FR3094548A1 - Panier de rangement a configuration interchangeable pour emballage de transport et/ou d’entreposage de matieres radioactives - Google Patents

Abstract

L’invention se rapporte à un panier de rangement (1) à configuration interchangeable, le panier étant destiné à être logé dans un emballage (200) de transport et/ou d’entreposage de matières radioactives, et comprenant une pluralité de structures transversales (20) se succédant selon la direction longitudinale (8), les structures transversales (20) étant prévues dans un nombre N correspondant à un entier supérieur ou égal à trois, et le panier étant réalisé par l’alternance d’étages structurels (ESi) et d’étages (EEi) d’espacement des étages structurels, chaque étage d’espacement (EEi) étant formé par une pluralité de dispositifs d’espacement longitudinal (30), comprenant chacun au moins un organe élémentaire d’espacement (32a, 32b), au moins un organe élémentaire d’espacement (32a) de l’un des étages d’espacement (EEi) présentant une hauteur (H1) différente de la hauteur (H2) d’au moins un organe élémentaire d’espacement (32b) d’un autre étage d’espacement (EEi). Figure pour l’abrégé : Figure 2.

Description

PANIER DE RANGEMENT A CONFIGURATION INTERCHANGEABLE POUR EMBALLAGE DE TRANSPORT ET/OU D’ENTREPOSAGE DE MATIERES RADIOACTIVES

La présente invention se rapporte au domaine du transport et/ou de l’entreposage de matières radioactives, par exemple des guides de grappe usés d’un réacteur nucléaire, ou bien des assemblages de combustible irradiés.

L’invention se rapporte plus particulièrement à un panier de rangement destiné à recevoir ces matières radioactives. Un tel panier est connu pour être placé dans la cavité d’un emballage de transport et/ou d’entreposage, cette cavité formant une enceinte de confinement des matières radioactives.

De l’art antérieur, il est connu de nombreuses conceptions de paniers de rangement de matières radioactives. Ces conceptions peuvent être basées, par exemple, sur l’emploi de galettes transversales empilées. Une autre conception connue réside dans l’emploi de structures empilées et entrecroisées. Dans tous les cas, les éléments constitutifs du panier définissent des logements longitudinaux, habituellement parallèles, dans desquels sont logées les matières radioactives. Cela permet au panier de remplir l’une de ses fonctions premières, à savoir le maintien des matières radioactives dans la cavité de l’emballage.

Chaque panier présente une conception destinée à recevoir un type donné de matières radioactives, avec des dimensions et des caractéristiques intrinsèques précises. Dès lors, pour loger un autre type de matières radioactives, il est habituellement nécessaire de disposer d’un panier de géométrie différente. Ces contraintes demeurent ainsi d’autant plus élevées qu’il existe de matières radioactives de différents types.

A titre d’exemple, pour les paniers destinés à loger des guides de grappe, il est généralement prévu au sein de ce panier une structure transversale de support de ces guides de grappe. Cette structure transversale de support des guides de grappe est destinée à servir de butée pour la jonction entre la partie inférieure et la partie supérieure des guides, afin que ces derniers reposent par gravité dans le panier, sur cette même structure transversale de support. Généralement, la hauteur du panier sous la structure transversale de support des guides est adaptée à la longueur de la partie inférieure de ces guides. Avec une telle réalisation, il n’est généralement pas envisageable de loger des guides de grappe de conceptions différentes, en particulier lorsque la jonction entre leurs parties inférieure et supérieure se trouve à un endroit différent de celui des guides pour lesquels le panier a été initialement conçu. En effet, cela pourrait entraîner un appui non désiré des guides dans le fond du panier ou de l’emballage au lieu d’obtenir leur suspension sur la structure transversale de support, et /ou entraîner un dépassement de la partie supérieure de ces guides au-delà du panier, vers le haut. Dans les deux cas, le transport et/ou l’entreposage de ces guides de conceptions différentes ne pourrait être envisagé avec ce même panier. Un autre panier de rangement, de conception différente et adaptée à celle de ces guides de grappe, serait ainsi requis.

Cette problématique se rencontre dans de nombreuses autres circonstances, par exemple lorsque le panier remplit également une fonction de protection radiologique, et que les structures dédiées doivent se trouver au droit de la zones des matières radioactives qui génèrent le plus de rayonnement. Cette zone à fort rayonnement peut varier d’un type de matières radioactives à un autre, de sorte que des paniers de conceptions différentes sont nécessaires. Il en est de même lorsque le panier remplit une fonction de transfert thermique vers l’emballage, et/ou une fonction de résistance mécanique visant à répartir au mieux les efforts transverses sur les logements de panier, en fonction de la répartition massique des matières radioactives dans ces logements.

Pour répondre au problème identifié ci-dessus, l’invention a pour objet un panier de rangement à configuration interchangeable, le panier étant destiné à être logé dans un emballage de transport et/ou d’entreposage de matières radioactives, et destiné à recevoir au moins un ensemble radioactif longitudinal s’étendant parallèlement à une direction longitudinale de panier, le panier comprenant une pluralité de structures transversales se succédant selon la direction longitudinale et comprenant, au moins pour certaines d’entre elles, au moins un orifice destiné à être traversé par l’au moins un ensemble radioactif longitudinal, les structures transversales étant prévues dans un nombre N correspondant à un entier supérieur ou égal à trois, le panier étant réalisé par l’alternance, selon la direction longitudinale de panier, d’étages structurels et d’étages d’espacement des étages structurels, chaque étage structurel étant formé par l’une des structures transversales ou par un empilement de structures transversales au contact les unes des autres, et chaque étage d’espacement étant formé par une pluralité de dispositifs d’espacement longitudinal comprenant chacun au moins un organe élémentaire d’espacement, le panier étant tel qu’au moins un organe élémentaire d’espacement de l’un des étages d’espacement présente une hauteur différente de la hauteur d’au moins un organe élémentaire d’espacement d’un autre étage d’espacement.

Ainsi, l’invention présente une modularité qui lui permet d’adopter plusieurs configurations distinctes, à choisir en fonction des matières radioactives à transporter et/ou à entreposer. En particulier, il est prévu qu’au moins un organe élémentaire d’espacement de l’un des étages d’espacement présente une hauteur différente de la hauteur d’au moins un organe élémentaire d’espacement d’un autre étage d’espacement. Cela permet d’agencer les structures transversales d’une manière particulière selon la direction longitudinale du panier, pour aboutir à la conception souhaitée. Avantageusement, le déplacement de tout ou partie de ces organes élémentaires de hauteurs différentes conduit facilement à l’obtention d’un panier présentant une autre configuration, prévue pour un autre type de matières radioactives.

De manière plus générale, la taille et le nombre d’organes élémentaires d’espacement peuvent être adaptés entre chaque ensemble de deux structures transversales directement consécutives, de façon à ce que celles-ci adoptent une position précise et modulable selon la direction longitudinale de panier.

De ce fait, un kit de pièces de panier peut permettre la réalisation de conceptions distinctes et interchangeables, retenues en fonction d’un ou plusieurs critères comme la forme des matières radioactives à loger, leur zone de rayonnement maximal, leur zone de chaleur maximale, ou encore leur répartition massique.

Le kit bénéfice alors avantageusement d’un spectre d’utilisation très étendu, comparativement à un panier conventionnel généralement adapté au logement d’un seul type de matières radioactives.

L’invention présente par ailleurs au moins l’une des caractéristiques optionnelles suivantes, prises isolément ou en combinaison.

Le panier comprend au moins deux étages d’espacement présentant chacun une pluralité de dispositifs d’espacement longitudinal comprenant chacun un unique organe élémentaire d’espacement, l’unique organe élémentaire de l’un des deux étages d’espacement présentant une hauteur différente de la hauteur de l’unique organe élémentaire de l’autre étage d’espacement. Alternativement, au sein des dispositifs d’espacement concernés, les organes élémentaires de hauteurs différentes pourraient être prévus en association avec d’autres organes élémentaires, de sorte qu’ils se succèdent selon la direction longitudinale de panier, sans sortir du cadre de l’invention.

Au moins un étage d’espacement comporte une pluralité de dispositifs d’espacement longitudinal, comprenant chacun au moins deux organes élémentaires d’espacement se succédant selon la direction longitudinale. Cela permet avantageusement d’augmenter encore davantage la modularité du panier.

Chaque étage d’espacement comprend au moins deux dispositifs d’espacement longitudinal.

Au moins un étage d’espacement est formé par des dispositifs d’espacement longitudinal comprenant chacun au moins deux organes élémentaires d’espacement de hauteurs différentes et se succédant selon la direction longitudinale.

Chaque dispositif d’espacement prend la forme d’une colonne ou d’un pilier, plein ou creux. De préférence, les colonnes / piliers sont alignés de manière à former une pluralité de colonnes étendues / piliers étendues s’étendant chacune / chacun sur toute la hauteur du panier entre les deux structures transversales d’extrémité opposées du panier, et étant chacune / chacun interrompu(e) par les structures transversales agencées entre les structures transversales d’extrémité du panier. Ces alignements permettent une continuité longitudinale bénéfique pour la reprise des efforts mécaniques. Néanmoins, les colonnes / piliers pourraient ne pas être alignés d’un étage d’espacement à une autre étage d’espacement directement consécutif, sans sortir du cadre de l’invention.

Au moins l’une des colonnes étendues / l’un des piliers étendus est traversé(e) par un tirant de fixation. Cette configuration facilite l’assemblage du panier.

Chaque organe élémentaire d’espacement présente une hauteur supérieure ou égale à 1 cm.

Chaque structure transversale est réalisée d’un seul tenant, ou par l’assemblage de plusieurs éléments, par exemple empilés et entrecroisés.

Le panier comporte des chemises longitudinales traversant les structures transversales et définissant des logements pour les ensembles radioactifs longitudinaux. Alternativement, les logements peuvent être définis directement par les orifices des structures transversales du panier, sans sortir du cadre de l’invention.

De préférence, au moins l’un des étages d’espacement, et encore plus préférentiellement plusieurs voire chacun de ces étages d’espacement, est formé par une pluralité de dispositifs d’espacement longitudinal indépendants, espacés transversalement les uns des autres. En étant indépendants, ces dispositifs forment des entités discrètes, non reliées les unes aux autres, et qui peuvent donc être montées successivement ou simultanément sur la structure transversale 20 qui leur est directement inférieure dans l’empilement des pièces du panier. Alternativement, les dispositifs d’un même étage d’espacement pourraient être en tout ou partie reliés les uns aux autres, notamment afin de faciliter leur manutention pendant l’assemblage / le désassemblage du panier, sans sortir du cadre de l’invention.

L’invention a également pour objet un ensemble comprenant un emballage de transport et/ou d’entreposage de matières radioactives définissant une cavité de logement, ainsi qu’un panier de rangement tel que décrit ci-dessus, logé dans ladite cavité.

L’invention a aussi pour objet un colis comprenant un tel ensemble, ainsi que des ensembles radioactifs longitudinaux logés dans le panier de rangement.

Enfin, l’invention a pour objet un procédé de changement de configuration d’un panier de rangement, en partant d’un panier selon l’invention et se présentant selon une première configuration de panier dans laquelle au moins un organe élémentaire d’espacement d’un étage d’espacement donné présente une hauteur différente de la hauteur d’au moins un organe élémentaire d’espacement d’un autre étage d’espacement, le procédé comprenant la modification du panier selon la première configuration de manière à déplacer au moins l’un des organes élémentaires d’espacement de chacun des dispositifs d’espacement de l’étage donné, vers un étage d’espacement différent dudit étage d’espacement donné, afin d’aboutir à un panier selon l’invention et se présentant selon une seconde configuration de panier distincte de la première. Bien entendu, ce changement de configuration peut impliquer de plus le déplacement d’autres organes élémentaires d’espacement, sans sortir du cadre de l’invention.

D’autres avantages et caractéristiques de l’invention apparaîtront dans la description détaillée non limitative ci-dessous.

Cette description sera faite au regard des dessins annexés parmi lesquels ;

représente une vue schématique en coupe axiale longitudinale d’un colis comprenant un emballage pour l’entreposage et/ou le transport de matières radioactives, logeant un panier de rangement selon l’invention ;

représente une vue schématique en coupe axiale longitudinale du panier, selon un premier mode de réalisation préféré et adoptant une première configuration ;

représente une vue similaire à la précédente, avec le panier se présentant selon une alternative de réalisation ;

représente une vue en perspective d’une structure transversale équipant le panier de la figure précédente, la structure se présentant selon une première réalisation ;

représente une vue en perspective d’une structure transversale équipant le panier de la figure précédente, la structure se présentant selon une seconde réalisation ;

représente une vue en perspective d’un organe élémentaire d’espacement équipant le panier de la figure précédente, la structure se présentant selon une première réalisation ;

représente une vue en perspective d’un organe élémentaire d’espacement selon une seconde réalisation ;

représente une vue similaire à celle de la figure 2, avec le panier se présentant selon une seconde configuration ;

représente une vue similaire à celle de la figure 2, avec le panier se présentant selon une autre seconde configuration ;

représente une vue schématique en coupe axiale longitudinale du panier, selon un second mode de réalisation préféré et adoptant une première configuration ;

représente une vue similaire à celle de la figure 8, avec le panier se présentant selon une seconde configuration ;

représente une vue schématique en coupe axiale longitudinale du panier, selon un troisième mode de réalisation préféré et adoptant une première configuration ;

représente une vue similaire à celle de la figure 10, avec le panier se présentant selon une seconde configuration ;

représente une vue schématique en coupe axiale longitudinale du panier, selon un quatrième mode de réalisation préféré et adoptant une première configuration ;

représente une vue similaire à celle de la figure 12, avec le panier se présentant selon une seconde configuration ;

représente une vue schématique en coupe axiale longitudinale du panier, selon un cinquième mode de réalisation préféré et adoptant une première configuration ;

représente une vue similaire à celle de la figure 14, avec le panier se présentant selon une seconde configuration.

EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PRÉFÉRÉS

En référence tout d’abord à la figure 1, il est représenté un colis 100 comprenant un emballage 200 de transport et/ou d’entreposage de matières radioactives définissant une cavité de logement 2, ainsi qu’un panier de rangement 1 logé dans cette cavité.

L’emballage 200 est représenté en position verticale d’entreposage, dans laquelle son axe longitudinal 4 est orienté verticalement. Il en est de même pour le panier de rangement 1, partageant le même axe longitudinal 4. Celui-ci est parallèle à la direction longitudinale ou direction de la hauteur du panier et de l’emballage, schématisée par la flèche 8. L’emballage 200 comporte un fond d’emballage 5 opposé à un couvercle amovible 6 selon la direction 8. En plus du fond 5 et du couvercle 6 espacés l’un de l’autre selon l’axe 2, l’emballage 200 comporte un corps latéral 10 s’étendant autour de cet axe 2. Durant le transport, les extrémités axiales opposées du corps latéral 10 peuvent être recouverte par des capots amortisseurs de choc 11, représentés en pointillés sur la figure 1.

Le fond 5 et le couvercle 6 délimitent axialement une cavité de logement 12 au sein de laquelle est reçu le panier 1, recevant lui-même des ensembles radioactifs longitudinaux 13. A titre d’exemples, ces ensembles longitudinaux 13 peuvent être des guides de grappe usés d’un réacteur nucléaire, également dénommés tubes guides de grappe (TGG), ou des assemblages de combustible irradiés ou frais ou bien encore des carquois de déchets radioactifs. Dans les modes de réalisation représentés, le panier 1 permet le logement de plusieurs ensembles longitudinaux 13, mais il pourrait alternativement être conçu pour ne recevoir qu’un unique ensemble 13, sans sortir du cadre de l’invention.

Lorsque les ensembles longitudinaux 13 sont maintenus par le panier 1 dans la cavité 12 comme cela est schématisé sur la figure 1, ils forment avec l’emballage 200 le colis 100 précité. La cavité de logement 12 est également délimitée latéralement par le corps latéral 10.

De manière conventionnelle, la cavité 12 de l’emballage 200 forme une enceinte de confinement étanche pour les ensembles longitudinaux 13, contrairement au panier 1 qui sera décrit ci-après, et dont les logements qu’il définit pour le maintien des ensembles 13 sont généralement ouverts dans la cavité 12. Le corps latéral 10 de l’emballage 200 est habituellement prévu pour remplir, en plus d’une fonction de résistance mécanique, une fonction de protection radiologique ainsi qu’une fonction de transfert thermique radialement vers l’extérieur.

La figure 2 représente le panier 1 de manière plus détaillée. Il se présente sous la forme d’un premier mode de réalisation préféré de l’invention. L’une des particularités de l’invention réside dans le fait que le panier 1 présente une conception modulable, à savoir qu’il peut aisément changer de configurations, et ce en conservant la même hauteur adaptée à la cavité de logement de l’emballage.

Le panier 1, à configuration interchangeable, est représenté dans une première configuration sur cette figure 2. Sa conception repose sur l’alternance, selon la direction de la hauteur 8, d’étages structurels référencés ESi, et d’étages d’espacement référencés EEi servant à espacer les étages structurels ESi. La conception du panier permet de monter les étages un à un, en partant du fond ou de la tête. Dans ce premier mode de réalisation préféré, les étages ESi, EEi sont simplement empilés les uns sur les autre selon la direction 8, puis maintenus entre eux par des moyens de fixation qui seront décrits ci-après.

Les étages ESi, EEi peuvent présenter des hauteurs identiques ou différentes, même si préférentiellement, au moins deux des étages d’espacement EEi présentent deux hauteurs différentes.

Dans ce premier mode de réalisation, le panier selon la première configuration comporte cinq étages structurels ES1-ES5, agencés en alternance avec quatre étages d’espacement EE1-EE4. Le nombre N des étages structurels ESi peut néanmoins varier, tout en restant supérieur ou égal à trois. En outre, les étages d’espacement EEi sont, de par la conception du panier, prévus dans un nombre N-1.

Les étages structurels ESi sont chacun formé par une structure transversale, ou par un empilement de structures transversales au contact les unes des autres, c’est-à-dire non séparées par des étages d’espacement. Dans cette première configuration de la figure 2, chaque étage structurel ESi est constitué par une unique structure transversale 20, qui s’étend dans un plan sensiblement orthogonal à l’axe longitudinal 4. Selon une première forme de réalisation montrée sur la figure 3, la structure transversale 20 peut être réalisée d’un seul tenant, c’est-à-dire monobloc ou d’une seule pièce, adoptant ainsi la forme d’une galette dont l’épaisseur est typiquement comprise entre 1 et 15 cm. Cette forme est préférentiellement adoptée pour les étages ES2-ES5 du panier de la figure 2. L’alternative représentée sur la figure 3a prévoit une structure transversale 20 réalisée par l’assemblage de plusieurs éléments, par exemple des éléments 22 empilés et entrecroisés. Cette forme est préférentiellement adoptée pour l’étage de fond ES1 du panier de la figure 2, et son épaisseur plus conséquente est typiquement comprise entre 5 et 200 cm.

Dans tous les cas, les structures transversales 20 présentent une géométrie extérieure de forme complémentaire de celle la cavité de logement de l’emballage, ici une forme générale de disque ou de cylindre de section circulaire. Ces structures 20 présentent par ailleurs des orifices traversants 24, destinés à être traversés par les ensembles radioactifs longitudinaux 13 lorsque ces derniers sont chargés dans le panier. Chaque structure 20 présente ainsi un nombre d’orifices 24 correspondant au nombre d’ensembles radioactifs 13 à charger dans le panier. Ces orifices 24 sont prévus sur toutes les structures transversales 20 du panier, sauf éventuellement sur celle du fond et/ou sur celle de tête.

Comme cela est visible sur la figure 2, les orifices 24 des différentes structures transversales 20 sont alignés par groupe de manière à définir des logements pour les ensembles radioactifs 13, de forme complémentaire. Ainsi, ces derniers peuvent être maintenus directement dans les orifices 24 à chaque étage structurel ESi du panier, comme cela a été schématisé avec l’ensemble 13 sur la gauche de la figure 2. Alternativement, les orifices 24 peuvent servir à maintenir des chemises 26 traversant les étages structurels ESi et s’étendant chacune sur toute la hauteur du panier, ou sensiblement sur toute cette hauteur. Dans ce cas de figure, c’est la chemise 26 elle-même qui définit intérieurement un logement 28 pour recevoir un ensemble radioactif 13 de longueur identique ou sensiblement identique, comme cela a été schématisé avec l’ensemble 13 sur la droite de la figure 2.

Dans tous les cas, c’est-à-dire par un maintien direct ou indirect via les orifices 24, les ensembles radioactifs longitudinaux 13 se trouvent agencés parallèlement à la direction 8 et à l’axe longitudinal 4 du panier.

Les étages d’espacement EEi sont quant à eux spécifiques à la présente invention, en étant chacun réalisé par une pluralité de dispositifs d’espacement longitudinal 30 de préférence indépendants les uns des autres, et de préférence espacés transversalement les uns des autres. Dans le cas préféré d’une indépendance des dispositifs d’espacement 30, au sein de chaque étage d’espacement EEi, ces dispositifs 30 forment des entités discrètes, non reliées les unes aux autres, et qui peuvent donc être montées successivement ou simultanément sur la structure transversale 20 qui leur est directement inférieure dans l’empilement des pièces du panier. Le nombre de dispositifs 30 par étage EEi est préférentiellement supérieur ou égal à deux, par exemple deux, trois, quatre, cinq ou six. Ces dispositifs 30 sont préférentiellement agencés à la périphérie du panier, en étant de préférence régulièrement répartis circonférentiellement autour de l’axe longitudinal 4.

Chaque dispositif d’espacement 30 est formé par un ou plusieurs organes élémentaires d’espacement 32a, 32b se succédant selon la direction 8. Lorsqu’ils sont plusieurs à se succéder, les organes 32 sont par exemple simplement empilés les uns sur les autres, c’est-à-dire superposés selon la direction 8. Ils sont préférentiellement chacun réalisé d’un seul tenant, en prenant la forme d’une colonne creuse comme représenté sur la figure 4, ou bien celle d’un pilier creux comme représenté sur la figure 5. Les sections de cette colonne / ce pilier peuvent néanmoins différer de celles représentées sur les figures 4 et 5, sans sortir du cadre de l’invention.

Le caractère creux des organes élémentaires d’espacement 32a, 32b n’est pas nécessaire, mais il permet ici le passage de tirants de fixation 40. En effet, chaque tirant 40 comporte un fond coopérant avec la structure 20 formant l’étage ES1 et une tête filetée coopérant avec un écrou de serrage 41. Le fond et la tête du tirant sont reliés par la tige de ce tirant qui traverse tous les étages du panier. Plus précisément, chaque tirant 40 traverse tous les étages structurels ESi, ainsi que chaque organe élémentaire 32a, 32b de l’un dispositif d’espacement 30 de chaque étage d’espacement EEi. A cet égard, il est noté que les organes élémentaires 32a, 32b sont alignés par groupe selon la direction 8, de manière à former des colonnes étendues / des piliers étendus 44, s’étendant chacune / chacun au moins sur la hauteur du panier entre les deux structures transversales d’extrémité opposées de ce panier. Comme cela est visible sur la figure 2, ces colonnes / piliers étendu(e)s 44, traversé(e)s par les tirants 40, sont interrompu(e)s par les structures transversales 20 au niveau de parties de celles-ci présentant des passages 46 permettant la traversée des tirants 40.

En appliquant un effort de compression par l’intermédiaire de l’écrou de serrage 41, chaque tirant 40 contribue à maintenir les étages EEi, ESi les uns contre les autres. D’autre part, la formation de colonnes / piliers étendu(e)s 44 assurent une continuité dans la reprise des efforts longitudinaux circulant à travers le panier.

Dans ce premier mode de réalisation, seuls deux types distincts d’organes élémentaires d’espacement sont utilisés. Il s’agit des organes 32a de même hauteur H1, et des organes 32b de même hauteur H2 inférieure à la hauteur H1. D’autres types d’organes pourraient néanmoins équiper les dispositifs d’espacement 30, sans sortir du cadre de l’invention. Tous les organes 32a, 32b disposent de préférence du même diamètre extérieur.

Les hauteurs H1, H2 des organes 32a, 32b sont préférentiellement supérieures ou égales à 1 cm. Au sein d’un même étage d’espacement EEi, les dispositifs 30 sont tous réalisés avec le même organe élémentaire ou avec la même combinaison d’organes élémentaires, de manière à ce que chaque étage d’espacement EEi présente une hauteur uniforme entre les deux structures transversales 20 agencées de part et d’autre.

Le nombre et la hauteur des organes élémentaires 32a, 32b sont choisis à chaque étage d’espacement EEi en fonction de la position souhaitée pour chacune des structures transversales 20, selon la direction 8. Dans la première configuration du panier, il est listé ci-dessous, pour chaque étage EEi, le nombre et le type d’organes élémentaires par dispositif d’espacement 30 :
- Etage EE1 : un unique organe 32b ;
- Etage EE2 : deux organes 32b empilés ;
- Etage EE3 : un unique organe 32a ;
- Etage EE4 : un unique organe 32b.

Cette première configuration peut être adoptée pour s’adapter au mieux à un ou plusieurs critères de certains ensembles radioactifs 13 à loger dans le panier, comme la forme de ces ensembles 13, leur zone de rayonnement maximal, leur zone de chaleur maximale, ou encore leur répartition massique.

Lorsque d’autres ensembles radioactifs doivent être transportés/ entreposés dans le panier 1, la conception de ce dernier peut aisément être changée pour que ce dernier adopte une seconde configuration distincte de la première. Le procédé de changement de configuration consiste alors, de manière générale, à déplacer un ou plusieurs organes élémentaires 32a, 32b d’un étage d’espacement à un autre, étant entendu que cette opération peut concerner un ou plusieurs étages du panier. L’objectif résidant, comme pour la première configuration, d’aboutir à une seconde configuration s’adaptant au mieux à un ou plusieurs critères d’un autre type d’ensembles radioactifs 13 à loger dans le panier, comme la forme de ces ensembles 13, leur zone de rayonnement maximal, leur zone de chaleur maximale, ou encore leur répartition massique.

La figure 6 représente le résultat de la mise en œuvre d’un tel procédé, spécifique à l’invention, dans lequel les organes élémentaires 32a, 32b des étages EE3 et EE4 ont été intervertis.

Dans la seconde configuration du panier de la figure 6, il est listé ci-dessous, pour chaque étage EEi, le nombre et le type d’organes élémentaires par dispositif d’espacement 30 :
- Etage EE1 : un unique organe 32b ;
- Etage EE2 : deux organes 32b empilés ;
- Etage EE3 : un unique organe 32b ;
- Etage EE4 : un unique organe 32a.

Il est noté que la figure 2a montre une réalisation alternative à celle de la figure 2, dans laquelle un unique organe élémentaire 32a, 32b est prévu au sein de chaque dispositif d’espacement 30 de chaque étage EEi, avec au moins deux de ces organes présentant des hauteurs H1, H2 différentes.

La figure 7 représente le résultat de la mise en œuvre d’un autre procédé, visant à déplacer l’un des deux organes élémentaires d’espacement 32b de chacun des dispositifs d’espacement 30 de l’étage EE2, vers l’étage EE1 afin que ce dernier présente pour chacun de ses propres dispositifs 30 deux organes élémentaire 32b empilés.

Dans cette autre seconde configuration du panier de la figure 7, il est listé ci-dessous, pour chaque étage EEi, le nombre et le type d’organes élémentaires par dispositif d’espacement 30 :
- Etage EE1 : deux organes 32b empilés ;
- Etage EE2 : un organe unique 32b ;
- Etage EE3 : un unique organe 32a ;
- Etage EE4 : un unique organe 32b.

De multiples autres configurations restent possibles, simplement en changeant la disposition des organes élémentaires 32a, 32b, et tout en obtenant une même hauteur totale de panier quelle que soit la configuration adoptée. Ce changement s’effectue aisément, en desserrant puis en déposant les écrous 41 vissés sur les têtes des tirants 40, puis en démontant axialement les étages ESi, EEi un à un, pour ensuite les ré-empiler avec la nouvelle répartition des organes 32a, 32b au sein des étages d’espacement EEi. Une fois ce ré-empilement achevé, les écrous 41 peuvent à nouveau être vissés sur les têtes des tirants 40 et serrés pour assurer le maintien mécanique des pièces du panier entre elles.

L’invention s’apparente ainsi à un kit de pièces de panier détenu par l’exploitant, qui peut ainsi configurer son panier en fonction du type de matières radioactives à loger, tout en conservant toujours, s’il le désire, la même hauteur de panier adaptée à un même emballage de transport et/ou entreposage. Il peut néanmoins être amené à rajouter et/ou retirer des pièces de panier en passant d’une configuration à une autre, sans sortir du cadre de l’invention.

La figure 8 représente un panier 1 selon un second mode de réalisation préféré, avec ce panier se présentant selon une première configuration. Il comporte six étages structurels ES1-ES6, et cinq étages d’espacement EE1-EE5. Ces derniers sont également réalisés à l’aide de deux types d’organes élémentaires d’espacement 32a, 32b, toujours de hauteurs différentes H1, H2.

Le nombre et la hauteur des organes élémentaires 32a, 32b sont choisis à chaque étage d’espacement EEi en fonction de la position souhaitée pour chacune des structures transversales 20. L’étage structurel ES3 assure ici une fonction de blindage, du type blindage neutronique et/ou vis-à-vis d’un rayonnement gamma émis par les ensembles radioactifs 13. Par conséquent, cet étage structurel de plus grande hauteur que les autres étages ESi, et réalisée par une unique structure transversale 20 ou par l’empilement de plusieurs d’entre elles les unes au contact des autres, se trouve au droit de la zone de rayonnement maximal 13a des ensembles 13. En pouvant adapter de cette manière la position des éléments de blindage en rapport à la zone de rayonnement maximale des ensembles radioactifs 13, également dite zone active 13a, il n’est avantageusement pas nécessaire de prévoir un blindage sur toute la hauteur du panier.

Dans la première configuration du panier représentée sur la figure 8, il est listé ci-dessous, pour chaque étage EEi, le nombre et le type d’organes élémentaires par dispositif d’espacement 30 :
- Etage EE1 : un unique organe 32a ;
- Etage EE2 : un unique organe 32a ;
- Etage EE3 : deux organes 32b empilés ;
- Etage EE4 : un unique organe 32a ;
- Etage EE5 : un unique organe 32a.

Lorsqu’un autre type d’ensembles 13 doit être logé dans le panier, avec une zone active 13a placée différemment selon la direction 8, les organes élémentaires 32a, 32b peuvent être déplacés pour adapter la position longitudinale de l’étage de blindage ES3.

Dans l’exemple de la figure 9 représentant une seconde configuration du panier, l’un des organes 32b de chaque dispositif 30 de l’étage EE3 a été déplacé pour s’empiler sur ou sous l’organe 32a de chaque dispositif 30 de l’étage EE2. L’étage de blindage ES3 s’en trouve ainsi relevé par rapport à la première configuration.

De manière analogue, lorsque les structures transversale 20 sont dédiées à la transmission de chaleur des ensembles radioactifs 13 vers l’emballage, et/ou à assurer une fonction de résistance mécanique visant à répartir au mieux les efforts transverses sur les logements de panier, ces structures 20 doivent être agencées au mieux en rapport à la zone 13b la plus massique de ces ensembles. Cette zone 13b est représentée sur la figure 10 montrant le panier selon un troisième mode de réalisation préféré, et se présentant selon une première configuration.

Le panier 1 comporte sept étages structurels ES1-ES7, et six étages d’espacement EE1-EE6. Ces derniers sont également réalisés à l’aide de deux types d’organes élémentaires d’espacement 32a, 32b, toujours de hauteurs différentes H1, H2.

Le nombre et la hauteur des organes élémentaires 32a, 32b sont choisis à chaque étage d’espacement EEi en fonction de la position souhaitée pour chacune des structures transversales 20, dont les fonctions ont été décrites ci-dessus.

Par conséquent, il est fait en sorte qu’au moins trois étages structurels ES3, ES4, ES5 se trouvent au droit de la zone 13b la plus massique des ensembles 13. En pouvant adapter de cette manière la position des éléments de transfert de chaleur / de résistance mécanique à la zone 13b la plus massique des ensembles radioactifs 13, il n’est avantageusement pas nécessaire de prévoir ces mêmes éléments sur toute la hauteur du panier.

Dans la première configuration du panier représentée sur la figure 10, il est listé ci-dessous, pour chaque étage EEi, le nombre et le type d’organes élémentaires par dispositif d’espacement 30 :
- Etage EE1 : un unique organe 32a ;
- Etage EE2 : un unique organe 32a ;
- Etage EE3 : deux organes 32b empilés ;
- Etage EE4 : deux organes 32b empilés ;
- Etage EE5 : deux organes 32b empilés ;
- Etage EE6 : un unique organe 32a.

Lorsqu’un autre type d’ensembles 13 doit être logé dans le panier, avec une zone 13b la plus massique placée différemment selon la direction 8 et/ou sur une étendue longitudinale différente, les organes élémentaires 32a, 32b peuvent être déplacés pour adapter la position longitudinale des étages de transfert de chaleur / de résistance mécanique ES3-ES5. Par exemple, ces étages peuvent être rapprochés les uns des autres lorsque la zone 13b la plus massique s’étend sur une étendue longitudinale plus faible des ensembles radioactifs 13, comme cela a été schématisé sur la figure 11 représentant le panier selon une seconde configuration.

Dans cette seconde configuration du panier, l’un des organes 32b de chaque dispositif 30 de chacun des trois étages EE3-ES5 a été déplacé pour s’empiler sur ou sous l’organe 32a de chaque dispositif 30 de l’étage EE2, qui comprend à présent quatre organes empilés. Les étages de transfert de chaleur/ de résistance mécanique ES3-ES5 s’en trouvent ainsi relevés et resserrés par rapport à la première configuration.

Les modes de réalisation préférés décrits jusqu’à présent s’appliquent davantage au logement d’assemblages de combustible usés dans le panier. Le quatrième mode de réalisation préféré représenté sur les figures 12 et 13 s’applique quant à lui de préférence au logement de guides de grappe 13.

La figure 12 représente le panier 1 selon une première configuration. Il comporte cinq étages structurels ES1-ES5, et quatre étages d’espacement EE1-EE4. Ces derniers sont également réalisés à l’aide de deux types d’organes élémentaires d’espacement 32a, 32b, toujours de hauteurs différentes H1, H2.

Dans cette première configuration, il est porté une attention toute particulière à l’avant-dernier étage structurel ES4, étant donné qu’il est formé par une structure transversale 20 formant un support pour les guides de grappe 13. En effet, ces derniers se caractérisent habituellement par la présence d’une butée axiale 50 entre sa partie inférieure 13’’ et sa partie supérieure 13’, qui peuvent présenter des sections différentes. La butée axiale 50, par exemple sous forme d’épaulement, est ainsi destinée à venir en butée sur la surface supérieure de la structure transversale de l’avant-dernier étage structurel ES4, de sorte que les guides 13 reposent par gravité sur cette même structure 20. La position de celle-ci selon la direction 8 doit être adaptée de sorte que la partie supérieure 13’ des guides 13 ne fasse pas saillie vers le haut en dehors du panier, et de sorte que la partie inférieure 13’’ ne viennent pas en butée sur le fond du panier ou sur le fond de l’emballage.

La première configuration du panier 1 est adaptée pour répondre aux conditions précédentes, dans le cadre du logement d’un premier type de guides de grappe 13 représenté sur la figure 12. Dans cette première configuration, il est listé ci-dessous, pour chaque étage EEi, le nombre et le type d’organes élémentaires par dispositif d’espacement 30 :
- Etage EE1 : un unique organe 32a ;
- Etage EE2 : deux organes 32a empilés ;
- Etage EE3 : un empilement d’un organe 32a et de deux organes 32b ;
- Etage EE4 : un unique organe 32a.

Pour le logement de guides de grappe 13 d’un second type, présentant par exemple une butée axiale 50 agencée différemment le long de la direction 8, le panier peut être amené dans une seconde configuration représentée sur la figure 13. Pour aboutir à cette seconde configuration, l’un des deux organes 32b de chaque dispositif 30 de l’étage EE3 a été déplacé pour s’empiler sur ou sous l’organe 32a de chaque dispositif 30 de l’étage EE4. La structure transversale de support 20 de l’avant-dernier étage structurel ES4 se trouve ainsi abaissée par rapport à la première configuration.

Enfin, la figure 14 représente un cinquième mode de réalisation préféré de l’invention, dans une première configuration comportant six étages structurels ES1-ES6, et cinq étages d’espacement EE1-EE5. Ces derniers sont également réalisés à l’aide de deux types d’organes élémentaires d’espacement 32a, 32b, toujours de hauteurs différentes H1, H2.

Dans la première configuration du panier représentée sur la figure 14, il est listé ci-dessous, pour chaque étage EEi, le nombre et le type d’organes élémentaires par dispositif d’espacement 30 :
- Etage EE1 : un unique organe 32a ;
- Etage EE2 : un unique organe 32a ;
- Etage EE3 : la succession de cinq organes 32b ;
- Etage EE4 : la succession de deux organes 32b;
- Etage EE5 : un unique organe 32a.

La seconde configuration de ce panier 1, représentée sur la figure 15, montre que le changement de configuration n’est pas limité à une interversion d’organes élémentaires entre les étages d’espacement EEi. En effet, d’autres pièces peuvent être rajoutées par rapport à la première configuration, de même que certaines pièces de celle-ci peuvent être retirées, et non retenues dans une autre configuration. Par conséquent, toutes les pièces du kit ne sont pas nécessairement mises en œuvre dans toutes les configurations possibles du panier.

Dans la seconde configuration de la figure 15, une nouvelle structure transversale 20 est rajoutée, pour former un étage structurel supplémentaire. Ici, cette nouvelle structure 20 remplace l’un des cinq organes élémentaires 32b de chaque dispositif 30 de l’étage EE3 de la première configuration.

Ainsi, dans la seconde configuration de la figure 15, le panier 1 comporte sept étages structurels ES1-ES7, et six étages d’espacement EE1-EE6. Il est listé ci-dessous, pour chaque étage EEi, le nombre et le type d’organes élémentaires par dispositif d’espacement 30 :
- Etage EE1 : un unique organe 32a ;
- Etage EE2 : un unique organe 32a ;
- Etage EE3 : la succession de deux organes 32b ;
- Etage EE4 : la succession de deux organes 32b;
- Etage EE5 : la succession de deux organes 32b;
- Etage EE6 : un unique organe 32a.

Ce principe permet en particulier de moduler le nombre d’étages EEi, ESi d’une configuration à une autre, tout en conservant une hauteur identique de panier.

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 et dont la portée définie par les revendications annexées. En particulier, les différents modes de réalisation préférés peuvent être combinés entre eux.

Claims (14)

1. Panier de rangement (1) à configuration interchangeable, le panier étant destiné à être logé dans un emballage (200) de transport et/ou d’entreposage de matières radioactives, et destiné à recevoir au moins un ensemble radioactif longitudinal (13) s’étendant parallèlement à une direction longitudinale (8) de panier, le panier comprenant une pluralité de structures transversales (20) se succédant selon la direction longitudinale (8) et comprenant, au moins pour certaines d’entre elles, au moins un orifice (24) destiné à être traversé par l’au moins un ensemble radioactif longitudinal (13), les structures transversales (20) étant prévues dans un nombre N correspondant à un entier supérieur ou égal à trois, le panier étant réalisé par l’alternance, selon la direction longitudinale de panier (8), d’étages structurels (ESi) et d’étages (EEi) d’espacement des étages structurels, chaque étage structurel (ESi) étant formé par l’une des structures transversales (20) ou par un empilement de structures transversales (20) au contact les unes des autres, et chaque étage d’espacement (EEi) étant formé par une pluralité de dispositifs d’espacement longitudinal (30) comprenant chacun au moins un organe élémentaire d’espacement (32a, 32b), le panier étant tel qu’au moins un organe élémentaire d’espacement (32a) de l’un des étages d’espacement (EEi) présente une hauteur (H1) différente de la hauteur (H2) d’au moins un organe élémentaire d’espacement (32b) d’un autre étage d’espacement (EEi).
2. Panier de rangement selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’il comprend au moins deux étages d’espacement (EEi) présentant chacun une pluralité de dispositifs d’espacement longitudinal comprenant chacun un unique organe élémentaire d’espacement (32a, 32b), l’unique organe élémentaire (32a) de l’un des deux étages d’espacement (EEi) présentant une hauteur (H1) différente de la hauteur (H2) de l’unique organe élémentaire (32b) de l’autre étage d’espacement (EEi).
3. Panier de rangement selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce qu’au moins un étage d’espacement (EEi) comporte une pluralité de dispositifs d’espacement longitudinal comprenant chacun au moins deux organes élémentaires d’espacement (32a, 32b) se succédant selon la direction longitudinale (8).
4. Panier de rangement selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’au moins un étage d’espacement (EEi) est formé par des dispositifs d’espacement longitudinal (30), comprenant chacun au moins deux organes élémentaires d’espacement (32a, 32b) de hauteurs différentes (H1, H2) et se succédant selon la direction longitudinale (8).
5. Panier de rangement selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque dispositif d’espacement (EEi) prend la forme d’une colonne ou d’un pilier, plein ou creux.
6. Panier de rangement selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les colonnes / piliers sont alignés de manière à former une pluralité de colonnes étendues / piliers étendues (44) s’étendant chacune / chacun sur toute la hauteur du panier entre les deux structures transversales d’extrémité opposées du panier, et étant chacune / chacun interrompu(e) par les structures transversales (ESi) agencées entre les structures transversales d’extrémité du panier.
7. Panier de rangement selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu’au moins l’une des colonnes étendues / l’un des piliers étendus (44) est traversé(e) par un tirant de fixation (40).
8. Panier de rangement selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque organe élémentaire d’espacement (32a, 32b) présente une hauteur (H1, H2) supérieure ou égale à 1 cm.
9. Panier de rangement selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque structure transversale (20) est réalisée d’un seul tenant, ou par l’assemblage de plusieurs éléments (22), par exemple empilés et entrecroisés.
10. Panier de rangement selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comporte des chemises longitudinales (26) traversant les structures transversales (20) et définissant des logements (28) pour les ensembles radioactifs longitudinaux (13).
11. Panier de rangement selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’au moins l’un des étages d’espacement (EEi) est formé par une pluralité de dispositifs d’espacement longitudinal (30) indépendants, espacés transversalement les uns des autres.
12. Ensemble comprenant un emballage (200) de transport et/ou d’entreposage de matières radioactives définissant une cavité de logement (12), ainsi qu’un panier de rangement (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, logé dans ladite cavité (12).
13. Colis (100) comprenant un ensemble selon la revendication précédente, ainsi que des ensembles radioactifs longitudinaux (13) logés dans le panier de rangement (1).
14. Procédé de changement de configuration d’un panier de rangement, en partant d’un panier (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 11 et se présentant selon une première configuration de panier dans laquelle au moins un organe élémentaire d’espacement (32a) d’un étage d’espacement donné (EEi) présente une hauteur (H1) différente de la hauteur (H2) d’au moins un organe élémentaire d’espacement (32b) d’un autre étage d’espacement (EEi), le procédé comprenant la modification du panier selon la première configuration de manière à déplacer au moins l’un des organes élémentaires d’espacement (32a, 32b) de chacun des dispositifs d’espacement (30) de l’étage donné (EEi), vers un étage d’espacement (EEi) différent dudit étage d’espacement donné, afin d’aboutir à un panier (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 12 et se présentant selon une seconde configuration de panier distincte de la première.