FR2915307A1 - Conteneur pour le transport et/ou stockage de matieres nucleaires, le conteneur comprenant une structure mobile de conduction thermique. - Google Patents

Conteneur pour le transport et/ou stockage de matieres nucleaires, le conteneur comprenant une structure mobile de conduction thermique. Download PDF

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Abstract

L'invention se rapporte à un dispositif de rangement (2) pour le transport et/ou stockage de matières nucléaires, comprenant une structure principale (5) définissant au moins un logement destiné à contenir les matières nucléaires. Selon l'invention, il comporte également une structure mobile de conduction thermique (8) formant au moins une partie d'une surface extérieure latérale (7) du dispositif de rangement, cette structure mobile (8) comprenant au moins un élément mobile de conduction thermique (10) monté sur la structure principale (5) de manière à pouvoir être déplacé d'une position escamotée vers une position déployée en s'écartant de la structure (5).

Description

CONTENEUR POUR LE TRANSPORT ET/OU STOCKAGE DE MATIERES NUCLEAIRES, LE
CONTENEUR COMPRENANT UNE STRUCTURE MOBILE DE CONDUCTION THERMIQUE DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE La présente invention se rapporte de façon générale au domaine du transport et/ou stockage de 10 matières nucléaires, tels que des assemblages de combustible nucléaire, et en particulier de combustible frais, par exemple du type Mox. Néanmoins, l'invention pourrait également s'appliquer au domaine du transport et/ou stockage 15 d'assemblages de combustible irradiés, sans sortir du cadre de l'invention. Elle pourrait en outre trouver une application dans le domaine du transport et/ou stockage d'autres types de matières nucléaires, à savoir plus 20 particulièrement les matières nucléaires dégageant une puissance thermique importante, tels que les déchets vitrifiés également dénommés verres et correspondant à des produits de fission. ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE 25 Classiquement, pour assurer le transport et/ou stockage d'assemblages de combustible nucléaire, il est utilisé des dispositifs de rangement, également appelés panier ou râtelier de rangement. Ces dispositifs de rangement, habituellement de forme 30 cylindrique et de section sensiblement circulaire,5 disposent d'une pluralité de logements adjacents chacun apte à recevoir un assemblage de combustible nucléaire. De plus, le dispositif de rangement est destiné à être logé dans la cavité d'un emballage afin de former conjointement avec celui-ci un conteneur pour le transport et/ou stockage d'assemblage de combustible nucléaire, dans lequel la matière nucléaire est parfaitement confinée. Il est à noter que le dispositif de rangement est généralement amovible. En d'autres termes, il est conçu pour rendre possible et aisé son chargement dans la cavité de l'emballage. Un jeu de fonctionnement est ainsi prévu entre la cavité de l'emballage et le dispositif de rangement pour permettre ces opérations de chargement/déchargement du panier. Il est habituellement recherché à obtenir une conduction thermique satisfaisante entre le panier et l'emballage, dans le but d'évacuer, vers l'extérieur du conteneur, la chaleur importante dégagée par les assemblages de combustible. Cette évacuation de chaleur est en partie recherchée afin de respecter le critère de température maximale autorisée pour les assemblages de combustible.
En effet, en cas de dépassement de cette température, l'intégrité des crayons de combustibles qui constituent les assemblages pourrait être fragilisée en raison de la potentielle dégradation des caractéristiques mécaniques des gaines de ces crayons.
Par ailleurs, il est à noter que la résistance mécanique du panier doit être compatible avec les exigences réglementaires de sûreté pour le transport/stockage de matières nucléaires, notamment en ce qui concerne les épreuves dites de chute libre. Or les caractéristiques mécaniques des matériaux utilisés pour la fabrication du panier peuvent se dégrader sensiblement en fonction de la température, en particulier lorsque ces matériaux sont l'aluminium ou l'un de ses alliages. L'évacuation de chaleur entre le panier et l'emballage est donc également recherchée de façon à garantir une résistance mécanique satisfaisante du panier. Pour des raisons économiques, la surface intérieure latérale délimitant la cavité de l'emballage est réalisée avec des tolérances de fabrication larges.
L'un des inconvénients résultant de l'utilisation de tolérances de fabrication larges réside dans la nécessité d'augmenter sensiblement le jeu habituellement prévu pour rendre possible et aisé le chargement d'un panier amovible dans la cavité de l'emballage, comme évoqué précédemment. Le jeu observé remplit alors un rôle d'isolant thermique allant à l'encontre du but global recherché de conduction thermique entre le panier et l'emballage, et rend donc difficile l'évacuation de la chaleur dégagée par les assemblages de combustible nucléaire. EXPOSÉ DE L'INVENTION L'invention a donc pour but de remédier aux inconvénients mentionnés ci-dessus, relatifs aux réalisations de l'art antérieur.
Pour ce faire, l'invention a tout d'abord pour objet un dispositif de rangement pour le transport et/ou stockage de matières nucléaires, tels que des assemblages de combustible nucléaire, de préférence frais, comprenant une structure principale définissant au moins un logement destiné à contenir lesdites matières nucléaires, le dispositif comportant également une structure mobile de conduction thermique formant au moins une partie d'une surface extérieure latérale dudit dispositif de rangement, ladite structure mobile de conduction thermique comprenant au moins un élément mobile de conduction thermique monté sur ladite structure principale de manière à pouvoir être déplacé d'une position escamotée vers une position déployée en s'écartant de ladite structure principale. Le dispositif de rangement ou panier de rangement selon l'invention présente donc d'une manière originale un caractère déployable lui permettant d'augmenter sensiblement les surfaces de contact avec la surface intérieure latérale de l'emballage, délimitant la cavité dans laquelle se trouve le panier.
Le transfert thermique entre le panier et l'emballage est de ce fait assuré de manière satisfaisante, sans pour autant nécessiter l'utilisation de tolérances de fabrication étroites et coûteuses pour la réalisation de la surface intérieure latérale délimitant la cavité.
En effet, même si l'utilisation de tolérances de fabrication larges conduit à considérer un jeu plus important entre l'emballage et le panier que celui habituellement prévu pour permettre le chargement de ce dernier, une fois celui-ci logé à l'intérieur de la cavité, la structure de conduction thermique peut alors être déployée afin d'obtenir la surface de contact désirée entre le panier et la cavité de l'emballage, ce qui limite voire éradique entièrement les effets néfastes discutés antérieurement relatifs à la présence du jeu important initial formant isolant thermique.
La fonction d'évacuation de chaleur procurée par la structure de conduction thermique en position déployée permet de respecter le critère de température maximale autorisée pour les assemblages de combustible, ou pour tous les autres types de matières nucléaires destinées à être stockées/transportées. Par conséquent, avec la configuration selon l'invention, les risques de dégradation des gaines protectrices des assemblages et leur risque d'affaiblissement mécanique sont avantageusement réduits à néant.
Enfin, il est indiqué que la réduction de la température globale au sein du panier de rangement, permise par la structure de conduction thermique, engendre avantageusement un accroissement de la durée de vie de ce panier, en particulier lorsque celui-ci est fabriqué en aluminium ou dans l'un de ses alliages. Dans ce dernier cas, la réduction de température contribue également à justifier plus facilement le comportement mécanique du panier, notamment lors des épreuves de chute libre.
Si, comme cela ressort de ce qui précède, la structure de conduction thermique est de préférence déployée jusqu'à établir le contact avec la cavité de l'emballage, il est également possible d'envisager un déploiement moins important, ne conduisant pas au contact précité, sans sortir du cadre de l'invention. En effet, un simple déploiement de la structure de conduction thermique a pour conséquence avantageuse de réduire le jeu initialement prévu entre le panier et l'emballage, de sorte que le transfert thermique entre ces deux éléments se trouve sensiblement amélioré.
De préférence, dans au moins une demi-section longitudinale du dispositif de rangement passant par un axe longitudinal de celui-ci et traversant la structure mobile de conduction thermique, la somme des longueurs de chaque élément mobile de la structure mobile traversée, selon l'axe longitudinal du dispositif de rangement, représente au moins 20 % d'une longueur totale dudit dispositif de rangement selon son axe longitudinal. Naturellement, il est indiqué que plus la valeur du pourcentage indiquée ci-dessus est importante, plus le transfert thermique assuré par les éléments mobiles de conduction thermique est satisfaisant. De préférence, au moins un élément mobile est monté articulé sur ladite structure principale, selon un axe d'articulation parallèle à un axe longitudinal dudit dispositif de rangement. Cette conception est parfaitement adaptée à l'obtention d'un contact linéaire longitudinal entre l'élément mobile et la cavité d'emballage. A cet égard, il est de préférence fait en sorte que chacun des éléments mobiles de la structure soit monté articulé sur ladite structure principale, selon un axe d'articulation parallèle à l'axe longitudinal du dispositif de rangement.
Préférentiellement, l'axe d'articulation traverse une portion périphérique de ladite structure principale. De plus, la surface extérieure latérale d'au moins un élément mobile, et de préférence de chacun de ces éléments, prend la forme d'une portion angulaire d'une surface cylindrique d'axe longitudinal parallèle à un axe longitudinal dudit dispositif de rangement, ladite portion angulaire étant inférieure ou égale à 180 . Ainsi, lorsqu'ils occupent leur position escamotée, les éléments mobiles permettent de participer à la formation d'une surface extérieure latérale du dispositif de rangement de forme sensiblement cylindrique, et de préférence de section circulaire. De préférence, au moins un élément mobile, et de préférence chacun de ces éléments, est articulé sur ladite structure principale au niveau d'un chant longitudinal de cet élément.
Toujours de manière préférentielle, autour d'une partie longitudinale donnée de ladite structure principale, ladite structure mobile présente une pluralité d'éléments mobiles de conduction thermique, répartis périphériquement. Dans un tel cas, on peut prévoir qu'en position escamotée de chacun de ladite pluralité d'éléments mobiles de conduction thermique, ceux-ci forment une enveloppe périphérique autour de ladite partie longitudinale donnée. L'enveloppe précitée pourrait alternativement ne pas être entièrement formée par la pluralité d'éléments mobiles, mais également à l'aide d'éléments fixes par rapport à la structure principale, par exemple chacun placé entre deux éléments mobiles consécutifs dans la direction périphérique. De préférence, ladite enveloppe périphérique de la partie longitudinale donnée est constituée par deux, trois ou quatre éléments mobiles de conduction thermique, même si le nombre de ces éléments pourrait être supérieur, sans sortir du cadre de l'invention.
Toujours de manière préférentielle, ladite structure mobile de conduction thermique comprend une pluralité d'éléments mobiles de conduction thermique répartis le long d'une direction longitudinale du dispositif de rangement. Cette caractéristique préférée fait ressortir la nature tronçonnée de la structure mobile selon la direction longitudinale du dispositif de rangement. Néanmoins, il serait alternativement possible de prévoir que chaque élément mobile s'étende sur sensiblement toute la longueur de la structure de conduction thermique dans la direction de l'axe longitudinal du dispositif de rangement, sans sortir du cadre de l'invention. Comme évoqué précédemment, on peut faire en sorte qu'en position escamotée de chaque élément de ladite structure mobile de conduction thermique, celle-ci forme sensiblement l'intégralité de la surface extérieure latérale dudit dispositif de rangement. Cela traduit le fait que l'intégralité de la structure principale est recouverte latéralement par la structure mobile, bien qu'il pourrait en être autrement, sans sortir du cadre de l'invention. A cet égard, on peut prévoir que seules les extrémités supérieure et inférieure du panier ne sont pas recouvertes par la structure déployable de conduction thermique.
Préférentiellement, au moins un élément mobile de conduction thermique, et de préférence chacun de ces éléments, est rappelé vers sa position escamotée ou vers sa position déployée par des moyens élastiques de rappel, par exemple du type ressort.
De préférence, le dispositif de rangement comporte des moyens de commande permettant d'engendrer le déplacement de chaque élément mobile de conduction thermique de sa position escamotée vers sa position déployée, et inversement, lesdits moyens de commande étant actionnables extérieurement depuis une extrémité supérieure du dispositif de rangement. A ce titre, on prévoit de préférence que lesdits moyens de commande comprennent une tige de commande traversant ladite structure principale parallèlement à un axe longitudinal dudit dispositif de rangement. De plus, on peut faire en sorte que lesdits moyens de commande comprennent un organe de commande pouvant être actionné depuis une plaque de tête du dispositif de rangement. Enfin, il est rappelé que le dispositif de rangement s'applique préférentiellement au transport et/ou stockage d'assemblages de combustible nucléaire frais, par exemple du type Mox. Un autre objet de la présente invention concerne un emballage comprenant une cavité de logement d'un dispositif de rangement pour le transport et/ou stockage de matières nucléaires, ledit emballage comprenant une structure principale et ladite cavité de logement étant délimitée par une surface intérieure latérale dudit emballage. Selon l'invention, l'emballage comporte également une structure mobile de conduction thermique formant au moins une partie de ladite surface intérieure latérale de l'emballage, ladite structure mobile de conduction thermique comprenant au moins un élément mobile de conduction thermique monté sur ladite structure principale de manière à pouvoir être déplacé d'une position escamotée vers une position déployée en s'approchant d'un axe longitudinal de ladite cavité de logement. Ainsi, les avantages décrits ci-dessus relatifs au dispositif de rangement selon la présente invention, caractérisent de manière analogue l'emballage selon l'invention, étant donné que le concept commun entre ces deux entités réside dans la fourniture d'une structure de conduction thermique déployable permettant d'améliorer le transfert thermique entre le panier et l'emballage, en établissant un contact entre ces deux entités, ou, comme évoqué ci-dessus, par simple réduction du jeu initialement prévu entre ces deux éléments. En particulier, même si l'utilisation de tolérances de fabrication larges conduit à considérer un jeu important entre l'emballage et le panier pour permettre le chargement de ce dernier, une fois celui-ci logé à l'intérieur de la cavité, la structure de conduction thermique peut alors être déployée afin d'accroître les surfaces de contact avec le panier de rangement, ce qui limite voire éradique entièrement les effets néfastes discutés antérieurement relatifs à la présence du jeu important initial formant isolant thermique. Par ailleurs, l'ensemble des caractéristiques préférentielles exposées ci-dessus et associées au dispositif de rangement peuvent s'appliquer d'une manière analogue à l'emballage selon l'invention. Néanmoins, seules quelques unes d'entre elles sont rappelées ci-après.
De préférence, dans au moins une demi-section longitudinale de l'emballage passant par l'axe longitudinal de ladite cavité de logement et traversant la structure mobile de conduction thermique, la somme des longueurs de chaque élément mobile de la structure mobile traversée, selon l'axe longitudinal de ladite cavité de logement, représente au moins 20 % d'une longueur totale de ladite cavité de logement selon son axe longitudinal. De préférence, au moins un élément mobile est monté articulé sur ladite structure principale de l'emballage, selon un axe d'articulation parallèle à l'axe longitudinal de ladite cavité de logement. De préférence, ledit axe d'articulation traverse une portion périphérique intérieure de ladite structure principale de l'emballage. De préférence, la surface intérieure latérale d'au moins un élément mobile prend la forme d'une portion angulaire d'une surface cylindrique d'axe longitudinal parallèle à l'axe longitudinal de ladite cavité de logement, ladite portion angulaire étant inférieure ou égale à 180 .
De préférence, au moins un élément mobile est articulé sur ladite structure principale de l'emballage au niveau d'un chant longitudinal de cet élément.
Toua ours préférentiellement, au niveau d'une partie longitudinale donnée de ladite structure principale de l'emballage, ladite structure mobile présente une pluralité d'éléments mobiles de conduction thermique, répartis périphériquement, et servant donc à délimiter la cavité de logement. De préférence, en position escamotée de chacun de ladite pluralité d'éléments mobiles de conduction thermique, ceux-ci forment une portion d'une couronne périphérique disposée intérieurement par rapport à ladite partie longitudinale donnée. De préférence, ladite portion de couronne périphérique est constituée par deux, trois ou quatre éléments mobiles de conduction thermique. De préférence, ladite structure mobile de conduction thermique comprend une pluralité d'éléments mobiles de conduction thermique répartis le long d'une direction longitudinale de la cavité de logement. De préférence, au moins un élément mobile de conduction thermique est maintenu dans sa position escamotée ou dans sa position déployée à l'aide de moyens élastiques de rappel. De préférence, il comporte en outre des moyens de commande permettant d'engendrer le déplacement de chaque élément mobile de conduction thermique de sa position escamotée vers sa position déployée, et inversement, lesdits moyens de commande étant actionnables extérieurement depuis une extrémité supérieure de l'emballage. De préférence, les moyens de commande comprennent une tige de commande traversant ladite structure principale de l'emballage, parallèlement à l'axe longitudinal de ladite cavité de logement. Un autre objet de la présente invention se rapporte à un conteneur pour le transport et/ou stockage de matières nucléaires, ce conteneur comprenant un emballage ainsi qu'un dispositif de rangement placé dans ledit emballage, ledit emballage étant un emballage tel que décrit ci-dessus, et/ou ledit dispositif de rangement étant un dispositif de rangement tel que décrit ci-dessus.
Enfin, l'invention a également pour objet un procédé de chargement d'un dispositif de rangement tel que décrit ci-dessus dans un emballage de manière à former un conteneur pour le transport et/ou stockage de matières nucléaires, le procédé comprenant une étape d'introduction dudit dispositif de rangement à l'intérieur d'une cavité définie par l'emballage à l'aide d'une surface latérale intérieure de celui-ci, caractérisé en ce qu'il comprend également une étape ultérieure de déploiement de ladite structure mobile de conduction thermique. De préférence, ce déploiement est réalisé de sorte que chaque élément mobile de conduction thermique de ladite structure mobile vienne au contact de ladite surface latérale intérieure délimitant ladite cavité de l'emballage. Néanmoins, il est également possible d'envisager un déploiement moins important, ne conduisant pas au contact précité, dont le but est de réduire le jeu initialement prévu entre le panier et l'emballage, de manière à améliorer le transfert thermique entre ces deux éléments. 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 schématique en perspective d'un dispositif de rangement pour le transport et/ou stockage d'assemblages de combustible nucléaire, selon un mode de réalisation préféré de la présente invention ; la figure 2 représente une demi-section longitudinale schématique du dispositif de rangement, prise le long de la ligne II-II de la figure 1 ; la figure 3 représente une vue en coupe transversale prise selon le plan P1 de la figure 1 ; - la figure 4 représente une vue partielle en perspective du dispositif de rangement montré sur les figures précédentes, sur laquelle les deux éléments mobiles de conduction thermique, entourant une partie longitudinale de la structure principale du dispositif, 25 n'ont été que partiellement représentés ; la figure 5 représente une vue schématique en perspective de l'un des deux éléments mobiles de conduction thermique partiellement représentés sur le dispositif de rangement de la figure 30 4 ; 15 20 - la figure 6 représente une vue en coupe longitudinale du dispositif de rangement, prise le long de la ligne VI-VI de la figure 3 ; - la figure 7 représente une vue en coupe transversale du dispositif de rangement, prise le long de la ligne VII-VII de la figure 6, l'un des deux éléments mobiles de conduction thermique étant représenté en position escamotée, et l'autre en position déployée ; - la figure 8 montre une vue schématique en coupe longitudinale d'un conteneur pour le transport et/ou stockage d'assemblages de combustible nucléaire, comprenant le dispositif de rangement montré sur les figures précédentes ; - la figure 9a représente une vue schématique en coupe transversale du dispositif de rangement, prise le long de la ligne IX-IX de la figure 8, les éléments mobiles de conduction thermique étant représentés en position escamotée ; 20 - la figure 9b représente une vue schématique en coupe transversale du dispositif de rangement, prise le long de la ligne IX-IX de la figure 8, les éléments mobiles de conduction thermique étant représentés en position déployée ; 25 - la figure 10 représente une vue détaillée en coupe transversale du dispositif de rangement montré dans la configuration de la figure 9b ; - la figure 11 représente une vue en coupe longitudinale du dispositif de rangement, prise le long 30 de la ligne XI-XI de la figure 10 ; et 15 - les figures 12a et 12b montrent des vues schématiques similaires à celles montrées sur les figures 9a et 9b, avec le conteneur se présentant sous la forme d'un autre mode de réalisation préféré de la présente invention. EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PRÉFÉRÉS Tout d'abord en référence à la figure 1, on peut apercevoir un dispositif de rangement 2 pour le transport et/ou stockage d'assemblages de combustible nucléaire, selon un mode de réalisation préféré de la présente invention. Le dispositif de rangement 2 est prévu pour être placé dans un emballage (non représenté sur cette figure) destiné au transport et/ou stockage d'assemblages de combustible nucléaire (non représentés), de préférence frais, par exemple du type Mox. Comme on peut le voir sur la figure 1, le dispositif de rangement 2 comprend une pluralité de logements adjacents L disposés parallèlement, ces derniers s'étendant chacun selon un axe longitudinal de logement 3, parallèle à un axe longitudinal 4 du dispositif/panier 2. Les logements L sont définis par une structure principale 5 du panier, également dite structure centrale, et sont chacun apte à recevoir au moins un assemblage de combustible de section carrée ou rectangulaire, et de préférence un seul. Ils sont chacun délimité par une surface intérieure, dont la section transversale prend de préférence la forme d'un carré ou d'un rectangle.
Dans la suite de la description, le terme longitudinal doit être compris comme parallèle à l'axe longitudinal 4 du panier, et le terme transversal doit être compris comme orthogonal à ce même axe longitudinal 4. La conception de la structure principale 5 du dispositif de rangement 2 peut être de toute forme connue de l'homme du métier, comme par exemple du type basée sur l'empilement de galettes traversées par des chemises de délimitation de logement, ou encore du type visant à obtenir les logements L juxtaposés les uns aux autres par l'intermédiaire d'une pluralité d'ensembles structurels à encoches empilés et entrecroisés. Il est noté que le dispositif de rangement 2 est montré dans une position verticale de chargement/déchargement des assemblages de combustible, différente de la position horizontale/couchée habituellement adoptée durant le transport des assemblages. En effet, comme cela est connu de l'homme du métier, ces assemblages sont destinés à être préalablement introduits dans les logements L avec le dispositif 2 agencé verticalement, à savoir reposant sur un fond 6 situé à une extrémité du dispositif opposée à celle portant une plaque de tête 11, à travers laquelle les assemblages passent avant de pénétrer dans leurs logements respectifs. Le panier de rangement 2 comprend une surface extérieure latérale 7, dont une grande partie est constituée par la surface extérieure latérale 12 d'éléments mobiles 10 appartenant à une structure mobile de conduction thermique 8, qui sera détaillée ci-après. En effet, dans le mode de réalisation préféré décrit, cela se traduit par le fait que la quasi-intégralité de la structure principale 5 est recouverte latéralement par la structure mobile 8, puisque seules les extrémités supérieure 14 et inférieure 16 du panier 2 ne sont pas recouvertes par les éléments mobiles de conduction thermique 10. Toujours en référence à la figure 1, on voit que la portion de la structure principale 5 recouverte latéralement par la structure mobile 8, à savoir la portion située entre les extrémités 14 et 16 du panier, est découpée en trois tronçons ou parties longitudinales adjacentes, référencées du haut vers le bas 18a à 18c. Naturellement, le nombre de tronçons pourrait être différents, en fonction des besoins et contraintes rencontrés. Au niveau de chacun de ces tronçons 18a-18c, la structure 8 comporte deux éléments mobiles 10 répartis angulairement/périphériquement, et s'étendant chacun sur un secteur angulaire d'environ 180 afin de constituer conjointement une enveloppe périphérique autour de la partie longitudinale concernée 18a-18c, et ce lorsque les éléments mobiles 10 occupent une position escamotée telle qu'elle sera décrite ultérieurement. Les trois enveloppes périphériques ainsi formées sont adjacentes dans la direction longitudinale du panier 2, et peuvent donc être assimilées à une même et unique enveloppe sensiblement continue, s'étendant tout autour de la structure principale 5, et sensiblement sur la quasi-totalité de la longueur du panier 2. A cet égard, en référence à la figure 2, on prévoit de préférence que dans toute demi-section longitudinale du dispositif 2 passant par son axe 4 et traversant la structure mobile de conduction thermique 8, la somme des longueurs 11 de chaque élément mobile 10 traversé, selon l'axe 4, représente au moins 20 % d'une longueur totale 12 du dispositif de rangement 2 selon ce même axe 4. En d'autres termes, dans le mode de réalisation préféré décrit dans lequel la longueur totale 12 correspond à la somme des trois longueurs 11 à laquelle il faut ajouter les longueurs des deux extrémités 14, 16, la relation suivante est vérifiée :
3.11 > 0,2.12
A ce titre, il est indiqué que le rapport 3.11 / 12 est de préférence identique quelque soit la demi-section longitudinale considérée, ce qui traduit le fait que la structure déployable 8 présente une longueur constante tout autour de la structure principale 5.
En référence à présent à la figure 3, on peut apercevoir que pour chacun des tronçons longitudinaux 18a-18c, chacun des deux éléments mobiles 10 est monté articulé sur la structure principale 5, selon un axed'articulation 20 parallèle à l'axe 4.
Ainsi, pour chacun des deux éléments mobiles 10, on place de préférence cet axe d'articulation 20 de manière à ce qu'il se situe au niveau d'un chant longitudinal articulé 22 de l'élément, et de façon à ce qu'il traverse une portion périphérique 24 de la structure principale 5, comme cela est clairement visible sur la figure 3. En outre, toujours sur cette même figure, on peut voir que la surface extérieure latérale 12 de chacun des deux éléments mobiles 10 prend la forme d'une portion angulaire d'une surface cylindrique, de section circulaire et d'axe longitudinal parallèle à l'axe longitudinal 4, et de préférence confondu avec ce dernier lorsque l'élément mobile 10 occupe sa position escamotée représentée. Comme mentionné précédemment, la portion angulaire est de l'ordre de 180 , ce qui permet aux deux éléments 10 de former conjointement une enveloppe fermée autour du tronçon longitudinal considéré, dont la surface extérieure latérale 12, constituant une partie de la surface extérieure latérale 7 du panier 2, prend la forme d'une portion cylindrique de section circulaire. Dans le mode de réalisation préféré décrit, les deux chants longitudinaux articulés 22 sont sensiblement placés en regard l'un de l'autre, et sont donc disposés de manière diamétralement opposée aux deux chants longitudinaux libres 26 des deux éléments mobiles. Bien évidemment, en position escamotée de ces derniers telle que montrée sur la figure 3, les deux chants longitudinaux libres 26 sont également sensiblement placés en regard l'un de l'autre, et éventuellement en contact.
L'une des particularités de la présente invention réside dans le fait que chacun des deux éléments mobiles de conduction thermique 10 est monté sur la structure principale 5 de manière à pouvoir être déplacé de la position escamotée vers une position déployée qui sera décrite ci-après, en s'écartant de la structure principale 5, à savoir en s'éloignant de l'axe 4 par pivotement selon son axe d'articulation 20. A présent en référence à la figure 4, le tronçon longitudinal intermédiaire 18b a été représenté avec seulement une partie de ses deux éléments mobiles associés, de manière à mieux comprendre la conception de la structure principale 5, et à laisser apparaître une partie des moyens de commande permettant la mise en mouvement des éléments mobiles de conduction thermique 10. Ainsi, on peut apercevoir que la structure principale 5 comporte des galettes transversales 30 espacées longitudinalement les unes des autres, leur périphérie formant conjointement une unique surface d'appui circonférentielle de forme cylindre et de section circulaire, destinée à être épousée par une surface intérieure latérale de l'élément mobile associé 10, en position escamotée. Les espaces annulaires 35 situés entre deux galettes transversales 30 directement consécutives sont comblés par des éléments semiannulaires 36, prenant donc chacun de préférence la forme d'un demi-anneau de section sensiblement carrée ou rectangulaire, ces éléments 36 faisant partie intégrante des éléments mobiles 10, comme cela va être exposé ci-dessous.
Ainsi, dans chaque tronçon 18a-18c, ce sont six espaces annulaires 35 qui sont laissés libres pour pouvoir être pénétrés respectivement par les six éléments semi-annulaires 36 des éléments mobiles 10. Il est noté que ces éléments 36 participent fortement au transfert thermique entre l'élément mobile 10 et la structure principale 5, au niveau de ses galettes 30, ce transfert thermique permettant d'améliorer le transfert thermique entre le panier et la cavité. Pour cela, le jeu de fonctionnement requis entre les galettes 30 et les éléments semi-annulaires 36 est fixé pour être le plus faible possible. Comme cela est visible sur la figure 5 représentant un élément mobile de conduction thermique 10 destiné à être placé autour du tronçon 18b du panier de la figure 4, cet élément peut grossièrement être réalisé à l'aide d'une portion de cylindre creux 38 définissant la surface extérieure latérale 12 et s'étendant sur environ 180 , sur laquelle sont rapportés six éléments 36 formant chacun une portion interne de l'élément mobile 10 associé. Les portions internes 36 sont alors de préférence de même axe longitudinal, correspondant également à l'axe longitudinal de la portion de cylindre creux 38.
Par ailleurs, dans chaque tronçon 18a-18c, deux des six espaces annulaires 35, laissés libres pour pouvoir être pénétrés par les portions internes 36, logent une partie des moyens de commande de la mise en mouvement de ces éléments, comme cela va à présent être détaillé en référence aux figures 4 à 7.
Les moyens de commande comprennent tout d'abord une tige de commande 40 traversant la structure principale 5 parallèlement à l'axe longitudinal 4, cette tige de commande 40 étant globalement située entre les chants longitudinaux libres 26 des éléments mobiles 10, comme cela est le mieux visible sur la figure 3. La tige 40 s'étend sensiblement sur toute la longueur du panier 4, en traversant une périphérie des galettes 30, comme cela est visible sur la figure 6.
Sur cette même figure, on peut voir que la tige 40 porte un organe de commande actionnable 42 agencé extérieurement par rapport au panier, et plus précisément monté sur la plaque de tête 11 depuis laquelle il est accessible.
Les moyens de commande comportent en outre, au niveau de deux espaces annulaires 35 pour recevoir respectivement deux portions internes 36 d'élément mobile 10, un module de retenue coulissant 44 coopérant avec le chant longitudinal libre 26 de chacun des éléments mobiles 10. A titre indicatif, les deux éléments concernés correspondent au second et au cinquième éléments 36 selon la direction de l'axe 4, bien qu'il pourrait naturellement en être autrement, en fonction des besoins et contraintes rencontrés.
Plus précisément et en référence à la figure 6, on peut voir que chaque module de retenue coulissant 44 comporte deux rampes de guidage 46 disposées de part et d'autre de la tige de commande 40, ces rampes 46 coopérant respectivement avec deux pions guidés 48, respectivement solidaires de deux chants libres 26 en regard, et plus précisément de deux portions internes 36 en regard. De plus, chaque module 44 est monté par l'intermédiaire d'une liaison filetée sur la tige de commande 40, qui remplit la fonction de vis sans fin. Par conséquent, en cas de mise en rotation de la tige 40 selon son propre axe, par l'intermédiaire de l'organe de commande 42, chacun des modules de retenue 40 se déplace relativement par rapport à la structure principale 5, selon la direction de l'axe 4. Le contact permanent entre la rampe de guidage 46 et son pion associé 48 est obtenu par le biais de moyens élastiques de rappel, du type ressort, de préférence ressort de compression. Cela est montré à titre d'exemple illustratif sur la figure 7, montrant la présence de ressorts 50 entre les éléments mobiles et la structure principale 5, et plus précisément entre la portion de cylindre creux 38 et l'une ou plusieurs des galettes 30. Naturellement, le nombre et la disposition des ressorts 50 sont déterminés en fonction des besoins et contraintes rencontrés, leur action tendant à pousser les éléments mobiles de conduction thermique 10 vers leur position déployée. Il est noté que sur la figure 7, l'élément mobile supérieur 10 est représenté dans sa position escamotée, tandis que l'élément mobile inférieur 10 est représenté dans sa position déployée dans laquelle il est écarté de la structure principale 5, comme le montre l'espace libre 52 entre la portion de cylindre creux 38 et la périphérie des galettes 30.
Avec une telle configuration, lorsque les modules 44 sont déplacés automatiquement en réponse à la rotation de la tige 40, chaque pion guidé 48 se déplace le long de sa rampe inclinée associée 46 avec laquelle il conserve le contact, grâce à l'action exercée en permanence par les ressorts 50. Cela est observé aussi bien lorsque l'on désire déplacer les éléments 10 vers leur position escamotée, c'est-à-dire lorsque la rotation de la tige 40 exercée conduit à rapprocher les pions 48 de la tige 40, que lorsque l'on désire déplacer les éléments 10 vers leur position déployée, c'est-à-dire lorsque la rotation de la tige 40 exercée conduit à éloigner les pions 48 de cette tige 40. Cette dernière phase traduit en particulier le fait que les chants libres 26 s'écartent de la structure principale 5, suite à un pivotement des éléments 10 selon leurs axes d'articulation respectifs 20. Enfin, il est indiqué, comme montré sur la figure 6 pour le tronçon 18c, que chaque élément mobile 10 est équipé de deux pions guidés 48 espacés longitudinalement, chacun d'eux coopérant avec un module de retenue distinct 44. En référence à la figure 8, on voit un conteneur 100 également objet de la présente invention, comprenant globalement un emballage 102 à l'intérieur duquel se trouve un dispositif de rangement 2 tel que décrit ci-dessus. Le dispositif 2 est prévu pour être placé dans une cavité 112 de l'emballage 102, comme le montre schématiquement la figure 8 sur laquelle il est également possible d'apercevoir l'axe longitudinal 104 de l'emballage 102 confondu avec l'axe longitudinal 4 du dispositif de rangement, cet emballage 102 disposant essentiellement d'un fond 106 sur lequel le dispositif 2 est destiné à reposer en position verticale, d'un couvercle 108, et d'un corps latéral 110 s'étendant autour de l'axe longitudinal 104. C'est ce corps latéral 110 qui définit la cavité de logement 112, à l'aide d'une surface intérieure latérale 114 de forme sensiblement cylindrique et de section circulaire, et d'axe confondu avec les axes 104 et 4 précités. Le procédé de chargement du dispositif 2 dans l'emballage 102, également objet de la présente invention, va être décrit en référence aux figures 8 à 9b. Tout d'abord, avant l'introduction du panier dans la cavité de logement 112, les éléments mobiles 10 sont déplacés dans leur position escamotée à l'aide des moyens de commande décrits précédemment, afin de faciliter au mieux cette opération d'introduction du panier, généralement réalisée verticalement. Une fois cette introduction réalisée, le panier 2 se retrouve dans la configuration montrée schématiquement sur la figure 9a, dans laquelle sa surface extérieure latérale, à savoir les surfaces 12 des éléments mobiles 10, sont écartées de la surface intérieure latérale 114 délimitant la cavité de logement 112. La référence J placée entre les surfaces 12 et 114 symbolise donc la présence d'un jeu initial important entre la panier et la cavité de l'emballage, avant déploiement de la structure mobile de conduction thermique. Par conséquent, il est mis en oeuvre une étape ultérieure de déploiement de cette structure mobile de conduction thermique, de sorte que chaque élément mobile de conduction thermique 10 de celle-ci vienne au contact de la surface latérale intérieure 114 pour assurer la fonction de transfert thermique, comme montré sur la figure 9b.
Cela est réalisé grâce à l'actionnement des moyens de commande par un opérateur, qui entraîne, sous l'action des ressorts prévus à cet effet, le pivotement simultané des éléments mobiles 10 selon leurs axes d'articulation 20, de manière à ce qu'ils s'écartent de l'axe 4. Le contact obtenu entre chaque élément mobile 10 et la cavité 112 prend la forme d'un contact linéaire le long d'une génératrice commune aux surfaces 12 et 114, comme le montre schématiquement les références 116 sur la figure 9b. Les chants longitudinaux libres 26 initialement en regard deux à deux se voient donc écartés les uns des autres, dans le sens où ils suivent le mouvement des éléments mobiles 10 s'écartant de l'axe 4 et de la structure principale 5, comme le montre la figure 10. Le déploiement des éléments mobiles 10 fait apparaître l'espace libre 52, qui est situé entre la surface intérieure latérale 122 de la portion de cylindre creux de l'élément mobile concerné 10, et la surface d'appui circonférentielle 124 définie par la périphérie des galettes 30, comme visible sur la figure 11. Cependant, pour garantir le transfert thermique entre la structure principale 5 et les éléments mobiles de conduction thermique 10, il est prévu qu'en position déployée montrée sur cette figure 11, les portions internes semi-annulaires 36 continuent à être partiellement en contact avec les deux galettes 30 situées de part et d'autre de chaque portion 36. Les deux contacts surfaciques observés pour chaque portion interne 36 des éléments mobiles 10 sont situés respectivement dans deux plans transversaux distincts, et référencés 126 sur la figure 11 montrant également la nouvelle position relative des pions guidés 48, par rapport à leurs rampes respectives 46 avec lesquelles ils sont en contact. Une fois la structure mobile 8 déployée, la cavité 112 est ensuite fermée par le couvercle 108 du conteneur. En référence à présent aux figures 12a et 12b, le conteneur 100 se trouve sous la forme d'un autre mode de réalisation préféré, en ce sens que c'est l'emballage 102 qui porte la structure mobile de conduction thermique 8, et non le dispositif de rangement 2 comme cela était le cas dans le mode précédent. L'ensemble des caractéristiques techniques relatives au panier 2 décrit précédemment peuvent s'appliquer de façon identique ou similaire à l'emballage 102 qui va brièvement être présenté ci- après, et qui est également objet de la présente invention.
Ainsi, la surface intérieure latérale 114 délimitant la cavité de logement 112 est au moins partiellement définie par les surfaces intérieures latérales des éléments mobiles de conduction thermique 10, qui sont à présent montés articulés sur la structure principale 130 de l'emballage, et plus précisément sur une portion périphérique intérieure de celle-ci. Chaque élément mobile 10 est alors monté sur la structure principale 130 de manière à pouvoir être déplacé d'une position escamotée montrée sur la figure 12a, vers une position déployée montrée sur la figure 12b, en s'approchant de l'axe longitudinal 104 de la cavité de logement 112, donc en s'éloignant de la structure principale 130 radialement vers l'intérieur. Sur ces deux figures, on peut s'apercevoir que contrairement au mode de réalisation précédent, dans la position escamotée des éléments 10, les chants longitudinaux libres 26 en regard deux à deux sont sensiblement écartés les uns des autres, tandis que dans la position déployée des éléments 10 permettant le contact 116 avec la surface extérieure latérale 7 du panier 2, les chants longitudinaux libres 26 en regard deux à deux sont sensiblement rapprochés les uns des autres, voire en contact deux à deux. 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.30

Claims (17)

REVENDICATIONS
1. Dispositif de rangement (2) pour le transport et/ou stockage de matières nucléaires, comprenant une structure principale (5) définissant au moins un logement (L) destiné à contenir lesdites matières nucléaires, caractérisé en ce qu'il comporte également une structure mobile de conduction thermique (8) formant au moins une partie d'une surface extérieure latérale (7) dudit dispositif de rangement, ladite structure mobile de conduction thermique (8) comprenant au moins un élément mobile de conduction thermique (10) monté sur ladite structure principale (5) de manière à pouvoir être déplacé d'une position escamotée vers une position déployée en s'écartant de ladite structure principale (5).
2. Dispositif de rangement (2) selon la revendication 1, caractérisé en ce que dans au moins une demi-section longitudinale du dispositif de rangement passant par un axe longitudinal (4) de celui-ci et traversant la structure mobile de conduction thermique (8), la somme des longueurs (11) de chaque élément mobile (10) de la structure mobile traversée, selon l'axe longitudinal (4) du dispositif de rangement, représente au moins 20 % d'une longueur totale (12) dudit dispositif de rangement selon son axe longitudinal (4).
3. Dispositif de rangement (2) selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé ence qu'au moins un élément mobile (10) est monté articulé sur ladite structure principale (5), selon un axe d'articulation (20) parallèle à un axe longitudinal (4) dudit dispositif de rangement.
4. Dispositif de rangement (2) selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit axe d'articulation (20) traverse une portion périphérique de ladite structure principale (5). 10
5. Dispositif de rangement (2) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la surface extérieure latérale (12) d'au moins un élément mobile (10) prend la forme d'une 15 portion angulaire d'une surface cylindrique d'axe longitudinal parallèle à un axe longitudinal (4) dudit dispositif de rangement, ladite portion angulaire étant inférieure ou égale à 180 . 20
6. Dispositif de rangement (2) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins un élément mobile (10) est articulé sur ladite structure principale (5) au niveau d'un chant longitudinal (22) de cet élément. 25
7. Dispositif de rangement (2) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'autour d'une partie longitudinale donnée (18a-18c) de ladite structure principale (5), ladite 30 structure mobile (8) présente une pluralité d'éléments mobiles de conduction thermique (10), répartis périphériquement.5
8. Dispositif de rangement (2) selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'en position escamotée de chacun de ladite pluralité d'éléments mobiles de conduction thermique (10), ceux-ci forment une enveloppe périphérique autour de ladite partie longitudinale donnée (18a-18c).
9. Dispositif de rangement (2) selon la revendication 8, caractérisé en ce que ladite enveloppe périphérique de la partie longitudinale donnée (18a-18c) est constituée par deux, trois ou quatre éléments mobiles de conduction thermique (10).
10. Dispositif de rangement (2) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite structure mobile de conduction thermique (8) comprend une pluralité d'éléments mobiles de conduction thermique (10) répartis le long d'une direction longitudinale du dispositif de rangement.
11. Dispositif de rangement (2) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens élastiques de rappel (50) rappelant au moins un élément mobile de conduction thermique (10) vers sa position escamotée ou vers sa position déployée.
12. Dispositif de rangement (2) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de commande permettant d'engendrer le déplacement de chaque élément mobile deconduction thermique (10) de sa position escamotée vers sa position déployée, et inversement, lesdits moyens de commande étant actionnables extérieurement depuis une extrémité supérieure (14) du dispositif de rangement.
13. Dispositif de rangement (2) selon la revendication 12, caractérisé en ce que lesdits moyens de commande comprennent une tige de commande (40) traversant ladite structure principale (5) parallèlement à un axe longitudinal (4) dudit dispositif de rangement.
14. Dispositif de rangement (2) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il s'applique au transport et/ou stockage d'assemblages de combustible nucléaire frais.
15. Emballage (102) comprenant une cavité de logement (112) d'un dispositif de rangement (2) pour le transport et/ou stockage de matières nucléaires, ledit emballage comprenant une structure principale (130) et ladite cavité de logement (112) étant délimitée par une surface intérieure latérale (114) dudit emballage, caractérisé en ce qu'il comporte également une structure mobile de conduction thermique (8) formant au moins une partie de ladite surface intérieure latérale (114) de l'emballage, ladite structure mobile de conduction thermique (8) comprenant au moins un élément mobile de conduction thermique (10) monté sur ladite structure principale (130) de manière à pouvoir être déplacé d'une position escamotée versune position déployée en s'approchant d'un axe longitudinal (104) de ladite cavité de logement (112).
16. Conteneur (100) pour le transport et/ou stockage de matières nucléaires, ce conteneur comprenant un emballage (102) ainsi qu'un dispositif de rangement (2) placé dans ledit emballage, ledit emballage étant un emballage selon la revendication 15, et/ou ledit dispositif de rangement étant un dispositif de rangement selon l'une quelconque des revendications 1 à 14.
17. Procédé de chargement d'un dispositif de rangement (2) selon l'une quelconque des revendications 1 à 14 dans un emballage (102) de manière à former un conteneur (100) pour le transport et/ou stockage de matières nucléaires, le procédé comprenant une étape d'introduction dudit dispositif de rangement (2) à l'intérieur d'une cavité de logement (112) définie par l'emballage à l'aide d'une surface latérale intérieure (114) de celui-ci, caractérisé en ce qu'il comprend également une étape ultérieure de déploiement de ladite structure mobile de conduction thermique (8).25
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