement, lesdits dispositifs renfermant des matières radioactives peuvent être placés directement dans la cavité de l'emballage, sans panier de rangement.
  • De préférence, ledit autre des deux dispositifs est intégré à l'un des dispositifs renfermant des matières radioactives, de préférence au niveau d'une extrémité dédiée à sa manutention. Aussi, il est préférentiellement fait en sorte que l'extrémité de manutention du dispositif renfermant des matières radioactives soit prévue pour amortir le choc en cas de chute axiale sur le couvercle.
  • De préférence, chaque dispositif renfermant des matières radioactives prend la forme d'un assemblage de combustible nucléaire ou d'un étui de déchets radioactifs.
  • Dans ce cas de figure, il est préférentiellement prévu que ledit ensemble renfermant des matières radioactives comporte une pluralité d'étuis, empilés et répartis en plusieurs colonnes. Il est de plus associé, à chaque colonne d'étuis, un dispositif d'amortissement déformable ainsi que son dispositif de sollicitation associé.
  • De préférence, le dispositif d'amortissement déformable ainsi que son dispositif de sollicitation associé présentent respectivement deux surfaces tronconiques d'auto-centrage, d'axes parallèles à l'axe de l'emballage.
  • De préférence, ledit dispositif d'amortissement déformable présente un ou une pluralité d'éléments amortisseurs déformables plastiquement agencés entre deux plaques de répartition d'efforts.
  • De préférence, ledit dispositif d'amortissement déformable présente une forme globale annulaire, lesdits éléments amortisseurs déformables plastiquement étant répartis circonférentiellement le long du dispositif d'amortissement.
  • De préférence, ledit dispositif d'amortissement déformable comprend une plaque de montage fixée sur le couvercle de l'emballage, ladite plaque de montage recouvrant une plaque mobile dudit dispositif d'amortissement déformable, ladite plaque mobile étant déplaçable dans un plan orthogonal à l'axe de l'emballage dans un espace défini entre la plaque de montage et le couvercle. Naturellement, ce type d'agencement peut également être retenu lorsque c'est le dispositif de sollicitation qui est monté mobile sur le couvercle. Aussi, dans ce dernier cas de figure, c'est ledit dispositif de sollicitation qui comprend une plaque de montage fixée sur le couvercle de l'emballage, la plaque de montage recouvrant une plaque mobile dudit dispositif de sollicitation, ladite plaque mobile étant déplaçable dans un plan orthogonal à l'axe de l'emballage dans un espace défini entre la plaque de montage et le couvercle.
  • Quoi qu'il en soit, ledit espace prend la forme d'une fente annulaire ouverte radialement vers l'extérieur.
  • Néanmoins, d'autres agencements sont possibles pour obtenir la mobilité du dispositif d'amortissement / de sollicitation par rapport au couvercle. Il peut par exemple s'agir de pattes ou de languettes traversant des étriers ou similaires avec des jeux latéraux pour assurer la mobilité nécessaire à l'auto-centrage.
  • De préférence, ladite plaque mobile précitée est l'une desdites plaques de répartition d'efforts du dispositif d'amortissement déformable. Dans ce cas de figure, la conception reste simple puisque lorsque cette plaque est annulaire, il n'est pas nécessaire de lui monter des éléments additionnels pour coopérer avec l'espace défini entre la plaque de montage et le couvercle. En effet, la périphérie extérieure ou la périphérie intérieure de cette plaque annulaire peut se loger avec jeu dans l'espace précité.
  • De préférence, lesdits éléments amortisseurs déformables plastiquement sont réalisés en aluminium ou dans l'un de ses alliages.
  • Enfin, l'invention a aussi pour objet un procédé de fermeture d'un colis tel que décrit ci-dessus, comprenant une étape d'auto-centrage du dispositif d'amortissement déformable relativement à son dispositif de sollicitation associé, l'étape d'auto-centrage étant réalisée automatiquement par déplacement dudit un des dispositif de sollicitation et dispositif d'amortissement déformable relativement au couvercle, dans un plan orthogonal à l'axe de l'emballage, lors du montage du couvercle sur un corps latéral de l'emballage.
  • D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront dans la description détaillée non limitative ci-dessous.
    • BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS
  • Cette description sera faite au regard des dessins annexés parmi lesquels ;
    • la figure 1 représente une vue en coupe d'un colis selon un mode de réalisation préféré de la présente invention, la coupe étant prise selon la ligne I-I de la figure 2 ;
    • la figure 2 représente une vue du colis prise en coupe transversale selon la ligne II-II de la figure 1 ;
    • la figure 3 est une vue en perspective d'une partie de l'un des étuis de déchets radioactifs contenu dans le colis ;
    • les figures 4a et 4b schématisent différentes étapes d'un procédé de fermeture du colis selon un mode de réalisation préféré de l'invention ;
    • la figure 5 montre une vue en perspective d'un mode de réalisation préféré d'un dispositif d'amortissement déformable destiné à équiper le colis montré sur les figures précédentes ;
    • la figure 6 montre en vue en demi-coupe longitudinale du dispositif d'amortissement, prise selon le plan P de la figure 5 ;
    • la figure 7 montre une vue en perspective de l'une des plaques de répartition d'efforts du dispositif d'amortissement montré sur les figures 5 et 6 ;
    • les figures 8a et 8b sont des vues schématisant le comportement du dispositif d'amortissement et celui de son dispositif de sollicitation associé, lors d'une chute axiale ; et
    • les figures 9a à 9c schématisent différentes étapes d'un procédé de fermeture du colis lorsque celui-ci est équipé du dispositif d'amortissement déformable montré sur les figures 6 et 7.
    EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS
  • En référence tout d'abord aux figures 1 et 2, il est représenté un colis 100 d'entreposage et/ou de transport de matières radioactives, sous la forme d'un mode de réalisation préféré de la présente invention.
  • Le colis comporte tout d'abord un emballage 1 pourvu d'un corps latéral 2, d'un fond 4 et d'un couvercle 6 obturant une ouverture de l'emballage opposée au fond 4. L'emballage présente un axe longitudinal 8 centré par rapport au corps latéral 2, et traversant le couvercle ainsi que le fond de ce même emballage.
  • L'emballage formant enveloppe extérieure du colis définit une cavité 10 servant au logement d'un ensemble 12 renfermant des matières radioactives. Cet ensemble 12, également centré sur l'axe 8, comprend ici un panier de rangement 14 ainsi qu'une pluralité de dispositifs renfermant les matières radioactives qui sont ici des étuis de déchets 16. Les étuis sont ici empilés et répartis en plusieurs colonnes, chaque colonne pouvant par exemple présenter deux à cinq étuis empilés les uns sur les autres, de préférence par emboitement de leurs extrémités en regard deux à deux.
  • Dans le mode de réalisation représenté, comme cela est le mieux visible sur la figure 2, il est par exemple prévu neuf colonnes d'étuis dont huit sont réparties autour de l'axe 8 de l'emballage, et dont un neuvième se trouve centré sur ce même axe 8. Ces colonnes d'étuis 16 sont placées dans des logements 18 de forme complémentaire prévue sur le panier 14.
  • Comme cela a été représenté en pointillés sur la figure 1, aux extrémités du colis considéré selon la direction de l'axe 8, l'emballage peut être équipé de capots amortisseurs 20 protégeant respectivement le couvercle 6 et le fond 4 de l'emballage.
  • En référence à la figure 3, il est montré un exemple de réalisation pour l'un des étuis 7. Il peut s'agir d'un étui standard destiné à recevoir des déchets compactés, ou bien des déchets vitrifiés.
  • Des galettes 22 intégrant les déchets radioactifs sont placées à l'intérieur d'un espace défini par une paroi latérale 24, aux extrémités de laquelle se trouve une extrémité de tête 26 ainsi qu'une extrémité de fond 28. De manière générale, comme cela est visible sur la figure 3, l'extrémité de tête 26 présente une forme en saillie, tandis que l'extrémité de fond 28 présente un renfoncement, ces deux extrémités de formes sensiblement complémentaires étant prévues pour emboîter les étuis les uns sur les autres, afin de constituer les colonnes d'étuis précitées.
  • Plus précisément, pour ce qui concerne l'extrémité de tête, celle-ci est conformée de manière à permettre la manutention de l'étui. Aussi, l'extrémité 26 prend une forme générale de champignon définissant une prise annulaire 30 ouverte radialement vers l'extérieur. Vers le haut, cette prise 30 est définie par une plaque supérieure 32, alors que vers le bas, elle est définie par une plaque annulaire se poursuivant par une portion formant une surface tronconique 34 d'axe correspondant à l'axe de l'étui 16. Au niveau de cette extrémité de tête 26, la plaque définissant la surface 34 rejoint ensuite la paroi latérale 24, à l'aide d'une portion définissant une gorge annulaire 36 ouverte radialement vers l'extérieur.
  • Sur la figure 1, l'extrémité haute des étuis n'a été représentée que grossièrement. Néanmoins, il est noté qu'en tête de chacune des colonnes d'étui, l'extrémité de tête 26 de l'étui situé au plus près du couvercle fait partie intégrante d'un système d'amortissement de chocs de l'ensemble 12 contre le couvercle 6.
  • Plus précisément, ce système d'amortissement 40 est décomposé en plusieurs sous-systèmes 40' chacun associé à l'une des colonnes d'étuis 16. Dans le mode de réalisation préféré envisagé, l'extrémité de tête 26 permettant la manutention de l'étui forme à la fois un dispositif d'amortissement déformable en cas de choc, ainsi qu'un dispositif de sollicitation d'un autre dispositif d'amortissement déformable 42, monté sur le couvercle 6. Par conséquent, il faut comprendre que dans chaque sous-système 40', le dispositif 42 est à la fois un dispositif d'amortissement déformable destiné à être sollicité par l'extrémité haute 26 formant dispositif de sollicitation, et constitue d'autre part un dispositif de sollicitation de ce dispositif d'amortissement déformable 26 formé par l'extrémité de tête de l'étui. Aussi, il faut comprendre que les deux dispositifs 26, 42 sont destinés à se solliciter mutuellement en cas de chute axiale survenant au niveau de la tête du colis, ce qui leur permet de se déformer plastiquement tous les deux et ainsi absorber au mieux l'énergie mécanique de choc qui est liée à cette chute, comme cela sera exposé plus en détail ci-après.
  • L'une des particularités de la présente invention réside dans le fait que le dispositif d'amortissement déformable 42 est monté mobile sur la surface intérieure du couvercle 6, dans un plan orthogonal à l'axe 8.
  • C'est donc dans ce plan correspondant à la surface intérieure 46 du couvercle 6 que le dispositif 42 est susceptible d'être déplacé relativement au couvercle, à l'aide d'une liaison mécanique appropriée représentée uniquement schématiquement sur la figure 1, et identifiée par la référence numérique 48. Outre le montage mobile du dispositif 42, ce dernier présente des moyens d'auto-centrage par rapport au dispositif 26, ces moyens d'auto-centrage étant ici réalisés à l'aide d'une surface tronconique 50 destinée à coopérer avec la surface tronconique 34 du dispositif 26 formant l'extrémité de manutention de l'étui 16. Aussi, dans le mode de réalisation représenté, les deux dispositifs 42, 26 permettent leur auto-centrage par le biais du montage mobile du dispositif 42 sur le couvercle 6, et par la mise en oeuvre des deux surfaces tronconiques d'auto-centrage 50, 34, de préférence coaxiales d'axe parallèle à l'axe 8.
  • Dans ce mode de réalisation préféré, le dispositif de sollicitation 26 destiné à coopérer avec le dispositif d'amortissement déformable 42 est prévu sur l'étui supérieur de la colonne associée au sous-système 40'. Néanmoins, une alternative pourrait consister à prévoir ces moyens de sollicitation 26 sur le panier 14, sans sortir du cadre de l'invention. Par exemple, le dispositif 26 pourrait alors entourer l'ouverture du logement 18 associé, au niveau d'une extrémité supérieure du panier 14.
  • De retour au mode de réalisation préféré, les figures 4a et 4b schématisent différentes étapes successives d'un procédé de fermeture du colis. Ce procédé comprend une étape d'auto-centrage du dispositif d'amortissement déformable 42 relativement au dispositif de sollicitation 26, ce dernier, du fait de sa masse importante, étant alors immobile pendant toute l'étape de fermeture. Cette étape d'auto-centrage est réalisée automatiquement par déplacement du dispositif 42 relativement au couvercle 6, grâce à la liaison 48, comme cela est montré schématiquement par la flèche 54 sur la figure 4b. Ce déplacement automatique dans le plan orthogonal à l'axe 8 est le résultat de la coopération entre les deux surfaces d'auto-centrage 34, 50, l'auto-centrage étant obtenu progressivement au fur et à mesure que le couvercle 6 est mis en place sur le corps latéral de l'emballage. A cet égard, la mise en place du couvercle 6 axialement en direction des colonnes d'étuis 16 est schématisée par la flèche 56 sur la figure 4a.
  • Par conséquent, en s'alignant progressivement et de manière très précise avec la colonne d'étuis, le dispositif d'amortissement déformable 42 permet un fonctionnement optimal en cas de choc survenant lors d'une chute axiale du colis. Cela permet d'obtenir un amortissement satisfaisant du choc de l'ensemble 12 contre le couvercle, garantissant ainsi l'étanchéité de la cavité 10 formant enceinte de confinement. En effet, grâce à la dissipation de l'énergie mécanique de choc de cet ensemble 12 contre le couvercle 6, les moyens de fixation de ce dernier sur le corps latéral 2 de l'emballage 1 permettent de mieux résister aux risques de fuites radiologiques et/ou de désolidarisation du couvercle.
  • Par ailleurs, il est noté que durant une telle chute axiale, l'auto-centrage du dispositif 42 de chaque sous-système 40' peut se poursuivre, lorsque celui-ci n'a pas été totalement atteint lors de la fermeture du couvercle de l'emballage.
  • A présent en référence aux figures 5 à 8b, il va être décrit un mode de réalisation préféré du dispositif d'amortissement déformable 42.
  • Tout d'abord, il est noté que ce dispositif présente une forme générale annulaire, d'axe parallèle à l'axe longitudinal de l'emballage. En référence plus précisément aux figures 5 et 6, le dispositif 42 présente une pluralité d'éléments amortisseurs 60 qui prennent ici la forme de cylindres pleins ou creux réalisés en aluminium ou dans l'un de ses alliages, ou encore dans tout autre matériau réputé pour ses propriétés d'amortissement de choc par déformation plastique. Chaque cylindre 60 présente à ses deux extrémités opposées des pions 62 qui viennent se loger dans des évidements complémentaires prévus sur deux plaques 64, 66 de répartition d'efforts.
  • La plaque 64 est prévue à l'interface avec le couvercle 6, de préférence à proximité ou au contact de la surface intérieure 46 de ce même couvercle. L'autre plaque de répartition d'effort 66 est ici intégrée à une pièce annulaire 63 définissant, à l'opposé de la plaque 66, la surface tronconique d'auto-centrage 50. Les éléments amortisseurs 60 sont ainsi insérés entre les deux plaques 64, 66, et répartis uniformément selon la direction circonférentielle le long du dispositif d'amortissement 42.
  • Dans le mode de réalisation représenté sur les figures 5 et 6, ce sont huit cylindres déformables qui sont agencés entre les plaques de répartition d'efforts 64, 66. Pour le montage du dispositif 42 sur la surface intérieure 46 du couvercle 6, il est prévu une plaque de montage 70 assemblée fixement sur cette même surface 46, à l'aide d'éléments de fixation 72 du type vis. La plaque de montage 70, en forme générale de disque, présente une partie centrale en appui contre la surface 46 du couvercle, et, à la périphérie de cette portion centrale, un décrochement permettant de présenter une extrémité annulaire 70' à distance de la surface 46. En effet, entre cette portion d'extrémité 70' de la plaque 70 et la surface 46, il est défini un espace 74 en forme de fente annulaire ouverte radialement vers l'extérieur. Il y est inséré la périphérie intérieure 64' de la plaque de répartition d'efforts 64, un jeu latéral étant prévu entre la plaque 70 et la plaque 64 de manière à permettre un déplacement de cette dernière selon l'ensemble des directions du plan orthogonal à l'axe 8 de l'emballage. Ce déplacement d'amplitude limitée pouvant intervenir dans toute direction du plan précité, la capacité d'auto-centrage du dispositif 42 est très satisfaisante.
  • Bien entendu, pour permettre le libre déplacement de la périphérie intérieure 64' de la plaque de répartition d'effort 64, le diamètre intérieur de la périphérie intérieure 64' est strictement supérieur au diamètre extérieur du fond de la fente ouverte radialement vers l'extérieur. Le jeu prévu entre ces deux éléments est de préférence retenu de manière à pouvoir obtenir un déplacement du dispositif d'amortissement 42, par rapport à une position centrée de ce même dispositif sur la plaque de montage 70, allant par exemple jusqu'à 30mm et ce dans chacune des directions du plan orthogonal à l'axe 8 de l'emballage.
  • Comme cela est visible sur la figure 7, la plaque de répartition d'efforts 64 présente des orifices pour la réception des pions 62 des éléments déformables 60, mais présente également des languettes 78 orthogonales au plan de la plaque. Ces languettes 78 résultent de préférence d'un découpage au sein de la plaque 64, poursuivi par un pliage à 90 degrés de chaque languette obtenue. Ces languettes de fixation 78, qui sont ici au nombre de quatre, sont destinées à assurer la fixation de la plaque 64 sur la pièce annulaire 63, par exemple par soudage.
  • Enfin, cette même pièce annulaire 63 comporte plusieurs languettes 80 qui lui sont rattachées fixement, de préférence par soudage, et qui sont prévues pour pouvoir participer à l'auto-centrage du dispositif 42 relativement à la colonne d'étuis correspondante. En effet, ces languettes 80 présentent une forme terminale inclinée de manière à se rapprocher de l'axe du dispositif 42 en allant en direction de la plaque de répartition d'efforts 64. Ces languettes de pré-centrage 80 sont situées radialement vers l'intérieur par rapport à la surface tronconique d'auto-centrage 50 de la pièce annulaire 63, et permettent par exemple de coopérer avec la plaque d'extrémité 32 de l'étui supérieur de chaque colonne, lors de la mise en place du couvercle sur le corps latéral de l'emballage.
  • De même, la pièce annulaire 63 peut présenter une autre surface tronconique 50', adjacente à la surface 50 et formant avec celle-ci un V dont la pointe est orientée vers la colonne d'étuis. La surface 50' est également prévue pour pouvoir participer à l'auto-centrage du dispositif 42 relativement à la colonne d'étuis correspondante, en coopérant avec une surface tronconique complémentaire 50" pratiquée à l'entrée du logement 18, et montrée sur la figure 1.
  • A cet égard, les figures 9a à 9c schématisent différentes étapes d'un procédé de fermeture du colis lorsque celui-ci est équipé du dispositif d'amortissement déformable 42 montré sur les figures 6 et 7.
  • Comme évoqué ci-dessus, au cours de la mise en place du couvercle 6 sur le corps d'emballage, l'auto-centrage du dispositif 42 peut être réalisé par la coopération des surfaces tronconiques 50, 34, et/ou par la coopération des surfaces tronconiques 50', 50", et/ou par la coopération des languettes 80 avec la plaque d'extrémité 32 de l'étui 16. Bien entendu, lorsque plusieurs de ces couples d'éléments sont actifs au cours de la mise en place du couvercle, l'ordre dans lequel ils interviennent peut être aléatoire, dépendant de la position initiale du dispositif d'amortissement 42 sur le couvercle, et de la position de la colonne d'étuis 16 dans le logement 18.
  • Sur les figures 8a et 8b, il est montré respectivement la coopération entre le dispositif 42 et le dispositif 26 qui s'auto-sollicitent afin de créer leur déformation en vue de l'amortissement du choc provoqué par la chute axiale du colis, avec le couvercle de l'emballage orienté vers la surface d'impact.
  • Sur la figure 8a, il est montré la coopération entre ces deux dispositifs 42, 26 avant la chute, lorsque les surfaces tronconiques d'auto-centrage 50, 34 coopèrent l'une avec l'autre en étant en contact. Lors de la chute, comme cela est schématisé sur la figure 8b, c'est l'ensemble du dispositif 26 qui se déforme, notamment en se pliant au niveau de la gorge annulaire 36 prévue à cet effet. Simultanément, les éléments amortisseurs déformables 60 sont comprimés entre les deux plaques de répartition d'effort 64, 66, ce qui conduit à leur écrasement permettant la dissipation de l'énergie de choc.
  • Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme du métier à l'invention qui vient d'être décrite, uniquement à titre d'exemples non limitatifs. La portée de l'invention est définie dans les revendications.

Claims (14)

  1. Colis (100) comprenant un emballage (1) d'entreposage et/ou de transport de matières radioactives ainsi qu'un ensemble (12) renfermant des matières radioactives logé dans une cavité (10) de l'emballage s'étendant selon un axe longitudinal (8) de l'emballage et étant fermée par un couvercle (6) traversé par cet axe (8), le colis comportant un système (40) d'amortissement de choc de l'ensemble (12) contre le couvercle (6), le système comportant au moins un dispositif d'amortissement déformable plastiquement (42) ainsi qu'un dispositif de sollicitation (26) dudit dispositif d'amortissement déformable,
    caractérisé en ce que l'un des dispositif de sollicitation (26) et dispositif d'amortissement déformable (42) est monté mobile sur le couvercle (6) dans un plan orthogonal à l'axe (8) de l'emballage, et présente des moyens (50) d'auto-centrage relativement à l'autre desdits deux dispositifs (26, 42) prévu sur ledit ensemble (12) renfermant les matières radioactives.
  2. Colis selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit dispositif de sollicitation (26) est également un dispositif d'amortissement déformable.
  3. Colis selon la revendication 1 ou la revendication, 2 caractérisé en ce que l'ensemble (12) comprend un panier de rangement (14) ainsi que des dispositifs (16) renfermant des matières radioactives placés dans des logements (18) définis par ledit panier, et en ce que ledit autre desdits deux dispositifs (26, 42) est prévu sur l'un des dispositifs (16) renfermant des matières radioactives ou sur ledit panier (14).
  4. Colis selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit autre desdits deux dispositifs (26, 42) est intégré à l'un des dispositifs (16) renfermant des matières radioactives, de préférence au niveau d'une extrémité dédiée à sa manutention.
  5. Colis selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque dispositif (16) renfermant des matières radioactives prend la forme d'un assemblage de combustible nucléaire ou d'un étui de déchets nucléaires.
  6. Colis selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit ensemble (12) renfermant des matières radioactives comporte une pluralité d'étuis (16), empilés et répartis en plusieurs colonnes, et en ce qu'il est associé, à chaque colonne d'étuis, un dispositif d'amortissement déformable (42) ainsi que son dispositif de sollicitation associé (26).
  7. Colis selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif d'amortissement déformable (42) ainsi que son dispositif de sollicitation associé (26) présentent respectivement deux surfaces tronconiques d'auto-centrage (50, 34), d'axes parallèles à l'axe de l'emballage.
  8. Colis selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit dispositif d'amortissement déformable (42) présente un ou une pluralité d'éléments amortisseurs déformables plastiquement (60) agencés entre deux plaques de répartition d'efforts (64, 66).
  9. Colis selon la revendication 8, caractérisé en ce que ledit dispositif d'amortissement déformable (42) présente une forme globale annulaire, lesdits éléments amortisseurs déformables plastiquement (60) étant répartis circonférentiellement le long du dispositif d'amortissement.
  10. Colis selon la revendication 8 ou la revendication 9, caractérisé en ce que ledit dispositif d'amortissement déformable (42) comprend une plaque de montage (70) fixée sur le couvercle de l'emballage, ladite plaque de montage recouvrant une plaque mobile (64) dudit dispositif d'amortissement déformable (42), ladite plaque mobile (64) étant déplaçable dans un plan orthogonal à l'axe de l'emballage dans un espace (74) défini entre la plaque de montage (70) et le couvercle (6),
    ou caractérisé en ce que ledit dispositif de sollicitation (26) comprend une plaque de montage fixée sur le couvercle de l'emballage, ladite plaque de montage recouvrant une plaque mobile dudit dispositif de sollicitation (26), ladite plaque mobile étant déplaçable dans un plan orthogonal à l'axe de l'emballage dans un espace défini entre la plaque de montage et le couvercle (6).
  11. Colis selon la revendication 10, caractérisé en ce que ledit espace (74) prend la forme d'une fente annulaire ouverte radialement vers l'extérieur.
  12. Colis selon la revendication 10 ou la revendication 11, caractérisé en ce que ladite plaque mobile (64) est l'une desdites plaques de répartition d'efforts.
  13. Colis selon l'une quelconque des revendications 8 à 12, caractérisé en ce que lesdits éléments amortisseurs déformables plastiquement (60) sont réalisés en aluminium ou dans l'un de ses alliages.
  14. Procédé de fermeture d'un colis (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une étape d'auto-centrage du dispositif d'amortissement déformable (42) relativement à son dispositif de sollicitation associé (26), l'étape d'auto-centrage étant réalisée automatiquement par déplacement dudit un des dispositif de sollicitation et dispositif d'amortissement déformable (42) relativement au couvercle (6), dans un plan orthogonal à l'axe (8) de l'emballage, lors du montage du couvercle (6) sur un corps latéral (2) de l'emballage.
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