FR2958783A1 - Module sous-marin de production d'energie electrique muni de moyens passifs de securite - Google Patents

Abstract

Ce module sous-marin de production d'énergie électrique du type comportant des moyens en forme de caisson, dans lesquels sont intégrés des moyens formant unité de production d'énergie électrique comportant des moyens formant chaudière nucléaire (101), associés à des moyens de production d'énergie électrique, raccordés à un poste de distribution d'énergie électrique externe par des câbles électriques, est caractérisé en ce que les moyens formant chaudière nucléaire (101) sont logés dans un compartiment correspondant (100) équipé de moyens de noyage (103) de celui-ci par de l'eau de mer en cas d'incident.

Description

Module sous-marin de production d'énergie électrique muni de moyens passifs de sécurité La présente invention concerne un module sous-marin de production d'énergie électrique.

Plus particulièrement l'invention se rapporte à un module sous-marin de production d'énergie électrique qui comporte des moyens en forme de caisson cylindrique allongé dans lesquels sont intégrés des moyens formant unité de production d'énergie électrique comportant des moyens formant chaudière nucléaire, associés à des moyens de production d'énergie électrique raccordés à un poste de distribution d'énergie électrique externe par des câble électriques. De tels modules sont déjà connus dans l'état de la technique. On pourra par exemple se reporter aux documents US 5,247,553, JP 50 018 891 et US 4, 302,291. Ces différents documents décrivent effectivement des modules sous-marins de production d'énergie électrique dans lesquels peuvent intégrés des moyens de production d'énergie associés à des moyens formant chaudière nucléaire par exemple. On sait que de telles structures présentent un certain nombre d'avantages car l'énergie à base nucléaire est une réponse efficace et rentable aux problèmes énergétiques.

De telles structures permettent également de résoudre un certain nombre de problèmes, notamment en matière de risques qu'ils soient d'origine naturelle comme par exemple les tremblement de terre ou autres, ou humaine comme par exemple les attaques terroristes ou encore les actes de malveillance. On sait également que ces différents projets n'ont pas abouti à des exploitations industrielles en raison du fait qu'ils n'ont pas été complètement finalisés. Le but de l'invention est donc de résoudre ces problèmes en proposant différents perfectionnements à ce type de modules. A cet effet, l'invention a pour objet un module sous-marin de production d'énergie électrique du type comportant des moyens en forme de caisson, dans lesquels sont intégrés des moyens formant unité de production d'énergie électrique comportant des moyens formant chaudière nucléaire, associés à des moyens de production d'énergie électrique, raccordés à un poste de distribution d'énergie électrique externe par des câbles électriques, caractérisé en ce que les moyens formant chaudière nucléaire sont logés dans un compartiment correspondant équipé de moyens de noyage de celui-ci par de l'eau de mer en cas d'incident.

2 Selon d'autres aspects, le module peut présenter l'une et/ou l'autre des caractéristiques suivantes prises en combinaison ou isolément: - les moyens de noyage comprennent des moyens à vanne pilotée traversant la cloison du compartiment, - les moyens formant chaudière nucléaire comportent une cuve équipée de moyens de dépressurisation et de moyens d'injection gravitaire d'eau de mer dans celle-ci en cas d'incident, - le compartiment de réception des moyens formant chaudière nucléaire comporte au moins un échangeur de chaleur, - la face interne du compartiment sous les moyens formant chaudière nucléaire, comporte des moyens formant cendrier de réception du coeur nucléaire en fusion en cas d'incident, - les moyens formant cendrier sont réalisés à base de plaques fixées dans un treillis de support muni de moyens de suspension dans le compartiment, - il comporte deux unités de production d'énergie électrique disposées symétriquement de part et d'autre d'un plan transversal central des moyens en forme de caisson, selon l'axe longitudinal de celui-ci, et - les deux unités de production sont identiques. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 représente une vue générale d'un site de production d'énergie électrique comportant des modules sous-marins de production d'énergie électrique selon l'invention, - la figure 2 représente une vue générale d'un module de production d'énergie électrique selon l'invention, à la mer, - la figure 3 représente une vue générale de côté d'un module de production d'énergie électrique selon l'invention, - la figure 4 représente une vue en perspective du module illustré sur la figure 3, - la figure 5 représente un tel module de production d'énergie électrique avec des portions arrachées et en transparence illustrant la structure interne de celui-ci, - les figures 6, 7 et 8 représentent différentes vues en perspective d'un module selon l'invention, - la figure 9 illustre un module selon l'invention posé sur le pont d'un navire porteur de soutien, - la figure 10 illustre un détail d'un module sous-marin de production d'énergie électrique selon l'invention, montrant un exemple de réalisation de moyens de sécurisation de moyens formant chaudière nucléaire entrant dans la constitution de celui-ci, - la figure 11 représente une vue en coupe d'une partie d'un tel module illustrant une variante de réalisation de ces moyens de sécurisation, - la figure 12 représente de façon schématique le raccordement de câbles électriques associés à un tel module de production d'énergie électrique, - la figure 13 représente une vue en perspective de côté d'un sas entrant dans la constitution d'un module de production d'énergie électrique selon l'invention, - la figure 14 représente une vue schématique en coupe illustrant la structure d'un tel sas, - la figure 15 représente une vue schématique en coupe d'un mode de réalisation d'un compartiment de chaudière nucléaire entrant dans la constitution d'un module selon l'invention, et - la figure 16 illustre un exemple de réalisation de moyens de protection d'au moins un module selon l'invention entrant dans la constitution d'une installation de production d'énergie électrique. Comme cela est indiqué précédemment, l'invention concerne un module sous-marin de production d'énergie électrique. De tels modules sont par exemple illustrés sur cette figure 1 et sont par exemple désignés par les références générales 1, 2 et 3 sur cette figure. Ces modules sont par exemple immergés au large d'une côte désignée par la référence générale 4, et ils sont posés sur le fond ou maintenus à quelque distance du fond dans un site de production d'énergie électrique désigné par la référence générale 5. Ces différents modules sont alors raccordés par des câbles électriques désignés par la référence générale 6, à un poste de distribution d'énergie électrique externe, faisant également office de centre de contrôle/commande à distance des modules, ce centre étant par exemple basé à terre et étant désigné par la référence générale 7 sur cette figure. Ce poste de distribution d'énergie électrique externe est ensuite raccordé de façon classique par l'intermédiaire de lignes de distribution électrique désignées par la référence générale 8, par exemple à un réseau de distribution d'énergie électrique alimentant par exemple une ville située à proximité et désignée par la référence générale 9. On notera également que des infrastructures terrestres telles que par exemple un port désigné par la référence générale 10, peuvent être envisagées pour abriter des moyens de soutien tels que par exemple des navires de soutien dont l'un est désigné par la référence générale 11 sur cette figure, permettant d'intervenir sur le site de production.

Ces moyens de soutien permettent par exemple de placer les modules, d'assurer leur maintien en condition voire de les récupérer pour des interventions lourdes à réaliser à terre. En fait et comme cela est illustré sur la figure 2, chaque module sous-marin de production d'énergie électrique tel que celui désigné par la référence générale 1 sur cette figure 2, comporte des moyens en forme de caisson cylindrique allongé, dont les extrémités sont par exemple arrondies. Ces moyens sont désignés par la référence générale 12 sur cette figure, et sont posés sur le fond ou maintenus à quelque distance du fond par exemple 13 de la mer et comportent, comme cela sera décrit plus en détail par la suite, des moyens de piètement désignés par la référence générale 14 et des moyens d'ancrage désignés par la référence générale 15, permettant de positionner et de maintenir ce module au fond. Comme cela sera également décrit plus en détail par la suite, ce module peut être associé à une unité de connexion électrique submersible désignée par la référence générale 16, permettant de raccorder le module au poste de distribution d'énergie électrique par l'intermédiaire de câbles électriques. Un navire de soutien tel que par exemple un navire porteur est également illustré à proximité du module sur cette figure 2, ce navire étant désigné par exemple par la référence générale 11.

Ces différents éléments sont illustrés également sur les figures 3 et 4 sur lesquelles on reconnaît le module désigné par la référence générale 1, les moyens en forme de caisson cylindrique désignés par la référence générale 12, les moyens de piètement 14 de ceux-ci, les moyens d'ancrage 15 sur le fond et l'unité de connexion électrique submersible 16.

Cette unité sera décrite plus en détail par la suite et on notera simplement pour l'instant que cette unité est raccordée par l'intermédiaire de câbles porteurs ou de soutien par exemple 18 et 19 au module sous-marin 1, ces câbles porteurs ou de soutien étant adaptés pour recevoir et soutenir des câbles électriques désignés par les références générales 20 et 21, s'étendant entre le module et l'unité submersible de connexion 16.

On notera également que cette unité 16 est associée à des moyens d'ancrage sur le fond désignés par la référence générale 22 sur ces figures et est également associée à une extrémité d'un câble de hissage désigné par la référence générale 23, dont l'autre extrémité comporte une bouée de signalisation désignée par la référence générale 24, adaptée pour flotter à la surface de l'eau et permettant ainsi aux moyens de soutien, tels que par exemple le navire 11, de repérer et de récupérer cette unité de connexion afin de permettre une intervention sur celle-ci.

Comme cela est illustré sur ces figures, des moyens d'ancrage du module sur le fond peuvent être régulièrement répartis autour de celui-ci. Si l'on se réfère maintenant à la figure 5, où l'on voit plus en détail l'intérieur d'un module de production d'énergie électrique selon l'invention, on constate que dans les moyens en forme de caisson cylindrique allongé 12, sont intégrés des moyens formant unité de production d'énergie électrique comportant des moyens formant chaudière nucléaire, associés à des moyens de production d'énergie électrique. En fait, deux unités de production d'énergie électrique sont disposées symétriquement de part et d'autre d'un plan transversal central des moyens en forme de caisson 12, selon l'axe longitudinal de celui-ci. Ces unités sont désignées par les références générales 25a et 25b sur la figure 5 et peuvent par exemple être des unités de production identiques disposées symétriquement. Celles-ci peuvent alors être placées de part et d'autre d'un compartiment de servitude commun aux deux unités de production d'énergie électrique, lui-même placé au centre des moyens en forme de caisson 12. Ce compartiment de servitude est désigné par la référence générale 26 sur cette figure 5. On notera également qu'au moins un passage de servitude s'étendant d'un bout à l'autre des moyens en forme de caisson 12, en passant par ce compartiment de servitude 26 et desservant les différents moyens de chaque unité de production d'énergie électrique 25a et 25b, pour permettre à un ou des opérateurs d'intervenir dans ceux-ci, peut également être envisagé, ce passage de servitude étant désigné par la référence générale 27 sur cette figure 5 et étant protégé de façon classique dans ce type d'applications pour assurer la sécurité des opérateurs. En fait, on distingue de façon générale sur cette figure 5, les moyens formant chaudière nucléaire désignés par les références générales 28 et 29 des unités de production d'énergie électrique 25a et 25b et les moyens de production d'énergie électrique respectivement 30 et 31 de ces unités.

Dans le module de production d'énergie électrique selon l'invention, l'une des extrémités des moyens formant chaudière nucléaire 28 et 29 est accolée au compartiment de servitude 26. Comme cela est en effet illustré, l'une des extrémités des moyens formant chaudière nucléaire 28 et 29, est accolée au compartiment de servitude 26, de chaque côté de celui-ci, tandis que les moyens de production d'énergie électrique 30 et 31 respectivement, sont accolés à l'autre extrémité de ces moyens formant chaudière, de façon symétrique.

Les différents éléments entrant dans la constitution de ces différents moyens ne faisant pas l'objet de l'invention, ils ne seront pas décrits plus en détail par la suite. On notera simplement que de façon classique, ces différents moyens comportent alors une chaudière nucléaire, des échangeurs, des turbos alternateurs, des composants auxiliaires de la boucle secondaire, des batteries électriques et des usines électriques à haute tension, etc.... Le compartiment de servitude 26 peut quant à lui comporter différents équipements classiques dans ce type d'applications et également des régleurs permettant d'adapter le poids apparent du module, ces régleurs étant désignés par la référence générale 32 sur cette figure 5. On notera également que les extrémités des moyens en forme de caisson 12 comportent des moyens de ballastage respectivement 33 et 34, permettant de manoeuvrer le module notamment lors de ses phases de plongée et de remontée ou autres.

Cette manoeuvre peut également être assistée par des moyens en forme de nacelle de propulsion placés sur les côtés des moyens en forme de caisson 12 et se présentant par exemple sous la forme de pods de motorisation électrique de façon classique. Ces différents éléments peuvent être télécommandés à partir du poste de contrôle/commande basé par exemple à terre. Comme cela est également illustré, les moyens en forme de caisson 12 peuvent présenter une double coque, à savoir une coque interne désignée par la référence générale 35 sur cette figure 5, dans laquelle sont délimités des compartiments de réception des moyens formant chaudière nucléaire et des moyens de production d'énergie électrique, et une coque externe de protection désignée par la référence générale 36. Les compartiments destinés à recevoir les moyens formant chaudière nucléaire sont désignés par les références générales 37 et 38 respectivement, tandis que les compartiments destinés à recevoir les moyens de production d'énergie électrique sont désignés par les références générales 39 et 40 respectivement. On notera également que ces différents compartiments peuvent être séparés par des cofferdams tels que par exemple les cofferdams désignés par les références générales respectivement 41, 42, 43 et 44, permettant d'assurer une isolation des compartiments 37 et 38 respectivement, destinés à recevoir les moyens formant chaudière nucléaire, d'une part du compartiment de servitude 26 et d'autre part des compartiments 39 et 40 destinés à recevoir les moyens de production d'énergie électrique. Comme cela a été décrit précédemment, chaque unité de production est alors raccordée au poste de distribution d'énergie électrique externe par ses propres câbles électriques. Ceci permet alors à chaque unité de production d'être indépendante. Comme cela a été indiqué précédemment également, la partie inférieure des moyens en forme de caisson 12 du module de production d'énergie électrique 1, est équipée des moyens de piètement 14 illustrés plus en détails sur les figures 6, 7 et 8 lui permettant de reposer sur le fond ou, comme cela a été illustré sur la figure 9, sur le pont d'un navire porteur de soutien tel que le navire 11. Un exemple de réalisation de ces moyens de piètement est illustré de façon plus détaillée sur les figures 6, 7 et 8 et ceux-ci présentent la forme générale d'un traîneau s'étendant d'un bout à l'autre des moyens en forme de caisson 12 et dont les extrémités sont recourbées sous la forme de spatule à chaque extrémité des moyens en forme de caisson. En effet, chaque extrémité respectivement 50 et 51 de ces moyens en forme de traîneau, est conformée sous la forme d'une spatule à chaque extrémité des moyens en forme de caisson 12, ce qui permet de résoudre notamment différents problèmes de posé du module sur le fond.

En fait, ces moyens en forme de traîneau comportent une structure à base de longerons dont un longeron central désigné par la référence générale 52 sur ces figures, et deux longerons latéraux désignés par les références générales 53 et 54. Ces longerons sont raccordés entre eux par des bras de renfort et de liaison dont l'un est par exemple désigné par la référence générale 55 sur ces figures, et leurs extrémités sont coudées et cintrées pour être fixées les unes aux autres à l'extrémité en forme de spatule à chaque extrémité des moyens en forme de caisson du module. De plus, les longerons latéraux son reliés au module de production d'énergie électrique par des colonnes de support dont l'une est par exemple désignée par la référence générale 56 sur la figure 8.

Comme cela est visible plus clairement sur cette figure 8, le longeron central 52 peut également comporter des moyens en forme de tins de support du module de production d'énergie électrique, dont l'un est par exemple désigné par la référence générale 57 sur cette figure. Ce longeron central 52 peut également comporter des moyens en forme de lest placés par exemple dans la partie inférieure de ce longeron, ces moyens en forme de lest étant désignés par la référence générale 58 et présentant n'importe quelle structure classique dans ce domaine. On notera également que les moyens de piètement 14 en forme de traîneau peuvent comporter des zones d'absorption des variations de longueur des moyens en forme de caisson 12, liées à la variation de pression s'appliquant sur ceux-ci lorsqu'ils sont immergés ou remontés. On sait en effet que la longueur de tels modules qui peut être de plusieurs dizaines de mètres, peut varier en fonction de la profondeur d'immersion et donc de la pression qui s'applique sur ce module.

Ces zones d'absorption des variations de longueur du module, peuvent par exemple être formées par des portions télescopiques des longerons ou encore par des portions en soufflets élastiquement déformables de ceux-ci. Bien entendu d'autres modes de réalisation peuvent être envisagés. Le module selon l'invention peut également être équipé de moyens de sécurisation passive en cas de problème dans les moyens formant chaudière nucléaire. En effet, il peut être indispensable à un moment ou à un autre, notamment en cas d'avarie grave, d'assurer l'évacuation de la chaleur résiduelle de ceux-ci, tout en préservant l'environnement du module. A cet effet, dans le module selon l'invention, les moyens en forme de caisson comportent dans leur partie supérieure et dans leur partie inférieure et dans la zone dans laquelle sont placés les moyens en forme de chaudière nucléaire, des orifices de circulation d'eau de refroidissement de ceux-ci. Deux exemples de réalisation de ces moyens de sécurisation sont donnés respectivement sur les figures 10 et 11.

On notera que ces orifices peuvent par exemple être associés à des grilles voire à des volets déplaçables entre des positions d'ouverture et de fermeture de ceux-ci. En fait, les moyens formant chaudière nucléaire peuvent également être raccordés à des moyens formant échangeur de chaleur placés dans le trajet de circulation d'eau de refroidissement entre les orifices de circulation d'eau ménagés dans les moyens en forme de caisson, la partie supérieure et la partie inférieure des moyens formant chaudière nucléaire étant alors raccordées à la partie supérieure et à la partie inférieure des moyens formant échangeur. Sur la figure 10, on a illustré un premier exemple de réalisation de ces moyens de sécurisation, sur laquelle on reconnaît une partie d'un module sous marin de production d'énergie électrique, désigné par la référence générale 60 sur cette figure, ce module comportant également des moyens en forme de caisson désignés par la référence générale 61 dans lequel est délimité un compartiment 62 de réception de moyens formant chaudière nucléaire désignés par la référence générale 63. Ce compartiment 62 est séparé des autres compartiments des moyens en forme de caisson respectivement par des cofferdams 64 et 65 prévus de chaque côté de ce compartiment 62. Comme cela est classique, ces cofferdams 64 et 65 sont en fait des espaces libres. Des orifices respectivement 66, 67, 68 et 69 sont alors ménagés dans les parties supérieure et inférieure des moyens en forme de caisson 61 en regard de ces cofferdams et en communication fluidique avec eux pour permettre une circulation d'eau dans ceux-ci entre les orifices inférieurs et les orifices supérieurs des moyens en forme de caisson. On notera que des échangeurs de chaleur respectivement 70a et 70b peuvent alors être placés dans ces cofferdams et sont raccordés aux parties supérieure et inférieure respectivement des moyens formant chaudière nucléaire 63 pour évacuer la chaleur résiduelle de ceux-ci dans l'eau. Dans l'exemple illustré ces moyens formant échangeur comportent au moins deux échangeurs placés de part et d'autre des moyens en forme de chaudière nucléaire dans les cofferdams. Une telle structure permet alors une évacuation de chaleur sur le long terme et ne nécessite pas d'énergie extérieure en raison de la circulation naturelle d'eau. Selon l'exemple de réalisation illustré sur la figure 11, un module sous-marin 71 comporte toujours des moyens en forme de caisson désignés par la référence générale 72 dans lesquels sont disposés les moyens formant chaudière nucléaire 63. Cependant dans cet exemple de réalisation, les moyens en forme de caisson 72 comportent une double coque, à savoir une coque interne désignée par la référence générale 73 et une coque externe désignée par la référence générale 74, écartée de la coque interne. Des orifices respectivement 75 et 76 de circulation d'eau sont alors ménagés dans la coque externe respectivement au-dessus et au-dessous de la zone dans laquelle sont placés les moyens formant chaudière nucléaire 63. Ceci permet alors à de l'eau de circuler autour de ces moyens formant chaudière nucléaire et en particulier autour de moyens formant échangeur de chaleur désignés par les références générales respectivement 77 et 78, placés de part et d'autre des moyens en forme de chaudière nucléaire entre les deux coques des moyens en forme de caisson. Ces moyens formant échangeur sont alors toujours raccordés aux moyens formant chaudière nucléaire.

Comme cela a été indiqué précédemment, chaque unité de production d'énergie électrique est raccordée par des câbles électriques à un poste de distribution externe placés par exemple à terre, à travers une unité de connexion submersible facilement accessible.

En effet, une telle unité peut être utilisée pour éviter d'avoir à accéder au module à chaque fois que l'on souhaite intervenir sur les moyens de connexion. Une telle structure est illustrée de façon générale sur la figure 12, sur laquelle on reconnaît le module de production d'énergie électrique 1 qui est représenté de façon schématique sur cette figure, l'unité de connexion 16, le câble de hissage 23, la bouée de signalisation 24, l'un des câbles porteurs comme par exemple le câble 18 et le câble électrique correspondant, tel que par exemple le câble correspondant 20. En fait, ce câble 20 est un premier câble électrique assurant le raccordement électrique du module et plus particulièrement de la ou de chaque unité de production d'énergie électrique de ce module à l'unité de connexion submersible 16, dans laquelle ce premier câble électrique est connecté à un second câble électrique désigné par la référence générale 80 sur cette figure 12, permettant de raccorder l'ensemble au poste de distribution d'énergie électrique externe. On notera également que des câbles ou des fibres optiques constituant des moyens de transmission d'informations, peuvent être utilisés entre le centre de contrôle/commande à distance du module basé par exemple à terre et le module de production d'énergie électrique proprement dit pour piloter/contrôler le fonctionnement de celui-ci. En fait et comme cela est illustré, l'une des extrémités du câble porteur 18 est reliée au module de production d'énergie électrique et ce câble porteur passe sur des moyens de renvoi constitués par exemple par des poulies par exemple 81 de l'unité de connexion submersible 16, pour s'étendre sous cette unité en direction du fond. L'autre extrémité de ce câble porteur 18 comporte alors des moyens formant contrepoids de stabilisation en position de cette unité de connexion. Ces moyens formant contrepoids sont par exemple désignés par la référence générale 82 sur cette figure et sont montés déplaçables à coulissement dans une gaine de protection désignée par la référence générale 83, s'étendant sous l'unité. Ceci permet alors de stabiliser en position cet ensemble tout en évitant aux câbles de s'emmêler. On notera également que l'unité de connexion submersible 16 peut comporter des moyens formant régleur pour adapter son poids apparent, ces moyens étant désignés par la référence générale 84 sur cette figure 12, pour lui permettre par exemple d'être immergée entre deux eaux. On notera enfin qu'une unité de connexion submersible telle que celle qui vient d'être décrite, peut être associée à chaque unité de production d'un module de production d'énergie électrique ou qu'une unité de connexion submersible commune peut être associée aux deux unités de production de chaque module de production d'énergie électrique. Chaque unité comporte également par exemple des moyens d'alimentation en énergie électrique. Cette énergie peut être fournie par l'environnement extérieur en fonctionnement nominal. De façon redondante des moyens d'alimentation de secours peuvent également être prévus comme par exemple des batteries ou tous autres moyens de stockage, des piles à combustible par exemple activées par l'eau de mer en cas de besoin,... pour garantir un fonctionnement minimal de sécurité de cette unité, comme par exemple l'aide à l'émergence.

On notera également que le fonctionnement de cette unité peut être contrôlé/commandé depuis l'extérieur, celle-ci étant alors reliée à l'environnement par des moyens de liaison filaires, commandée par signaux acoustiques ou autres. On a également illustré sur les figures précédentes et en particulier sur la figure 5, que le module selon l'invention peut être équipé de différents sas d'évacuation des opérateurs, répartis dans différents endroits des moyens en forme de caisson. Ainsi par exemple, de tels sas désignés par les références générales 90 et 91 sont illustrés sur la figure 5 et sont placés par exemple aux extrémités des moyens en forme de caisson pour déboucher dans les compartiments de réception des moyens de production d'énergie électrique.

De même, le compartiment de servitude 26 est muni d'un sas d'accès pour des opérateurs et permettant également d'introduire/extraire du matériel des moyens en forme de caisson. Ce sas est désigné par la référence générale 92 sur la figure 5 et est illustré plus en détail sur les figures 13 et 14.

En fait, on reconnaît sur ces figures les moyens en forme de caisson 12 du module de production d'énergie électrique 1 et ces moyens en forme de caisson comportent au moins un sas d'accès logistique horizontal débouchant dans le compartiment de servitude 26 du module de production d'énergie électrique, ce sas étant toujours désigné par la référence générale 92.

Ce sas est équipé de différents panneaux d'accès par exemple à partir de l'extérieur ou de l'intérieur du module et est également équipé d'une chambre de

12 décompression pour des opérateurs, cette chambre de décompression étant désignée par exemple par la référence générale 93. Comme cela est illustré plus en détail sur la figure 14, le plafond du sas 92 peut également être équipé d'un rail tel que le rail 94 de suspension de moyens de manutention de charges, qui peuvent alors être posées sur un plancher horizontal tel que par exemple le plancher 95, prévu au fond de ce sas. Le fond du sas peut également présenter une brèche telle que par exemple la brèche 96 illustrée sur cette figure 14, débouchant dans le compartiment de servitude 26 et obturée par un volet escamotable tel que le volet désigné par la référence générale 97.

Ce volet peut être un volet boulonné sur le reste de ce sas. Bien entendu, d'autres modes de réalisation encore peuvent être envisagés. Le sas est également équipé d'autres panneaux ou portes ouvrants permettant des échanges entre ses différentes zones. Plusieurs points particuliers peuvent être notés à propos de la chambre de décompression. En effet celle-ci peut être accessible par l'intérieur du sas ou par l'extérieur. En immersion, elle peut être accessible sous atmosphère. La chambre de décompression est conçue pour résister à la pression d'immersion et peut être accessible en immersion par des plongeurs. La vidange de la chambre de décompression peut se faire par un pompage dont le travail est réduit par la mise en pression de l'eau de l'eau à évacuer par un gaz (qui peut être de l'air) sous pression qui vient remplacer l'eau chassée. Ceci permet entre autres au plongeur de commencer la procédure de décompression (désaturation de l'azote dans les tissus organiques) tout en prévenant les risques barotraumatiques par un contrôle fin de la pression atmosphérique in situ.

On conçoit alors qu'une telle structure de module de production d'énergie électrique présente un certain nombre d'avantages, notamment au niveau de son insensibilité aux agressions d'origine humaine telles que sabotage ou acte de malveillance ou naturelle et liées par exemple à l'environnement telles que par exemple les tempêtes, les séismes et la foudre. De plus, l'eau étant inerte, elle assure une protection naturelle en cas de problème. Par ailleurs, un tel module de production d'énergie électrique peut être fabriqué relativement facilement en série par exemple dans un chantier naval et être déplacé pour être mis en oeuvre dans un endroit requis, tel que par exemple un endroit qui vient d'être sinistré et qui a besoin d'une alimentation en énergie électrique autonome.

Les unités de production d'énergie électrique peuvent être fabriquées par exemple simultanément en parallèle puis raboutées aux extrémités du compartiment de servitude, ce qui permet de réduire le temps de fabrication d'un tel module. Un tel module présente également une taille relativement réduite tout en donnant la possibilité d'avoir une puissance raisonnable et nécessite un investissement relativement faible, en particulier par rapport à une centrale nucléaire de production d'énergie électrique classique basée à terre. Il peut être construit relativement rapidement et bénéficier des effets de série. Il ne nécessite par ailleurs pas d'équipage dans la mesure où il peut être commandé/contrôlé à distance. Des opérateurs peuvent cependant intervenir à l'intérieur du module grâce au sas, celui-ci permettant également d'introduire ou d'extraire de ce module des charges de taille relativement importante. La structure particulière des moyens de piètement en forme de traîneau permet également au module de se poser en autonomie sur le fond ou d'être transporté par un navire porteur balastable ou un bassin. Cette structure particulière en forme de traîneau dont les extrémités sont courbées sous la forme de spatules, permet au module de se poser un peu partout, y compris avec une assiette et une gite de plusieurs degrés et en en garantissant la stabilité du module tout en lui conférant une bonne résistance mécanique. Ceci permet alors d'éviter d'avoir recours à une assistance externe pour le posé de ces modules comme avec les modules de l'état de la technique. La structure particulière de ces moyens de piètement permet également d'assurer une résistance suffisante du module pour éviter toute déformation, voire rupture.

Les moyens de sécurisation passive permettent quant à eux d'optimiser la sécurité des moyens formant chaudière nucléaire en évacuant la chaleur résiduelle du coeur nucléaire sur le long terme tout en garantissant la protection de l'environnement. C'est également un système qui fonctionne sans apport d'énergie extérieure par simple circulation naturelle d'eau se chauffant au contact des moyens formant échangeur, voire de la paroi du compartiment correspondant. L'unité de connexion électrique permet quant à elle de connecter ou de déconnecter ou de façon générale d'intervenir sur un câble électrique lié au module sous-marin, sans qu'il soit obligatoire d'intervenir sur ce dernier qui peut par exemple être immergé à une profondeur relativement importante.

Les moyens de support tels que par exemple un navire de soutien peuvent alors d'une part repérer la bouée de signalisation de l'unité de connexion et d'autre part hisser celle-ci hors de l'eau de manière à permettre une intervention telle qu'une connexion, une déconnexion ou autres des câbles et de remettre cette unité à l'eau après cette intervention. Enfin, le sas de grande dimension permettant d'accéder au compartiment de servitude du module de production d'énergie électrique permet d'introduire ou d'extraire de celui-ci des matériels de taille relativement importante. On a représenté sur la figure 15, une vue schématique en coupe d'un mode de réalisation d'un compartiment de chaudière nucléaire, équipé de moyens de sécurité. Sur cette figure 15, le compartiment de chaudière nucléaire est désigné par la référence générale 100 et celui-ci comporte alors des moyens formant chaudière nucléaire, désignés par la référence générale 101, équipés par exemple d'une cuve désignée par la référence générale 102. Comme cela a été décrit précédemment, ces moyens formant chaudière nucléaire font partie de moyens formant unité de production d'énergie électrique et sont donc associés à des moyens de production d'énergie électrique raccordés à un poste de distribution d'énergie électrique externe par des câbles électriques. De plus, le compartiment 100 est équipé de moyens de noyage de celui-ci par de l'eau de mer en cas d'incident. Ces moyens sont désignés par la référence générale 103 sur cette figure 15 et comportent par exemple des moyens à vanne pilotée traversant la cloison du compartiment 100 pour noyer celui-ci en cas d'incident. Ces moyens à vanne peuvent être pilotés à distance et/ou être équipés de moyens de déclenchement de leur ouverture sensibles à la pression, à la température, etc ...dans le compartiment.

De plus, la cuve 102 des moyens formant chaudière nucléaire, peut également être équipée de moyens de dépressurisation et de moyens d'injection gravitaire d'eau de mer dans celle-ci en cas d'incident, ces moyens étant désignés par la référence générale 104 sur cette figure et traversant donc la paroi de la cuve. Ces moyens présentent également n'importe quelle structure classique à vanne appropriée. On notera qu'au moins un échangeur de chaleur désigné par la référence générale 105 peut également être prévu dans ce compartiment. La face interne du compartiment, sous les moyens formant chaudière nucléaire, peut également être équipée de moyens formant cendrier de réception du coeur nucléaire en fusion en cas d'incident.

Ces moyens formant cendrier sont désignés par la référence générale 106 sur cette figure 15 et peuvent par exemple se présenter sous la forme d'un cendrier réalisé à base de plaques élémentaires fixées sur un treillis de support muni de moyens de suspension dans le compartiment.

De tels moyens sont destinés à recevoir le corium en cas de fusion du coeur. On conçoit que ceci présente un certain nombre d'avantages au niveau de la sécurité du module en cas d'incident. En effet, les moyens qui viennent d'être décrits sont des systèmes passifs de sécurité ne nécessitant aucune source d'alimentation externe et permettent d'atténuer voire de retenir de façon naturelle par l'eau de mer, des substances radiotoxiques conduisant dans toutes les situations, à une réduction des conséquences radiologiques de tous les accidents, y compris les accidents les plus graves. En particulier, les moyens de dépressurisation 104 permettent d'assurer une dépressurisation automatique et passive la plus rapide possible de la cuve, tout en permettant une égalisation rapide et permanente des pressions entre les moyens formant chaudière et le compartiment, et donc un couplage thermo-hydraulique fort garantissant la possibilité d'un apport gravitaire passif en eau du coeur. Le noyage du compartiment recevant les moyens formant chaudière nucléaire par l'eau de mer qui est dans ce cas une source froide inépuisable, permet d'améliorer la sûreté générale de l'ensemble, en assurant en même temps passivement et sur le long terme, l'extraction de la puissance résiduelle du coeur en refroidissant la cuve par l'extérieur et l'ensemble des moyens formant chaudière au travers du compartiment et de l'échangeur. De plus, une telle structure fournit un moyen passif de rétention sous forme dissoute, dans l'eau de mer du caisson, de nombreux produits ou substances radioactifs comme l'iode ou le césium, en raison du caractère naturellement basique de l'eau de mer (pH compris entre 7,5 et 8,4 avec un pH moyen de 8,2). Dans la structure telle que décrite, cet effet est obtenu naturellement et passivement en utilisant l'eau de mer.

Il est également à noter que le noyage de ce compartiment autorise un redépôt dans le caisson des autres particules radioactives. Ainsi, cette structure présente l'avantage d'une puissante protection des populations en cas d'accident, en empêchant ou en atténuant la dissémination atmosphérique des substances radioactives.

En effet le noyage du caisson par de l'eau de mer et la mer environnante constitue un dispositif de protection des populations contre tous les accidents à conséquences radiologiques, en retenant sous forme dissoute dans l'eau de mer naturellement basique les produits de fission-clé comme les Iodes, Césiums, Strontiums, Bariums, Telluriums, Ruthéniums, Rubidiums, Bromes, ... en plus des particules de combustible et des actinides.

Avec une telle structure, la fusion du coeur et le percement éventuel de la cuve, sont donc jugés hautement improbables. Cependant et dans une telle situation, à supposer que le coeur fonde, traverse la cuve, et n'ait pas immédiatement subi de trempe de solidification au contact de l'eau de mer de noyage, le corium se répand alors sur les moyens en forme de cendrier qui sont également refroidis par le dessus, c'est-à-dire par l'eau de mer contenue dans le compartiment et par le dessous, c'est-à-dire par l'eau de mer à l'extérieur du module. Il va de soi bien entendu qu'un tel compartiment peut être intégré dans un module tel que décrit précédemment, qui comporte alors par exemple deux unités de production d'énergie électrique disposées symétriquement de part et d'autre d'un plan transversal central des moyens en forme de caisson, selon l'axe longitudinal de celui-ci, les deux unités de production étant par exemple identiques. Bien entendu, d'autres modes de réalisation peuvent être envisagés et les moyens en forme de caisson peuvent présenter des formes différentes de celle décrite. En complément de ces moyens de sécurité, des moyens de protection contre les agressions externes de modules de ce type, peuvent également être envisagés. Un exemple de réalisation de tels moyens de protection est illustré sur la figure 16. Sur la figure 16, on a en effet illustré une installation sous-marine de production d'énergie électrique qui comporte au moins un module sous-marin tel que décrit précédemment, de production d'énergie électrique.

Sur cette figure 16, un seul module est représenté et désigné par la référence générale 110 et celui-ci comporte alors des moyens en forme de caisson dans lesquels sont intégrés des moyens formant unité de production d'énergie électrique comportant des moyens formant chaudière nucléaire, associés à des moyens de production d'énergie électrique, raccordés à un poste de distribution d'énergie électrique externe par des câbles électriques désignés par la référence générale 111 sur cette figure 16. Ce module entre alors dans la constitution d'une installation sous-marine de production d'énergie électrique, qui comporte également des moyens de protection périmétrique placés autour de ce module, à distance de celui-ci. Dans l'exemple de réalisation illustré sur cette figure 16, ces moyens de protection périmétrique sont désignés par la référence générale 112 et comportent en fait des moyens en forme de filet désignés par la référence générale 113, placés sur des moyens de support désignés par la référence générale 114, pour s'étendre autour du module. Plusieurs modes de réalisation possibles de ces moyens de support peuvent être envisagés, et ceux-ci peuvent par exemple se présenter sous la forme de colonnes de support ou encore de moyens en forme de treillis formant cage de support de ce filet. On notera également que les moyens en forme de filet peuvent comporter des moyens formant porte d'accès au module, désignés par la référence générale 115 et que plusieurs modules peuvent être disposés sous des moyens de protection communs de ce type.

Ces moyens de protection périmétrique assurent alors une fonction anti-agression du module et sont par exemple destinés à protéger les modules contre des agressions de type torpilles, mines, plongeurs, etc ... Bien entendu, d'autres modes de réalisation encore peuvent être envisagés. On conçoit alors que ces différentes dispositions permettent d'améliorer la sûreté de fonctionnement d'installations de ce type, de même que leur sécurité et en particulier leur sécurité en cas d'accidents tels que par exemple un accident nucléaire majeur.

Claims (1)

1. REVENDICATIONS1.- Module sous-marin de production d'énergie électrique du type comportant des moyens en forme de caisson, dans lesquels sont intégrés des moyens formant unité de production d'énergie électrique comportant des moyens formant chaudière nucléaire (101), associés à des moyens de production d'énergie électrique, raccordés à un poste de distribution d'énergie électrique externe par des câbles électriques (111), caractérisé en ce que les moyens formant chaudière nucléaire (101) sont logés dans un compartiment correspondant (100) équipé de moyens de noyage (103) de celui-ci par de l'eau de mer en cas d'incident.

   2.- Module sous-marin de production d'énergie électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de noyage (103) comprennent des moyens à vanne pilotée traversant la cloison du compartiment (100).

   3.- Module sous-marin de production d'énergie électrique selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens formant chaudière nucléaire comportent une cuve (102) équipée de moyens (104) de dépressurisation et de moyens (104) d'injection gravitaire d'eau de mer dans celle-ci en cas d'incident.

   4.- Module sous-marin de production d'énergie électrique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le compartiment (100) de réception des moyens formant chaudière nucléaire (101) comporte au moins un échangeur de chaleur (105).

   5.- Module sous-marin de production d'énergie électrique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la face interne du compartiment (100) sous les moyens formant chaudière nucléaire (101), comporte des moyens (106) formant cendrier de réception du coeur nucléaire en fusion en cas d'incident.

   6.- Module sous-marin de production d'énergie électrique selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens formant cendrier (106) sont réalisés à base de plaques fixées dans un treillis de support muni de moyens de suspension dans le compartiment (100). 20 25 30 35

   7.- Module sous-marin de production d'énergie électrique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte deux unités de production d'énergie électrique disposées symétriquement de part et d'autre d'un plan transversal central des moyens en forme de caisson, selon l'axe longitudinal de celui-ci.

   8.- Module sous-marin de production d'énergie électrique selon la revendication 7, caractérisé en ce que les deux unités de production sont identiques.10