FR2807408A1 - Ameliorations aux citernes de stockage et de transport - Google Patents

Abstract

La présente invention propose des citernes perfectionnées pour le transport et/ ou le stockage de liquides et de matières solides dans des liquides, particulièrement des matières radioactives solides dans des liquides et des liquides radioactifs, qui peuvent engendrer une formation de gaz ou de vapeur dangereuse. En particulier, l'invention propose une citerne (12, 206, 404, 504), la citerne définissant un volume interne qui peut être isolé hermétiquement de l'extérieur de la citerne, le volume interne contenant un deuxième volume interne défini par une cuve (20, 200, 400, 500), le volume interne de la cuve étant variable, et isolé hermétiquement du volume interne de la citerne. Lorsque le volume interne de la cuve est isolé hermétiquement du reste de la citerne, il ne peut s'accumuler ni gaz ni vapeur dans celle-ci. En outre, le volume variable de la cuve peut être utilisé pour maintenir une pression dans la citerne suffisante pour éviter la formation de gaz et/ ou de vapeur dans celle-ci.

Description

AMELIORATIONS <U>AUX CITERNES DE STOCKAGE ET</U> <U>DE TRANSPORT</U> La présente invention concerne des améliorations portant le stockage et/ou le transport de matières liquides solides baignant dans un liquide, et plus particulièrement, mais pas exclusivement, de matières radioactives ou dangereuses sous quelque autre aspect.

A 1 heure actuelle, on compte dans diverses situations de stockage et/ou de transport sur 1 volumes morts engendrés par le remplissage incomplet la citerne pour ,compenser en toute sécurité dilatation thermique du liquide contenu et l'accumulation de gaz dégagés par celui-ci et/ou les matières solides contenues.

Ces volumes morts se forment au point haut de citerne introduction d'un volume de liquide qui remplit complètement la citerne. On obtient ainsi un ciel gazeux.

On utilise de telles citernes pour transporter combustible nucléaire usé ou d'autres matières radioactives et elles trouvent également application dans le transport d'autres matières solides et/ou liquides dangereuses.

La presence d'un ciel gazeux pose une série problèmes. Dans toutes les situations dangereuses, ciel forme un endroit dans lequel des vapeurs ou gaz dangereux peuvent s'accumuler. En outre, dans cas de matières radioactives, ce ciel gazeux offre une moindre protection radiologique, comparativement au liquide qui entoure la matière radioactive. Cela a des répercussions sur les quantités et les types de matières radioactives pouvant être stockés et/ou transportés à l'aide de ces systèmes.

La présente invention vise, entre autres, à proposer des appareils et procédés appropriés pour stocker et transporter matières dangereuses, qui empêchent l'accumulation ou vapeurs dangereuses et/ou accroissent le niveau blindage des matières radioactives.

D'après un premier aspect de l'invention, il est proposé une citerne, la citerne définissant un volume interne qui peut être isolé hermétiquement vis-à-vis de l'extérieur de la externe, le volume interne contenant un deuxième volume interne défini par une cuve de volume interne variable, et isolé hermétiquement du volume interne de la citerne.

La citerne peut être utilisée pour le transport et/ou le stockage d'une matière pouvant être un liquide ou un solide dans un liquide. La matière peut être un liquide volatil et/ou un liquide dégageant des vapeurs et/ou des gaz explosifs ou dangereux sous quelque autre aspect. Le solide dans un liquide peut être une matière radioactive dans un liquide, de préférence de l'eau. La matière peut être du combustible nucléaire usé entouré de liquide, par exemple 'eau. En particulier, la matière peut être un plusieurs assemblages de combustible entourés de liquide, par exemple de l'eau.

La citerne peut être pourvue d'une ou plusieurs ouvertures obturables entre le volume interne et l'extérieur de la citerne Une ou plusieurs des ouvertures peuvent être utilisées pour introduire du liquide dans le volume interne de la citerne. Une ou plusieurs ouvertures peuvent être utilisées pour retirer liquide, par exemple par vidange, volume interne la citerne. Une ou plusieurs des ouvertures peuvent etre utilisées pour retirer du gaz de la vapeur volume interne de la citerne, par exemple pendant remplissage. Une ou plusieurs des ouvertures peuvent être obturées par des vannes. Une ou plusieurs des ouvertures peuvent être obturées par un couvercle ou un autre élément amovible.

De préférence, le volume interne de la citerne, hormis le volume interne de la cuve, est rempli par le liquide ou par le liquide et des matières solides quand la citerne est close après remplissage.

Le volume interne de la cuve peut représenter alors 0, et 20% du volume de la citerne, et de préférence entre 2% et 10%.

Le volume interne de la cuve peut ensuite subir des modifications de la manière détaillée dans les deuxième et/ou troisième et/ou quatrième aspects de l'invention.

L'étanchéité de la cuve peut être assurée par des éléments étanchéité, tels que joints d'étanchéité ou joints toriques, disposés entre des parties mobiles entre elles. L'étanchéité de la cuve peut être assurée de par sa structure d'un seul tenant. L'étanchéité de la cuve peut être assurée en reliant les uns autres les éléments constitutifs de sa paroi d' manière permanente et étanche, par exemple par des soudures. Le volume interne de la cuve peut varier de façon à équilibrer la pression dans la citerne par rapport à la pression dans la cuve. Des variations de pression dans la citerne peuvent apparaître à la suite de variations de la température du liquide et/ou des matières solides dans la citerne.

La pression du gaz dans la cuve est de préférence fixée ' un niveau prédéterminé avant de fermer la citerne et/ou avant d'introduire la cuve dans la citerne. De préférence, la pression est fixée à un niveau susceptible de pressuriser le liquide dans la " citerne après sa fermeture et l'échauffement du liquide. De préférence, le liquide est pressurise par la cuve à une pression supérieure à la pression atmosphérique. De préférence, la pression du gaz dans la cuve avant fermeture de la citerne est choisie de telle façon que le liquide reste pressurisé ' une pression supérieure à la pression du gaz et/ou la vapeur pouvant se former dans la citerne. De préférence, la pression du gaz dans la cuve avant scellement de la citerne est choisie de telle façon qu'elle reste supérieure à la somme de la tension de vapeur de la pression partielle des gaz dissous pour la plage de températures susceptibles de se développer dans le liquide de la citerne. La pression choisie peut excéder 30% ou moins à la pression atmosphérique La pression choisie avant fermeture de la citerne peut provoquer une surpression sensiblement supérieure ' la température de fonctionnement et/ou à la température d'équilibre du liquide dans la citerne en cours de fonctionnement. La surpression en cours de fonctionnement peut atteindre 3 atmosphères plus. La température du liquide dans la citerne au moment du scellement de la citerne peut se situer entre 5 et 30 C. La température du liquide dans la citerne à la température de fonctionnement et/ou la température d'équilibre peut se situer entre 100 et 140 C La cuve peut être positionnée à proximité du couvercle ou d'autres moyens de fermeture de la citerne. La distance entre le couvercle (ou tout autre élément fermeture) et la partie opposée de la citerne peut définir la longueur de la citerne. La cuve occupe jusqu'à 50%, de préférence 30% et idéalement 10% de cette longueur.

La citerne peut être utilisée pour stocker des matières solides : la cuve est alors située entre le volume occupé par celles-ci et le couvercle (ou tout autre élément de fermeture de la citerne).

De preférence, la position de la cuve fixe à l'intérieur de la citerne, idéalement par fixation de la cuve à un élément de la citerne.

Le premier aspect de l'invention peut comprendre l'une quelconque des caractéristiques supplémentaires exposées dans les autres aspects de l'invention, ou comprendre les options et possibilités y sont associées.

D'apres un deuxième aspect de l'invention, il est proposé une citerne, la citerne définissant volume interne qui peut être isolé vis-à-vis de l'extérieur de la citerne, le volume interne contenant un deuxième volume interne défini par une cuve, le volume interne de cette cuve étant variable, le volume interne de cette cuve étant isolé vis-à-vis du volume interne la citerne, la cuve comprenant une première partie une deuxieme partie, la deuxième partie coulissant dans la premiere partie, le volume interne de la cuve variant selon la position relative de ces deux parties l'une par rapport à l'autre.

En plus des options proposées dans le deuxième aspect de l'invention, le deuxième aspect de l'invention peut comprendre l'une quelconque des possibilités exposées dans les premier et/ou troisième et/ou quatrième aspects de l'invention et/ou partout <B>1.</B>

ailleurs dans ce document.

La première partie peut avoir une configuration interne qui, au moî#ns en partie, correspond à au moins une partie de la configuration externe de la deuxième partie. Les première et deuxième parties ont préférence des coupes transversales régulières correspondantes sur toute la longueur sur laquelle elles coulissent l'une par rapport à l'autre. Les première et deuxième parties peuvent être partiellement de section circulaire. La première partie peut faire office d'alésage. La deuxième partie peut faire office de piston. De préférence, la première partie est définie par une enceinte à extrémité ouverte. préférence, la deuxième partie est définie par enceinte à extrémité ouverte. De préférence, l'extrémité ouverte de la deuxième partie est reçue à l'intérieur de l'extrémité ouverte de la première partie et idéalement, l'extrémité ouverte de la deuxième partie est orientée face à l'extrémité fermée de la première partie. La première partie est de preférence pourvue de moyens d'arrêt de façon à retenir la deuxième partie par rapport à la premiere partie à valeur de volume interne maximum pour cuve. Des joints d'étanchéité peuvent être placés façon à garantir l'étanchéité entre les première deuxième parties.

La cuve peut être pourvue d'une vanne d'autres moyens étanches pour introduire et/ou retirer du gaz de la cuve. La quantité et/ou la pression du gaz dans la cuve peuvent être ajustées, de préférence avant l'introduction de la cuve dans la citerne.

D'après un troisième aspect de l'invention, il est proposé une citerne, la citerne définissant un volume interne qui peut être isolé vis-à-vis de l'extérieur de la citerne, le volume interne contenant un deuxième volume interne défini par une cuve, le volume interne de la cuve étant variable, le volume interne de la cuve étant isolé vis-à-vis du volume interne de la citerne, la cuve étant pourvue d'une ou plusieurs parties flexibles qui définissent au moins une partie de la cloison entre le volume interne de la cuve et le volume interne de la citerne.

En plus des options proposées dans le troisième aspect de l'invention, le troisième aspect de l'invention peut comprendre l'une quelconque des possibilités exposées dans les premier et/ou deuxième et/ou quatrième aspects de l'invention et/ou partout ailleurs dans ce document.

De préférence, les parois de la cuve sont principalement en un matériau flexible. moins 50%, de préférence au moins 70% et idéalement moins 90% de la surface des parois de la cuve est en un matériau flexible. La cuve peut être entièrement formée en matériau flexible. La cuve peut être, en partie ou totalité en un matériau du genre caoutchouc plastique.

La cuve peut être pourvue d'une vanne (ou tout autre moyen étanche pour introduire et/ou retirer gaz de cuve). La quantité et/ou la pression du dans cuve peuvent être modifiées, de préférence avant l'introduction de la cuve dans la citerne. La cuve peut être attachée à une structure au niveau de la S- vanne (ou tout autre moyen étanche pour introduire et/ou retirer du gaz de la cuve).

De préférence#,@ la cuve est placée à l'intérieur d'une structure rigide. L'intérieur de la structure est de préférence en communication avec le volume interne de la citerne, par exemple à travers un ou plusieurs trous ou ouvertures. La structure peut former une enceinte pour la cuve. La structure peut définir l'enceinte elle-même ou la constituer en combinaison avec le couvercle (ou tout autre moyen de fermeture de la citerne). La structure peut définir un caisson, préférence un caisson cylindrique, par elle-même ou combinaison avec le couvercle (ou tout autre moyen de fermeture de la citerne). La structure et/ou la cuve peuvent être fixées à la citerne. La structure, et donc de préférence la cuve, peuvent être montées sur couvercle (ou tout autre moyen de fermeture de citerne). La structure et/ou la cuve peuvent être fixées à la citerne à un emplacement éloigné du couvercle (ou tout autre moyen de fermeture de la citerne).

D'après un quatrième aspect de l'invention, il est proposé une citerne, la citerne définissant un volume interne qui peut être isolé vis-à-vis de l'extérieur de la citerne, le volume interne contenant un deuxième volume interne défini par une cuve, le volume interne de la cuve étant variable, le volume interne de cuve etant isolé vis-à-vis du volume interne de la citerne, cuve étant au moins en partie définie par deux ou plusieurs parties reliées entre elles, la configuration ces deux ou plusieurs parties les unes par rapport autres étant variable de façon à faire varier le volume interne de l<B>à-</B> cuve.

En plus des options proposées dans le quatrième aspect de l'invention, le quatrième aspect de l'invention peut comprendre l'une quelconque des possibilités exposées dans les premier et/ou deuxième et/ou troisième aspects de l'invention et/ou partout ailleurs dans ce document.

Les deux ou plusieurs parties reliées entre elles peuvent avoir une ou plusieurs parties qui sont fixées les unes aux autres et une ou plusieurs parties dont l'écartement varie lorsque le volume interne de cuve varie. La cuve peut présenter deux ou plusieurs sections transversales différentes. De préférence, les sections de dimensions différentes sont reliées les unes aux autres par des surfaces de transition Une série de sections transversales peut ainsi être reliée par des surfaces de transition. La cuve peut avoir une structure de type accordéon. La cuve peut être pourvue d'une vanne (ou tout autre moyen étanche pour introduire et/ou retirer du gaz la cuve). La quantité et/ou la pression du gaz dans cuve peuvent être ajustées, de préference avant l'introduction de la cuve dans la citerne. cuve peut être attachée à une structure au niveau de la vanne (ou tout autre moyen étanche pour introduire et/ou retirer du ) .

De préférence, la cuve est disposée à l'intérieur d' structure rigide. L'intérieur de la structure est de préférence en communication avec le volume interne ' de la citerne, par exemple à travers un ou plusieurs trous ou ouvertures. La structure peut former une enceinte pour la @cuve. La structure peut définir l'enceinte elle-même ou la définir en combinaison avec le couvercle (ou tout autre moyen de fermeture de la citerne). La structure peut définir un caisson, de préférence un caisson cylindrique, par elle-même ou en combinaison avec le couvercle (ou tout autre moyen de fermeture de la citerne). De préférence, structure et/ou la cuve sont fixées à la citerne. De préférence, la structure, et donc la cuve, peuvent être montées sur le couvercle (ou tout autre moyen de fermeture de la citerne).

D'après un cinquième aspect de l'invention, il est proposé un procédé de stockage et/ou de transport de matière dans une citerne, le procédé comprenant les étapes consistant à introduire la matière dans le volume interne de la citerne et à isoler le volume interne de la citerne vis-à-vis de l'extérieur de la citerne, le procédé comprenant en outre l'étape consistant à ménager un deuxième volume interne à l'intérieur de la citerne, défini par une cuve, le volume interne de la cuve étant variable et le volume interne de la cuve étant isolé vis-à-vis du volume interne de la citerne.

cinquième aspect de l'invention peut comprendre l' quelconque des caractéristiques, options ou possibilités exposées partout ailleurs dans ce document.

Le procédé peut comprendre l'étape consistant à introduire la citerne dans une piscine de stockage ou ' tout autre emplacement dans lequel se trouve une matière radioactive, en particulier du combustible nucléaire usé et idéalement du combustible nucléaire usé sous forme d'assemblages. Le procédé peut comprendre l'étape consistant à remplir d'eau le volume interne de la citerne. Le remplissage peut avoir lieu avant et/ou pendant et/ou après introduction de la citerne dans l'emplacement. Avant l'introduction de citerne dans l'emplacement, la quantité de gaz dans cuve peut être ajustée à une valeur donnée. I1 particulièrement préféré que la pression du gaz soit fixée ' un niveau prédéterminé avant de sceller la citerne et/ou avant d'introduire la cuve dans la citerne De préférence, la pression est fixée à un niveau qui pressurise le liquide dans la citerne après scellement, une fois que l'échauffement du liquide a fait monter sa température par rapport à celle de scellement. De préférence, le liquide est pressurisé à une pression supérieure à la pression atmosphérique par la cuve. Le liquide peut être pressurisé par la cuve à 1,25 atmosphère +/- 10% après scellement, dès que température du liquide a dépassé la température scellement. Le liquide peut être pressurisé jusqu'à une pression comprise entre 3 et 6 atmosphères à temperature de fonctionnement et/ou d'équilibre systeme. De préférence, le liquide est alors pressurisé à une pression supérieure à celle à partir de laquelle du gaz et/ou de la vapeur peuvent se dégager dans la citerne. De préférence, la pression du gaz dans la cuve est toujours supérieure à la somme de la tension de vapeur et de la pression partielle des gaz dissous pour la plage de températures se développant dans le liquide de la citerne. De _préférence, le couvercle (ou tout autre moyen de fermeture de la citerne) est retiré à l'endroit contenant la matière radioactive, idéalement sous eau. La matière radioactive est de préférence introduite dans la citerne lorsque la citerne est remplie d'eau, et idéalement sous eau. De préférence, la matière radioactive reste sous eau lorsqu'on l'introduit dans la citerne. De préférence, couvercle (ou tout autre moyen de fermeture de citerne) est monté sur la citerne pour la fermer à l'endroit du chargement de la matière radioactive, idéalement sous eau. La citerne est de préférence retirée de l'emplacement et scellée hors de l'eau. La citerne est de préférence retirée de l'emplacement remplie d'eau et de matière radioactive, à l'exception de la cavité de la cuve interne qui est remplie de La citerne peut être chargée et/ou stockée et/ou transportée dans différentes orientations inclinaisons. Selon le procédé, le volume de la cuve peut varier lorsque la température du liquide dans le volume interne de la citerne varie. De préférence, les pressions dans le volume interne de la citerne et dans la cuve restent identiques l'une à l'autre. Le volume interne et/ou la pression du gaz dans la cuve peuvent varier pour empêcher toute libération de gaz ou de vapeur dans le volume interne de la citerne.

Différents modes de réalisation de 1 invention seront décrits ci-après, à titre d'exemples uniquement, en réference aux dessins annexés, dans lesquels figure 1 est une illustration d'une citerne des techniques antérieures comportant un ciel gazeux, formant le volume dLexpansion ; la figure 2 illustre le premier mode de réalisation selon la présente invention, destiné à prévoir un volume d'expansion rempli de dans une citerne ; la figure 3a illustre à titre d'exemple des techniques antérieures, un ciel gazeux formant volume d'expansion dans une citerne pour combustible nucléaire usé ; la figure 3b illustre la citerne de la figure 3a en coupe transversale et dans une inclinaison de citerne différente ; la figure 4 illustre un deuxième mode de réalisation de l'invention illustrant un volume d'expansion gazeux applicable à une citerne contenant du combustible nucléaire usé ; la figure 5 illustre en détail une cuve formant volume d'expansion d'après la présente invention ; la figure 6 illustre une deuxième forme de volume d'expansion d'après la présente invention ; la figure 7 illustre un autre mode de réalisation volume d'expansion d'après la présente invention ; la figure 8 illustre la variation de la pression du gaz dans la cuve en fonction de la temperature moyenne de l'eau pour un mode de réalisation d'après la présente invention.

Diverses circonstances nécessitent de transporter et de stocker des liquides dangereux et/ou de transporter et/ou de stocker des matières dangereuses (entourées de liquides). Dans les deux cas, des gaz ou vapeurs peuventls'échapper de la matière dangereuse se rassembler dans un volume d'expansion rempli de gaz conventionnel, du type illustré sur la figure 1, dans lequel le gaz est en contact avec le liquide. Cela peut poser divers problèmes. Lorsque les vapeurs et/ou gaz qui se rassemblent peuvent être explosifs dans certaines situations, des complications résultent des reglements concernant le concept de la citerne et/ou procédures de chargement et déchargement. Des vapeurs et/ou gaz peuvent se développer à partir du liquide lui-même et/ou peuvent se développer un phénomène de dégazage, et/ou de corrosion et/ou de radiolyse provoqué par la matière solide stockée dans le liquide.

De ce fait, bien que les concepts existants de citerne 2 intégrant un ciel 4 servant de volume d'expansion offrent la possibilité de compenser la dilatation thermique du liquide contenu 6 pouvant se produire pendant le stockage et/ou le transport, elles se heurtent à d'importants problèmes.

Des problèmes supplémentaires apparaissent dans cas particulier du stockage et/ou du transport matières radioactives lorsque le liquide contenu dans la citerne est censé produire un effet de protection de la matière contenue. L'existence d'un ciel gazeux 4 servant de volume d'expansion peut réduire l'effet de protection, en particulier vis-à-vis des neutrons (quelle que soit la position de transport de la citerne car le ciel gazeux se déplace lorsque l'inclinaison de la citerne change). Cette limite de la capacité de protection peut limiter les quantités et/ou les types de matière radioactive pouvant être stockés et/ou transportés dans de telles citernes.

La presente invention vise à offrir la même capacité permettre une dilatation thermique du liquide contenu, mais sans permettre au liquide d'entrer directement en contact avec l'espace de Comme illustré sur la figure 2, la citerne 12 pourvue d'un orifice 14 permettant de remplir citerne de liquide, d'un orifice de vidange 16 et d' orifice d'évent 18. Une cuve à volume variable et remplie de gaz 20 est disposée à l'intérieur de la citerne 12, cuve dont le fonctionnement est décrit en plus amples détails ci-après, en référence à la figure 5. Ce qui est fondamental, c'est que le volume du gaz à l'intérieur de la cuve 20 peut varier. Ainsi, une dilatation thermique du liquide sera compensée par une réduction volume occupé par le gaz tandis qu'une contracta thermique du liquide lors d'un refroidissement sera compensée par une dilatation du volume du gaz. De ce fait, les effets thermiques sont totalement maîtrisés par cette cuve 20. En plus, comme gaz dans cette cuve 20 est physiquement isolé du liquide, il ne peut s'accumuler dans le gaz ni vapeur ' gaz s'échappant du liquide 22 ou de la matière stockée dans celui-ci. En outre, le gaz remplissant la cuve 20 peut être à l'avance, comprimé suffisamment pour pressuriser le liquide 22 de la citerne 12 pendant stockage et/ou le transport. Grâce à cette pression, formation de vapeur et/ou de poches de gaz à l'intérieur de la citerne est éliminée ou du moins reduite à un minimum. Cette construction permet éviter les endfbits où peuvent s'accumuler des vapeurs ou des gaz explosifs ou présentant d'autres dangers. Cet avantage est acquis quelles que soient les variations de température se produisant dans citerne dès lors que la pression dans la cuve est ustée à 1 avance à une valeur qui permettra les variations correspondantes du volume du liquide de la citerne, de tension de vapeur et de la pression partielle des gaz dissous, tout en garantissant qu'aucun espace de vapeur/gaz ne se formera.

La figure 3a représente une citerne de technique antérieure 100 prévue pour contenir du combustible usé. La citerne 100 a un couvercle amovible et étanche 102 qui peut être attaché au corps cylindrique 104. Le corps de la citerne 104 est pourvu de points levage et d'ailettes de refroidissement 108. Dans la partie supérieure du corps de la citerne 104 trouve orifice d'ajustement du niveau de l'eau 110 permettant d'ajuster le niveau d'eau initial pour former le ciel gazeux servant de volume d'expansion . Un orifice d'évent 114 est ménagé au couvercle un orifice de vidange 116 est ménagé à la base corps de la citerne 104. Les assemblages de combustible 118 (dans le cas présent, 5 assemblages rangés dans panier ou boîtier 119) sont introduits, après retrait du couvercle 102, dans un volume d'eau 120 se trouvant déjà à l'intérieur de la citerne 100. Le panier ou boîtier 119 possède des ouvertures afin de permettre la libre expansion thermique de l'eau contenue 121.

Comme on peut le voir, le ciel gazeux 112 est en contact avec l'eau-@420, contenue, dans la citerne 100 se déplace lorsque l'orientation de la citerne change. Comme illustré sur la figure 3b, si la citerne 100 est stockée ou transportée sur le côté, le ciel gazeux 112 se déplace vers un nouveau point haut 122 la citerne 100.

Avec une cuve de volume variable 200 contenant gaz, comme représenté sur la figure 4, l'eau 202 et combustible usé 204 sont physiquement isolés du d'une manière similaire à celle décrite ci-avant référence à la figure 2. Cette isolation est préservée quelle que soit l'orientation de la citerne 206. Dans telle citerne 206, il n'est nul besoin d'un orifice ajustement du niveau d'eau et de plus l'orifice évent 208 peut être rempli d'eau jusqu'en haut.

La cuve à volume variable remplie de gaz 200 peut être conçue de diverses façons, dont certaines sont illustrées sur les figures 5, 6 et 7. Dans le mode de réalisation de l'invention de la figure 5, il est prévu une première partie cuve rigide 300 qui reçoit une deuxième partie cuve rigide 302, ces deux parties ayant des sections transversales appairées sur au moins une partie leur longueur. Dans l'exemple illustré, la première la deuxième partie de la cuve sont de section circulaire, la deuxième partie 302 étant reçue de manière coulissante dans la première 300 à la manière d'un piston à l'intérieur d'un alésage ou d'un cylindre. L'étanchéité entre les deux parties de la cuve est assurée par des joints de façon à confiner le 306 dans la cuve 200. La variation du volume du gaz est assurée par le coulissement des deux parties, l' par rapport à l'autre, la deuxième se déplaçant vers le haut de la page, comme illustré sur la figure 4, pour compenser une diminution de la pression du liquide et vers le bas de la page pour compenser une augmentation de la pression du liquide. La première partie de cuve 300 est fixée à la citerne (non représentée) de façon à immobiliser la cuve remplie de gaz à l'intérieur de la citerne, tout en permettant le libre passage du liquide à la jonction de cette première partie 300 avec le couvercle de la citerne.

Dans le mode de réalisation illustré sur la figure 6, la cuve comprend une première partie rigide 400 qui est fixée à la face interne du couvercle de la citerne 4 . Cette première partie de cuve est pourvue d'une série d'ouvertures 408 qui permettent le passage d'un fluide entre l'intérieur 410 et l'extérieur 412. Une deuxième partie de cuve, qui définit un volume de gaz complètement clos 416, est retenue à l'intérieur de la première partie de cuve 400. La deuxième partie de cuve 414 est un sac en caoutchouc ou toute autre poche déformable qui est comprimé cas d'augmentation du volume du fluide et qui peut dilater jusqu'au volume maximum défini par la premiere partie de cuve 400 quand le volume de liquide diminue.

Là encore, le volume de gaz 416 est totalement isolé du liquide 412 à l'intérieur de la citerne 404. La deuxième partie de cuve 414 peut être pourvue d'une vanne 418 pour permettre l'introduction de gaz dans le volume clos 416 et il est préférable que cette vanne soit fixée à la première partie de cuve 400 de façon à faciliter l'introduction de gaz dans la cuve, à la pression choisie, avant la dépose du couvercle sur le corps de citerne 404.

Une autre forme de cuve à volume variable est illustrée la figure 7. Ici aussi, il est prévu une première partie de cuve 500 montée sur le couvercle 502 de la citerne 504. Cette première partie de cuve 500 est une structure rigide pourvue d'une série d'ouvertures 506 ménagées dans celle-ci de façon à permettre une communication fluide entre l'intérieur 508 et l'extérieur 510. A l'intérieur de la première partie de cuve 500 se trouve la deuxième partie de cuve 512 qui entoure le volume de gaz complètement clos La deuxième partie de cuve 512 a la forme d une structure en accordéon 516 qui peut se dilater se contracter, à l'intérieur de la première partie de cuve 500, comme représenté sur la figure 7, de façon à compenser les variations de volume du liquide. A nouveau, le volume est totalement isolé du volume de liquide 510 dans citerne 502.

La présente invention peut avantageusement servir pour dans divers types de citernes, d'emballages de transport ou de bouteilles d'éléments de combustible, pour de nouveaux appareils en cours de construction et/ou lors de la modification d'appareils existants.

Dans le cas du chargement de combustible usé dans de tels emballages de transport, ce dernier est généralement descendu dans une piscine contenant le combustible usé, operation au cours de laquelle sa cavité se remplit d' de piscine. Les assemblages de combustible sont ensuite chargés dans la cavité de l'emballage. Une fois le chargement effectué, le couvercle équipé de sa cuve remplie de gaz peut être mis en place et 1 emballage ensuite retiré de la piscine et clos en de son transport et/ou de son stockage.

Comme on peut le voir à l'examen de la courbe A de la figure 8, une légère surpression de 0,25 atmosphères (1,25 atmosphères absolues) à la température de scellement de la citerne (20 C) provoquera une plus importante surpression à la température de l'eau généralement atteinte en service une fois qu'elle a été chauffée par le combustible contenu dans la citerne. Par exemple, la surpression de 1,25 Atmosphères à 20 C provoquera une surpression d'environ 3 Atmosphères à 100 C. On s'assure ainsi une marge confortable (la différence entre les courbes A et B) contre le risque de formation espace vide d'eau sur toute la plage de températures fonctionnement de ces citernes.

En plus de ses avantages liés à l'élimination d'un ciel gazeux tout en contrôlant néanmoins les dilatations thermiques, la cuve à volume variable remplie de offre un moyen d'amortir les ondes susceptibles naître dans la citerne.

L'emploi une cuve à volume de gaz variable selon l'invention accroît également le niveau de protection radiologique requis pour du combustible usé et/ou d'autres matières radioactives contenu dans de telles citernes et maintient l'uniformité de cette protection, quelle que soit l'inclinaison de la citerne. Cela permet de charger du combustible usé à taux de combustion supérieur et/ou d'enrichissement en uranium 235 supérieur et/ou d'accepter des assemblages de combustible MOX et/ou de satisfaire à des réglementations plus strictes en matière de protection neutronique. Des quantités accrues de combustible usé peuvent également être transportées et/ou stockées dans la citerne, tout en assurant une immersion complète du combustible dans le liquide du fait que la position du volume d'expansion peut être rigoureusement maîtrisée et calculée.

Tous ces avantages sont obtenus sans modifier la conception fondamentale des citernes, ce qui offre ainsi une solution plus attrayante sur les plans de la technique et de l'homologation réglementaire.

Autre avantage et non des moindres, un volume d'expansion établi selon ce procédé réduit au minimum la probabilité d'un déplacement du liquide en cours de transport réduit donc au minimum les chocs mécaniques thermiques auxquels les matières contenues, telles des barres de combustible, sont soumises; le réduit également au minimum la libération la dispersion dans la citerne de toute matière relâchée des matières contenues.

On pense aussi que le confinement du volume d'expansion gazeux empêche la formation d'hydrogène et d'oxygène par radiolyse et que par conséquent, elle minimise davantage encore le risque de formation d'un ciel gazeux à l'intérieur de la citerne et les' problèmes associés.

La cuve à volume gazeux variable peut être fabriquée en différents matériaux mais elle se prête particulièrement bien à une construction en aciër inoxydable. Le volume à l'intérieur de la cuve peut varier en fonction des conditions et/ou du type de citerne et/ou des matières considérées mais un volume maximal d'environ 500 litres, et de préférence entre 250 et 400 litres, pourra être utilisé pour les plus gros emballages de transport de combustible usé.

Claims (9)

<U>REVENDICATIONS</U>

1. Citerne , la citerne (12) définissant un volume interne peut être isolé hermétiquement de l'extérieur de citerne (12), le volume interne contenant un deuxième volume interne défini par une cuve (20), le volume interne de la cuve (20) étant variable, et isolé hermétiquement du volume interne de la citerne (12).

2. Citerne ( ) selon la revendication 1, caractérisée en ce la citerne (12) est utilisée pour lé transport et/ou le stockage de combustible nucléaire usé, sous forme d'un ou plusieurs assemblages de combustible entôbrés d'eau.

3. Citerne (12) selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisée en ce que la pression du gaz dans la cuve (20) est fixée à un niveau prédéterminé avant de fermer la citerne (12) et/ou avant d'introduire la cuve (20) dans la citerne (12).

4. Citerne 12) selon la revendication 3, caractérisée en que la pression est fixée à un niveau qui pressurise le liquide (22) dans la citerne (12) après confinement et chauffage du liquide.

5. Citerne (12) selon la revendication 3 ou la revendication 4, caractérisée en ce que la pression du gaz dans la cuve (20) reste supérieure à la tension de vapeur augmentée de la pression partielle des gaz dissous pour la plage de températures susceptible de se développer dans le liquide (22) de la citerne (12).

6. Citerne (12) selon une quelconque revendication précédente, caractérisée en ce que la cuve (20) est positionnée à proximité du couvercle ou d'autres moyens de fermeture de la citerne (12).

7. Citerne (206), de préférence selon une quelconque revendication précédente, caractérisée en ce que la citerne (206) définit un volume interne qui peut être isolé hermétiquement de l'extérieur de la citerne (206), le volume interne contenant un deuxième volume interne défini par une cuve (200), le volume interne de la cuve (200) étant variable, et isolé hermétiquement du volume interne de la citerne (206), la cuve (200) comprenant une première partie (300) et une deuxième partie t(302), la deuxième partie (302) étant reçue de manière coulissante dans la première partie (300), et leur position relative, l'une par rapport à l'autre, définissant le volume interne de la cuve (200).

8. Citerne (206) selon la revendication 7, caractérisée en ce que la première partie (300) fait office d'alésage et la deuxième partie (302) fait office de piston.

9. Citerne (206) selon la revendication 7 ou la revendication 8, caractérisée en ce que la première partie (300) est définie par une enceinte à extrémité ouverte et la deuxième partie (302) est définie par une enceinte à extrémité ouverte, l'extrémité ouverte de deuxième partie (302) étant reçue à l'intérieur l'extremité ouverte de la première partie (300). Citerne (404), de préférence selon l' quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que la citerne (404) définit un volume interne qui peut être isolé hermétiquement de l'extérieur de la citerne (404) le volume interne contenant un deuxième volume interne défini par une cuve (200), le volume interne de la cuve (200) étant variable, et isolé hermétiquement du volume interne de la citerne (404), la cuve ( ) étant pourvue d'une ou plusieurs parties flexibles definissent au moins une partie du disposit' d étanchéité entre le volume interne de la cuve (200) le volume interne de la citerne (404). 11. Citerne (404) selon la revendication 10, caractérisée en ce que la cuve (200) a une surface qui est principalement en un matériau flexible. 12. Citerne (404) selon la revendication 10 ou la revendication 11, caractérisée en ce que la cuve (200) est, en partie ou en totalité, en un matériau caoutchouc ou de pi,astique. 13. Citerne (504), de préférence selon 1 quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée ce que la citerne (504) définit un volume interne qui peut être isolé hermétiquement de l'extérieur de la citerne (504), le volume interne contenant un deuxième volume interne défini par une cuve (500), le volume interne de cuve (500) étant variable et isolé hermétiquement du volume interne de la citerne (504), la cuve (500) etant moins en partie définie par deux ou plusieurs parties reliées entre elles, la configuration de deux ou plusieurs parties les unes par rapport autres étant variable de façon à faire varier le volume interne de la cuve (500). 14. Citerne (504) selon la revendication 13, caractérisée en ce que la cuve (500) a une structure de type en accordéon (516). 15. Citerne 6, 404, 504) selon l'une quelconque des revendications 7 à 14, caractérisée en ce que la cuve (200, 500) st ménagée à l'intérieur d'une structure rigide, l'intérieur de la structure étant en communication fluide avec le volume interne de la citerne (206, 404, ) . 16. Citerne 6, 404, 504) selon la revendication 15, caractérisée ce que la structure est montée sur la citerne (206, 404, 504). 17. Citerne (12, 206, 404, 504) selon une quelconque revendication précédente, caractérisée en ce' que la cuve (20, , 500) est pourvue d'une vanne (14, 16, 418) ou d'autres moyens étanches pour introduire et/ou retirer du 1 de la cuve (20, 200, 500).