EP0871180B1 - Emballage de transport de colis dangereux, tels que des colis nucléaires de forte activité - Google Patents

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EP0871180B1
EP0871180B1 EP98400853A EP98400853A EP0871180B1 EP 0871180 B1 EP0871180 B1 EP 0871180B1 EP 98400853 A EP98400853 A EP 98400853A EP 98400853 A EP98400853 A EP 98400853A EP 0871180 B1 EP0871180 B1 EP 0871180B1
Authority
EP
European Patent Office
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packing according
packaging
compartments
shock absorbing
cover
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP98400853A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP0871180A1 (fr
Inventor
Annie Contrepois
Jean-Claude Argoud
Camille Bochard
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robatel SLPI SA
Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Original Assignee
Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Robatel SLPI SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Commissariat a lEnergie Atomique CEA, Robatel SLPI SA filed Critical Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Publication of EP0871180A1 publication Critical patent/EP0871180A1/fr
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Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
    • G21F5/00—Transportable or portable shielded containers
    • G21F5/06—Details of, or accessories to, the containers
    • G21F5/12—Closures for containers; Sealing arrangements

Definitions

  • the invention relates to a packaging designed to allow the safe transport of parcels dangerous, requiring extreme, safe confinement, reliable and controllable.
  • the package according to the invention is particularly suitable for the transport of parcels high-level nuclear weapons whose sealing is not not certain. However, it can be used to transport dangerous packages of a different nature, especially from the chemical industry.
  • Nuclear laboratories and factories produce waste that is classified according to their level of activity, before being transported to their respective storage sites. To facilitate their subsequent transport and storage, waste each category are packaged in drums, for constitute "nuclear packages". The conditions in which is carried out conditioning make random and uncertain package sealing.
  • transport casks The transport of nuclear packages from their production sites up to their storage sites in packaging, usually called “transport casks", which must ensure both effective containment of nuclear material transported and the biological protection of and the environment. These packages must also have a shock and fire resistance to preserve confinement in all circumstances that is to say, especially in the event of an accident during transport of the packaging and in the event of a fall during its handling. Packaging must also ensure efficient evacuation of the heat released by the nuclear material.
  • nuclear waste are sorted into low, medium and high level waste activities, which are packaged separately to form three types of nuclear packages.
  • These three types of nuclear packages are transported in packaging different, which must meet the requirements all the more severe as the activity of the parcels transported is high.
  • the packages are designed to receive a number too as much as possible of parcels, in order to limit the number of trips between the waste production site and the storage site.
  • all packaging intended to carry nuclear packages include several dwellings, called “alveoli”, intended for each receive one or two packages.
  • the external dimensions packaging are independent of the nature of the parcels transported and fixed by the maximum gauge allowed during transport.
  • the thickness of the biological protection is significantly lower in the case of low-level waste than in the case of high level waste.
  • a transport packaging having four juxtaposed cells each of which is sized to receive a single nuclear package.
  • These cavities are formed in a cylindrical body mainly made of a protective material biological, coated with a steel shell over its entire outer surface as well as inside the cells.
  • the cells all open on the upper face, substantially flat, of the body and they are normally closed by individual caps containing also a biological protection material. All the caps are capped globally by a lid single, removably attached to the upper side the body of the package.
  • a hood ensuring the shock protection and heat dissipation, overflows the entire upper surface of the body on which the lid has been fixed.
  • the containment is controlled by connecting the space located between the seals to means of depression. We then monitor, for a relatively long time, the evolution of the pressure in this space, in order to determine the leak rate.
  • This containment control technique dictated by the design of the transport packaging existing, has the disadvantage of being particularly long. Moreover, it translates, at the time of the tests sealing, by transfer of contamination to the outside is all the more important as the rate of leak is high.
  • this current technique of containment control does not detect a possible leak in the lower part of alveoli.
  • the lack of control at this level is all the more regrettable that the inner envelope in steel, which delimits the cells, presents a welding as a possible source of leaks.
  • GB-A-2 166 680 packaging for long-term storage irradiated fuel assemblies, previously stored in pool for about 10 years.
  • This packaging includes a cylindrical body delimiting internally square section housing. Two overlapping plugs are attached to stepped staves of the body, after which an intermediate lid is welded to said body and a closure lid is put in place.
  • the inner cap cooperates with the body by a first seal and the second plug cooperates with the body by two other joints sealing. Passages allow, on the one hand, to inject helium between the two plugs and, on the other hand, to detect a possible leak between the two joints of the second stopper.
  • the subject of the invention is mainly a dangerous package transport packaging, including the original design allows to carry out a control rapid containment, avoiding any transfer of outward contamination when control is made.
  • a package transport package dangerous characterized by the fact that it includes a body internally delimiting at least one cell which leads to the same face of the body, corks individual filling of each cell, and a cover covering the plugs and cooperating with said face by external seals, intermediate and inner encircling simultaneously all caps, the lid being provided with a first connection, capable of being connected to a source of tracer gas under pressure and opening between the joints internal and intermediate sealing, and second connection, capable of being connected to means of depression and detection of the tracer gas, and opening between the intermediate seals and outside.
  • This arrangement makes it possible to perform a rapid containment control without risk of transfer of contamination to the outside since the space put in depression, is separated from the cells by two seals in series.
  • the presence of three seals in series significantly improves the quality of containment.
  • the limit leakage rate can be lowered to 10 -8 Pa.m 3 / s.
  • each cell is preferably delimited by a metal envelope inside, usually made of steel, with at least a weld, doubled by a metal shell exterior, usually copper.
  • the double envelope thus constituted around each cell can then be used to locate the cell or cells with a weld faulty, when the overall containment control, made using the two fittings placed on the cover, reveals an unacceptable leakage.
  • the body of the packaging is then equipped externally with third fittings able to be connected to a source of tracer gas under pressure and piping connect each of the third fittings to the outer metal shell of one of the alveoli, so as to emerge nearby the welding of the inner metal shell.
  • the third fittings are preferably mounted on the aforementioned face of the body, beyond the cover.
  • outer metal envelopes preferably copper
  • adjacent cells are connected together to others by heat dissipation plates made in the same metal.
  • the confinement is preserved in the event of a fall or an accident, by equipping the packaging of a removable damping hood on the face aforementioned body and a removable damper bottom on its opposite face.
  • the removable damper hood as well that the removable damping bottom are formed at least partly stacked balsa. They can also understand structures in honeycombs progressive.
  • the body of the present packaging generally a cylindrical shape, of given axis, and the cells are regularly distributed around this axis.
  • the gripping organs of the packaging are then mounted, preferably, on a peripheral wall of the body, in planes passing through the axis of this last and located between the cells. This provision prevents the cells from being damaged in case of falling of the packaging on one of the organs of gripping.
  • the aforementioned face of the body of the package is formed partly on a metal flange that encircle the alveoli and on which is fixed the lid.
  • the peripheral wall of the body is further materialized by a metallic shirt, one edge, placed on the aforementioned face of the body, is connected to the flange by a deformable sheet in case of shock. This The arrangement helps, again, to preserve the containment of the packaging in the event of a fall or accident.
  • the packaging according to the invention is particularly suitable for transport of high-level nuclear packages, even if it can be used to transport parcels dangerous of different natures such as parcels from the chemical industries.
  • body and plugs include a lead biological protection, which completely surrounds the alveoli.
  • the biological protection of the body is then separated from its peripheral wall by a space filled with concrete.
  • FIGS. 1 and 2 there is shown schematically an embodiment preferential of a package transport package high activity nuclear devices according to the invention.
  • the essential characteristics of this package may be resumed in order to transport others types of hazardous products such as certain products without departing from the scope of the invention.
  • the transport packaging shown on the FIG. 1 mainly comprises a body 10, a hood removable shock absorber 12 and a removable shock-absorbing bottom 14.
  • the body 10 of the package has a cylindrical shape, centered on an axis intended to be oriented substantially in a vertical direction when transport.
  • the peripheral wall and the bottom of the body 10 are materialized by a metal jacket 16, in mechanically welded stainless steel.
  • the upper face 17, substantially flat, of the body 10 is materialized in partly by a metal flange 18, also of steel stainless.
  • the peripheral edge of this flange 18 is spaced from the upper edge of the shirt 16 and connected to it edge by a deformable sheet 20, also of steel welded.
  • the metal flange 18 encircles a disc 19, which has four openings circular. These openings form the passages access to four juxtaposed cells 22, designed to to house four high-level nuclear packages at inside the body 10.
  • the cells 22 form cylindrical housings of the same dimensions, whose axes are parallel to the axis of the body 10 and regularly distributed at the same distance from it as shown in Figure 2.
  • Each of the cells 22 is delimited by waterproof way by an inner metal shell 24, made of stainless steel.
  • This metal envelope interior 24 is formed of a peripheral plate 24a and of a bottom plate 24b welded together by a solder 26 ( Figure 4).
  • the upper edge of the Peripheral plate of the inner metal shell 24 is welded to the disk 19.
  • Each of the cells 22 is normally closed by a plug 28 individual shutter.
  • Each of the plugs 28 is made of a material of protection such as lead, coated with stainless steel.
  • a closure plate 30 is attached to the central portion of the disk 19, so as to maintain places the plugs 28 in their closed position.
  • the plate of closure 30 is fixed on the flange 18 by a screw 32 disposed along the axis of the body 10.
  • a lid 34 completely covers the plugs 28 and the closure plate 30 on the face upper body 10. More specifically ( Figure 3), the lid 34 is fixed by screws 36 on the flange 18 materializing the upper face 17 of the body 10, and it cooperates tightly with this face 17, by three concentric circular seals, which simultaneously encircle all the plugs 28, so to ensure global containment of the cells 22.
  • the screws 36 are arranged outside the joints sealing, relative to the axis of the body 10.
  • the three seals include a seal outside 38, an intermediate seal 40 and a seal 42.
  • the seals 38, 40 and 42 are o-rings that are received in throats concentric formed on the face of the lid 34 intended to be applied against the upper face 17 of the body 10.
  • the cover 34 carries a first connection 44, accessible on its upper face, and which opens in an annular space 47 formed between the joint internal sealing 42 and the seal intermediate 40.
  • This first connector 44 is intended to be connected to an external source (not shown) a tracer gas under pressure such as helium.
  • the lid 34 also carries a second connection 46, accessible from its upper face, which opens into an annular space 48 defined between the intermediate seal 40 and seal outer seal 38.
  • This second connector 47 is intended to be connected to external means (no represented) of depressed space ring 48 and tracer gas detection.
  • the inner metal shell 24 is doubled by an outer metal shell 50, manufactured in copper.
  • the presence of this metal shell outer 50 significantly improves the control of the containment of packages, in relation to existing packaging.
  • the outer metal shell 50 also makes it possible to detect a possible leak of the metal casing 24, for example at the level of the welding 26, using connected external devices at connectors 44 and 46. In particular, the presence of the outer metal casing 50 allows determine the defective cell (s).
  • third connectors 52 are implanted on the upper face of the body 10, beyond the peripheral edge of the cover 34, by example on the deformable sheet 20.
  • Each of the fittings 52 is mounted at a first end of a pipe 54, the opposite end of which is connected to the outer metal casing 50 of the cell 22 corresponding, so as to emerge between this outer metal shell and envelope inner metal 24, close to the weld 26 ( Figure 4).
  • Each of the third connectors 52 is provided to be connected to an external source (no shown) of a tracer gas under pressure such as helium.
  • outer metal casings 50 made of copper, adjacent cells 22, are connected two to two by sheets 56 of heat dissipation.
  • these sheets 56 are made of preferably copper. They extend over the entire height of the outer metal casings 50 and are located approximately on a centered cylinder on the axis of the body 10 of the packaging and tangent externally to the envelopes 50.
  • the sheets 56 facilitate evacuation, to the outside of packaging, heat released by packages high-activity nuclear cells housed in the alveoli 22.
  • the body 10 of the package has a biological protection 58, lead, which surrounds totally the cells at their periphery and in the body bottom 10.
  • This biological protection 58 is separated from the metal jacket 16, which materializes the peripheral wall and the bottom wall of the body 10, by a space filled with concrete 60.
  • the central part of body 10 also comprises a concrete core 62, in the region between the cells 22.
  • grippers 64 of packaging are mounted on the annular part of the metal jacket 16, materializing the wall body peripheral 10. As shown in Figure 2, these gripping members 64 are placed in planes passing through the axis of the body 10 and located between adjacent cells 22. In case of drop of the packaging on one of the gripping members 64, this provision avoids the rupture of the containment cells 22.
  • each of the gripping members 64 is formed of two disjointed metal plates, parallel to the aforementioned plan, including the extreme parts outward facing are partially folded towards each other in relation to this plan, to be welded together at their ends. This configuration accelerates the deformation of the organs of gripping 64 in case of drop of the package. She therefore also helps to avoid any risk of rupture of cell containment 22.
  • the hood removable damper 12 is provided to be fixed on the body 10 by screws 66. More specifically, the screws 66 through a flange formed on the metal shirt 16, near its high end, and they are screwed into an outer metal shell of the hood 12.
  • the outer casing of the damping hood Removable 12 is filled with stacked balsa. This structure allows the hood to absorb shocks by deforming.
  • the damper bottom 14 is fixed so dismountable under the bottom of the body 10, for example at bolts 68.
  • bolts 68 simultaneously cross a flange formed in the bottom of the metal jacket 16 and a flange formed in the top of the damper bottom 14.
  • the removable shock absorbing bottom 14 is made substantially in the same way as the removable damping cover 12.
  • the removable shock absorbing bottom 14 is consisting mainly of a stack of balsa, enclosed in a metal outer casing.
  • balsa in which are formed the hood 12 and the bottom 14 can be replaced by nest structures of progressive bees.
  • the bottom 14 also performs a function shock absorber.
  • the hood 12, the lid 34, the holding plate 30 and the plugs individual 28 are disassembled in turn. We place then in each of the cells 22 one of the packages high-activity nuclear weapons to be transported.
  • the leakage rate obtained using the packaging according to the invention is approximately 10 -8 Pa.m 3 / s.
  • the control equipment is disassembled and the removable damping hood 12 is put in place. The transport of the packaging can then be carried out.
  • each of the connectors 52 to a source of helium, in order to determine the inner metal envelope (s) 24 that are not waterproof.
  • the repair may be to do either through the inside of the cell or through outside. In the latter case, disassembly almost total packing is required.
  • the addition of the removable damping hood 12 and the Removable damper bottom 14 helps preserve the containment of alveoli in all circumstances accidental. Moreover, if a fall occurs, the body 10 of the package can usually be reused, replacing the hood and / or the bottom damaged by the fall.
  • the sheet metal 20 can be deformed and thus helps to preserve the containment of cells 22.
  • the shape and arrangement of the grips 64 also make it possible to avoid any risk of confinement of the cells 22 in the event of a fall in packaging on one of these organs.
  • the invention is not limited to the embodiment which has just been described.
  • the transport packaging according to the invention can be used to transport any dangerous package other than high-level nuclear packages.
  • the biological protection of the body 10 and plugs 28 can be removed or modified.

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Description

Domaine technique
L'invention concerne un emballage conçu pour permettre le transport en toute sécurité de colis dangereux nécessitant un confinement extrême, sûr, fiable et contrôlable.
L'emballage selon l'invention est particulièrement adapté pour le transport de colis nucléaires de haute activité dont l'étanchéité n'est pas certaine. Il peut toutefois être utilisé pour transporter des colis dangereux de nature différente, issus notamment de l'industrie chimique.
Etat de la technique
Les laboratoires et usines nucléaires produisent des déchets qui sont classés selon leur niveau d'activité, avant d'être transportés jusqu'à leurs sites de stockage respectifs. Pour faciliter leur transport et leur stockage ultérieurs, les déchets de chaque catégorie sont conditionnés dans des fûts, pour constituer des "colis nucléaires". Les conditions dans lesquelles s'effectue le conditionnement rendent l'étanchéité des colis aléatoire et incertaine.
Le transport des colis nucléaires de leurs sites de production jusqu'à leurs sites de stockage s'effectue dans des emballages, généralement appelés "châteaux de transport", qui doivent assurer à la fois un confinement efficace des matières nucléaires transportées et la protection biologique des personnes et de l'environnement. Ces emballages doivent aussi présenter une résistance aux chocs et au feu permettant de préserver le confinement en toutes circonstances c'est- à-dire, notamment en cas d'accident lors du transport de l'emballage et en cas de chute lors de sa manutention. Les emballages doivent aussi assurer une évacuation efficace de la chaleur dégagée par les matières nucléaires.
Dans la pratique, les déchets nucléaires sont triés en déchets de faible, moyenne et haute activités, qui sont conditionnés séparément pour former trois types de colis nucléaires. Ces trois types de colis nucléaires sont transportés dans des emballages différents, qui doivent répondre à des exigences d'autant plus sévère que l'activité des colis transportés est élevée.
Quel que soit le type de colis transporté, les emballages sont conçu pour recevoir un nombre aussi grand que possible de colis, afin de limiter le nombre de trajets entre le site de production des déchets et le site de stockage. A cet effet, tous les emballages destinés à transporter des colis nucléaires comprennent plusieurs logements, appelés "alvéoles", destinés à recevoir chacun un ou deux colis.
Par ailleurs, les dimensions extérieures des emballages sont indépendantes de la nature des colis transportés et fixées par le gabarit maximal autorisé lors du transport. Le nombre des alvéoles et le nombre de colis que chacune d'entre elles peut recevoir vont donc en diminuant lorsque l'activité des déchets augmente. En effet, l'épaisseur de la protection biologique est sensiblement moindre dans le cas de déchets de faible activité que dans le cas de déchets de haute activité.
Dans le cas le plus délicat du transport de colis nucléaires de haute activité, on utilise par exemple habituellement un emballage de transport présentant quatre alvéoles juxtaposées dont chacune est dimensionnée pour recevoir un seul colis nucléaire. Ces alvéoles sont formées dans un corps cylindrique principalement réalisé en un matériau de protection biologique, revêtu d'une enveloppe d'acier sur toute sa surface extérieure ainsi qu'à l'intérieur des alvéoles. Les alvéoles débouchent toutes sur la face supérieure, sensiblement plane, du corps et elles sont normalement fermées par des bouchons individuels contenant également un matériau de protection biologique. Tous les bouchons sont coiffés globalement par un couvercle unique, fixé de façon démontable sur la face supérieure du corps de l'emballage. Un capot, assurant la protection aux chocs et l'évacuation de la chaleur, recouvre de façon débordante toute la face supérieure du corps sur laquelle a été fixé le couvercle.
Dans cet emballage existant, destiné au transport des colis nucléaires de haute activité, le confinement est assuré principalement par l'enveloppe intérieure des alvéoles et par deux joints d'étanchéité voisins, qui encerclent simultanément tous les bouchons et sont interposés entre le couvercle coiffant ces derniers et la face correspondante du corps de l'emballage.
Dans un emballage existant de ce type, le confinement est contrôlé en reliant l'espace situé entre les joints à des moyens de mise en dépression. On surveille ensuite, pendant un temps relativement long, l'évolution de la pression dans cet espace, afin de déterminer le taux de fuite.
Cette technique de contrôle du confinement, dictée par la conception de l'emballage de transport existant, a pour inconvénient d'être particulièrement longue. De plus, elle se traduit, au moment des tests d'étanchéité, par un transfert de contamination vers l'extérieur d'autant plus important que le taux de fuite est élevé.
Par ailleurs, cette technique actuelle de contrôle de confinement ne permet pas de détecter une fuite éventuelle dans la partie inférieure des alvéoles. L'absence de contrôle à ce niveau est d'autant plus regrettable que l'enveloppe intérieure en acier, qui délimite les alvéoles, y présente une soudure constituant une source éventuelle de fuites.
Il est à noter, en outre, que les emballages de transport de colis nucléaires de haute activité sont actuellement dépourvus d'amortisseur de fond. De plus, les organes de préhension qui sont montés sur l'enveloppe extérieure en acier du corps de l'emballage sont situés en face des alvéoles et sont relativement rigides. Le risque pour que le confinement des alvéoles soit rompu en cas de chute de l'emballage sur l'un de ces organes de préhension n'est donc pas totalement exclu.
On connaít aussi du document GB-A-2 166 680 un emballage destiné au stockage de longue durée d'assemblages combustibles irradiés, préalablement stockés en piscine pendant environ 10 ans. Cet emballage comprend un corps cylindrique délimitant intérieurement des logements de section carrée. Deux bouchons superposés sont fixés sur des portés en gradin du corps, après quoi un couvercle intermédiaire est soudé sur ledit corps et un couvercle de fermeture est mis en place. Le bouchon intérieur coopère avec le corps par un premier joint d'étanchéité et le second bouchon coopère avec le corps par deux autres joints d'étanchéité. Des passages permettent, d'une part, d'injecter de l'hélium entre les deux bouchons et, d'autre part, de détecter une fuite éventuelle entre les deux joints du second bouchon.
Exposé de l'invention
L'invention a principalement pour objet un emballage de transport de colis dangereux, dont la conception originale permet d'effectuer un contrôle rapide du confinement, en évitant tout transfert de contamination vers l'extérieur lorsque le contrôle est effectué.
Conformément à l'invention, ce résultat est obtenu au moyen d'un emballage de transport de colis dangereux, caractérisé par le fait qu'il comprend un corps délimitant intérieurement au moins une alvéole qui débouche sur une même face du corps, des bouchons d'obturation individuelle de chaque alvéole, et un couvercle recouvrant les bouchons et coopérant avec ladite face par des joints d'étanchéité extérieur, intermédiaire et intérieur qui encerclent simultanément tous les bouchons, le couvercle étant muni d'un premier raccord, apte à être relié à une source de gaz traceur sous pression et débouchant entre les joints d'étanchéité intérieur et intermédiaire, et d'un deuxième raccord, apte à être relié à des moyens de mise en dépression et de détection du gaz traceur, et débouchant entre les joints d'étanchéité intermédiaire et extérieur.
Cet agencement permet d'effectuer un contrôle rapide du confinement, sans risque de transfert de contamination vers l'extérieur puisque l'espace mis en dépression, est séparé des alvéoles par deux joints d'étanchéité en série.
De plus, la présence de trois joints d'étanchéité en série améliore sensiblement la qualité du confinement. A titre d'illustration, le taux de fuite limite peut être abaissé à 10-8 Pa.m3/s.
Par ailleurs, afin d'améliorer le contrôle global du confinement des alvéoles, chaque alvéole est de préférence délimitée par une enveloppe métallique intérieure, généralement en acier, comportant au moins une soudure, doublée par une enveloppe métallique extérieure, généralement en cuivre.
La double enveloppe ainsi constituée autour de chaque alvéole peut alors être utilisée pour localiser la ou les alvéoles présentant une soudure défectueuse, lorsque le contrôle global du confinement, réalisé à l'aide des deux raccords placés sur le couvercle, révèle un défaut d'étanchéité inacceptable.
A cet effet, le corps de l'emballage est alors équipé extérieurement de troisièmes raccords aptes à être reliés à une source de gaz traceur sous pression et des tuyauteries relient chacun des troisièmes raccords à l'enveloppe métallique extérieure de l'une des alvéoles, de façon à déboucher à proximité de la soudure de l'enveloppe métallique intérieure. Les troisièmes raccords sont montés de préférence sur la face précitée du corps, au-delà du couvercle.
Dans ce cas, un outillage spécial, apte à être relié à des moyens de mise en dépression et de détection du gaz traceur, peut être monté à la place du couvercle. En injectant le gaz traceur successivement dans chacun des troisièmes raccords, il est ainsi possible de déterminer l'alvéole dont l'enveloppe métallique intérieure peut être en défaut. Selon la cas, cette alvéole ne sera plus utilisée, ou elle sera réparée.
Pour faciliter l'évacuation de la chaleur, les enveloppes métalliques extérieures, de préférence en cuivre, des alvéoles voisines sont reliées les unes aux autres par des tôles de dissipation thermique réalisées dans le même métal.
Dans une forme de réalisation préférentielle de l'invention, le confinement est préservé en cas de chute ou d'accident, en équipant l'emballage d'un capot amortisseur amovible sur la face précitée du corps et d'un fond amortisseur amovible sur sa face opposée. Le capot amortisseur amovible ainsi que le fond amortisseur amovible sont formés au moins en partie de balsa empilé. Ils peuvent également comprendre des structures en nids d'abeilles progressives.
Le corps de l'emballage présente généralement une forme cylindrique, d'axe donné, et les alvéoles sont régulièrement réparties autour de cet axe. Les organes de préhension de l'emballage sont alors montés, de préférence, sur une paroi périphérique du corps, dans des plans passant par l'axe de ce dernier et situés entre les alvéoles. Cette disposition permet d'éviter que les alvéoles soient endommagées en cas de chute de l'emballage sur l'un des organes de préhension.
Afin de réduire encore ce risque, on rend les organes de préhension déformables en les incurvant au moins en partie par rapport aux plans dans lesquels ils sont montés.
La face précitée du corps de l'emballage est formée en partie sur une bride métallique qui encercle les alvéoles et sur laquelle est fixé le couvercle. La paroi périphérique du corps est en outre matérialisée par une chemise métallique dont un bord, placé sur la face précitée du corps, est relié à la bride par une tôle déformable en cas de choc. Cet agencement contribue, là encore, à préserver le confinement de l'emballage en cas de chute ou d'accident.
Comme on l'a déjà observé, l'emballage selon l'invention est particulièrement adapté pour le transport de colis nucléaires de haute activité, même s'il peut être utilisé pour transporter des colis dangereux de natures différentes tels que des colis issus des industries chimiques.
Dans l'application au transport de colis nucléaires, le corps et les bouchons incluent une protection biologique en plomb, qui entoure totalement les alvéoles. La protection biologique du corps est alors séparée de sa paroi périphérique par un espace rempli de béton.
Brève description des dessins
On décrira à présent, à titre d'exemple non limitatif, une forme de réalisation préférentielle de l'invention, en se référant aux dessins annexés, dans lesquels :
  • la figure 1 est une vue en coupe verticale qui représente schématiquement un emballage de transport conforme à l'invention ;
  • la figure 2 est une vue en coupe selon la ligne II-II de la figure 1 ;
  • la figure 3 est une vue à plus grande échelle qui représente un détail de l'emballage ; et
  • la figure 4 est une vue en coupe représentant un autre détail de l'emballage selon l'invention.
Exposé détaillé d'une forme de réalisation préférentielle.
Sur les figures 1 et 2, on a représenté de façon schématique une forme de réalisation préférentielle d'un emballage de transport de colis nucléaires de haute activité conforme à l'invention. Les caractéristiques essentielles de cet emballage peuvent être reprises afin de transporter d'autres types de produits dangereux tels que certains produits chimiques, sans sortir du cadre de l'invention.
L'emballage de transport illustré sur la figure 1 comprend principalement un corps 10, un capot amortisseur amovible 12 et un fond amortisseur amovible 14.
Le corps 10 de l'emballage présente une forme cylindrique, centrée sur un axe prévu pour être orienté sensiblement selon une direction verticale lors du transport. La paroi périphérique et le fond du corps 10 sont matérialisés par une chemise métallique 16, en acier inoxydable mécanosoudé. La face supérieure 17, sensiblement plane, du corps 10 est matérialisée en partie par une bride métallique 18, également en acier inoxydable. Le bord périphérique de cette bride 18 est espacé du bord supérieur de la chemise 16 et relié à ce bord par une tôle déformable 20, également en acier mécanosoudé.
La bride métallique 18 encercle un disque métallique 19, qui présente quatre ouvertures circulaires. Ces ouvertures forment les passages d'accès à quatre alvéoles juxtaposées 22, conçues pour loger quatre colis nucléaires de haute activité à l'intérieur du corps 10.
De façon plus précise, les alvéoles 22 forment des logements cylindriques de mêmes dimensions, dont les axes sont parallèles à l'axe du corps 10 et régulièrement répartis à une même distance de celui-ci comme l'illustre la figure 2.
Chacune des alvéoles 22 est délimitée de façon étanche par une enveloppe métallique intérieure 24, en acier inoxydable. Cette enveloppe métallique intérieure 24 est formée d'une tôle périphérique 24a et d'une tôle de fond 24b soudées entre elles par une soudure 26 (figure 4). De plus, le bord supérieur de la tôle périphérique de l'enveloppe métallique intérieure 24 est soudé au disque 19.
Chacune des alvéoles 22 est normalement obturée par un bouchon 28 d'obturation individuelle. Chacun des bouchons 28 est réalisé en un matériau de protection tel que du plomb, revêtu d'acier inoxydable.
Une plaque de fermeture 30 est fixée sur la partie centrale du disque 19, de façon à maintenir en place les bouchons 28 dans leur position fermée. Dans la forme de réalisation représentée, la plaque de fermeture 30 est fixée sur la bride 18 par une vis 32 disposée selon l'axe du corps 10.
Un couvercle 34 recouvre en totalité les bouchons 28 et la plaque de fermeture 30 sur la face supérieure du corps 10. Plus précisément (figure 3), le couvercle 34 est fixé par des vis 36 sur la bride 18 matérialisant la face supérieure 17 du corps 10, et il coopère de façon étanche avec cette face 17, par trois joints d'étanchéité circulaires concentriques, qui encerclent simultanément tous les bouchons 28, de façon à assurer un confinement global des alvéoles 22. Les vis 36 sont disposés à l'extérieur des joints d'étanchéité, par rapport à l'axe du corps 10.
Comme l'illustre plus en détail la figure 3, les trois joints d'étanchéité comprennent un joint extérieur 38, un joint intermédiaire 40 et un joint intérieur 42. Les joints d'étanchéité 38, 40 et 42 sont des joints toriques qui sont reçus dans des gorges concentriques formées sur la face du couvercle 34 prévue pour être appliquée contre la face supérieure 17 du corps 10.
Le couvercle 34 porte un premier raccord 44, accessible sur sa face supérieure, et qui débouche dans un espace annulaire 47 formé entre le joint d'étanchéité intérieur 42 et le joint d'étanchéité intermédiaire 40. Ce premier raccord 44 est prévu pour être relié à une source extérieure (non représentée) d'un gaz traceur sous pression tel que de l'hélium.
Le couvercle 34 porte également un deuxième raccord 46, accessible depuis sa face supérieure, qui débouche dans un espace annulaire 48 défini entre le joint d'étanchéité intermédiaire 40 et le joint d'étanchéité extérieur 38. Ce deuxième raccord 47 est prévu pour être relié à des moyens extérieurs (non représentés) de mise en dépression de l'espace annulaire 48 et de détection des gaz traceurs.
Dans sa partie située en dessous du bouchon 28 d'obturation individuelle de chacune des alvéoles 22, l'enveloppe métallique intérieure 24 est doublée par une enveloppe métallique extérieure 50, fabriquée en cuivre. La présence de cette enveloppe métallique extérieure 50 permet d'améliorer sensiblement le contrôle du confinement des colis, par rapport aux emballages existants. L'enveloppe métallique extérieure 50 permet aussi de détecter une éventuelle fuite de l'enveloppe métallique 24, par exemple au niveau de la soudure 26, à l'aide des dispositifs extérieurs reliés aux raccords 44 et 46. En particulier, la présence de l'enveloppe métallique extérieure 50 permet de déterminer la ou les alvéoles défectueuses.
A cet effet, quatre troisième raccords 52 sont implantés sur la face supérieure du corps 10, au-delà du bord périphérique du couvercle 34, par exemple sur la tôle déformable 20. Chacun des raccords 52 est monté à une première extrémité d'une tuyauterie 54, dont l'extrémité opposée est raccordée sur l'enveloppe métallique extérieure 50 de l'alvéole 22 correspondante, de façon à déboucher entre cette enveloppe métallique extérieure et l'enveloppe métallique intérieure 24, à proximité de la soudure 26 (figure 4).
Chacun des troisièmes raccords 52 est prévu pour être relié à une source extérieure (non représentée) d'un gaz traceur sous pression tel que de l'hélium.
Comme on le verra plus en détail par la suite, lorsqu'on désire localiser l'alvéole 22 défectueuse en utilisant les troisièmes raccords 52, on remplace le couvercle 34 par un outillage spécial (non représenté) qui ne fait pas partie de l'emballage. Cet outillage est constitué par une pièce analogue au couvercle 34, raccordée à des moyens extérieurs (non représentés) de mise en dépression des alvéoles 22 et de détection du gaz traceur.
Comme l'illustre notamment la figure 2, les enveloppes métalliques extérieures 50, réalisées en cuivre, des alvéoles 22 adjacentes, sont reliées deux à deux par des tôles 56 de dissipation thermique. Comme les enveloppes 50, ces tôles 56 sont réalisées de préférence en cuivre. Elles s'étendent sur toute la hauteur des enveloppes métalliques extérieures 50 et sont situées approximativement sur un cylindre centré sur l'axe du corps 10 de l'emballage et tangent extérieurement aux enveloppes 50. Les tôles 56 facilitent l'évacuation, vers l'extérieur de l'emballage, de la chaleur dégagée par les colis nucléaires de haute activité logés dans les alvéoles 22.
Comme l'illustrent notamment les figures 1 et 2, le corps 10 de l'emballage comporte une protection biologique 58, en plomb, qui entoure totalement les alvéoles à leur périphérie et dans le fond du corps 10. Cette protection biologique 58 est séparée de la chemise métallique 16, qui matérialise la paroi périphérique et la paroi de fond du corps 10, par un espace rempli de béton 60. La partie centrale du corps 10 comprend également un noyau de béton 62, dans la région située entre les alvéoles 22.
Quatre organes de préhension 64 de l'emballage sont montés sur la partie annulaire de la chemise métallique 16, matérialisant la paroi périphérique du corps 10. Comme le montre la figure 2, ces organes de préhension 64 sont placés dans des plans passant par l'axe du corps 10 et situés entre les alvéoles 22 adjacentes. En cas de chute de l'emballage sur l'un des organes de préhension 64, cette disposition permet d'éviter la rupture du confinement des alvéoles 22.
De plus, chacun des organes de préhension 64 est formé de deux plaques métalliques disjointes, parallèles au plan précité, dont les parties extrêmes tournées vers l'extérieur sont partiellement repliées l'une vers l'autre par rapport à ce plan, pour être soudées l'une à l'autre à leurs extrémités. Cette configuration accélère la déformation des organes de préhension 64 en cas de chute de l'emballage. Elle contribue donc également à éviter tout risque de rupture du confinement des alvéoles 22.
Comme le montre la figure 1, le capot amortisseur amovible 12 est prévu pour être fixé sur le corps 10 par des vis 66. Plus précisément, les vis 66 traversent une bride formée sur la chemise métallique 16, à proximité de son extrémité haute, et elles sont vissées dans une enveloppe métallique extérieure du capot 12. L'enveloppe extérieure du capot amortisseur amovible 12 est remplie de balsa empilé. Cette structure permet au capot d'amortir les chocs en se déformant.
Le fond amortisseur 14 est fixé de façon démontable sous le fond du corps 10, par exemple au moyen de boulons 68. Plus précisément, les boulons 68 traversent simultanément une bride formée dans le bas de la chemise métallique 16 et une bride formée dans le haut du fond amortisseur 14.
Par ailleurs, le fond amortisseur amovible 14 est réalisé sensiblement de la même manière que le couvercle amortisseur amovible 12. Ainsi, il est constitué principalement par un empilement de balsa, enfermé dans une enveloppe extérieure métallique.
Il est à noter qu'en variante, une partie du balsa dans lequel sont formés le capot 12 et le fond 14 peut être remplacée par des structures en nids d'abeilles progressives.
Le fond 14 remplit également une fonction d'amortisseur de choc.
Lorsqu'on désire utiliser l'emballage de transport qui vient d'être décrit, le capot 12, le couvercle 34, la plaque de maintien 30 et les bouchons individuels 28 sont démontés à tour de rôle. On place ensuite dans chacune des alvéoles 22 l'un des colis nucléaires de haute activité à transporter.
Lorsque les quatre alvéoles 22 sont remplies, on remet en place les bouchons individuels 28, la plaque de maintien 30 et le couvercle 34.
On procède alors au contrôle de l'étanchéité du joint intermédiaire 40, en reliant le premier raccord 44 à une source d'hélium sous pression et en reliant le deuxième raccord 46 à un circuit comprenant des moyens de mise en dépression de l'espace annulaire 48 ainsi que des moyens de détection d'hélium. On obtient ainsi rapidement une mesure du taux de fuite, représentative de la qualité du confinement obtenu.
En l'absence de problème particulier, le taux de fuite obtenu à l'aide de l'emballage conforme à l'invention est d'environ 10-8 Pa.m3/s.
Si la valeur du taux de fuite mesurée est inférieure ou égale à un seuil réglementaire, fixé actuellement à 10-7 Pa.m3/s, l'appareillage de contrôle est démonté et le capot amortisseur amovible 12 est mis en place. Le transport de l'emballage peut alors être effectué.
Si le contrôle de fuite à l'hélium fournit un résultat non satisfaisant, malgré plusieurs démontages et nettoyages successifs des surfaces assurant l'étanchéité entre le couvercle 34 et le corps 10, le couvercle 34 est démonté, ainsi que la plaque de maintien 30 et les bouchons 28, et les alvéoles 22 sort vidées.
On place ensuite sur le corps 10 vide l'outillage spécial permettant de mettre en dépression simultanément toutes les alvéoles 22. Lorsque la dépression désirée est obtenue, on relie à tour de rôle chacun des raccords 52 à une source d'hélium, afin de déterminer la ou les enveloppes métalliques intérieures 24 qui ne sont pas étanches.
Lorsque la ou les fuites ont été localisées, on peut décider à volonté soit d'utiliser l'emballage de façon partielle en laissant vides la ou les alvéoles non étanches, soit de réparer la ou les soudures défectueuses.
Dans ce dernier cas, la réparation peut se faire soit par l'intérieur de l'alvéole, soit par l'extérieur. Dans ce dernier cas, un démontage presque total de l'emballage est nécessaire.
Lors du transport, il est à noter que l'adjonction du capot amortisseur amovible 12 et du fond amortisseur amovible 14 permet de préserver le confinement des alvéoles dans toutes les circonstances accidentelles. De plus, si une chute se produit, le corps 10 de l'emballage peut généralement être réutilisé, en remplaçant le capot et/ou le fond endommagé par la chute.
Il est à noter qu'en cas de chute, la tôle 20 peut se déformer et contribue ainsi à préserver le confinement des alvéoles 22.
Par ailleurs et comme on l'a déjà observé, la forme et l'agencement des organes de préhension 64 permettent également d'éviter tout risque de rupture du confinement des alvéoles 22 en cas de chute de l'emballage sur l'un de ces organes.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à la forme de réalisation qui vient d'être décrite. En particulier, l'emballage de transport selon l'invention peut être utilisé pour transporter tous colis dangereux autres que des colis nucléaires de haute activité. Dans ce cas, la protection biologique du corps 10 et des bouchons 28 peut être supprimée ou modifiée.

Claims (15)

  1. Emballage de transport de colis dangereux, caractérisé par le fait qu'il comprend un corps (10) délimitant intérieurement au moins une alvéole (22) qui débouche sur une même face (17) du corps, des bouchons (28) d'obturation individuelle de chaque alvéole, et un couvercle (34) recouvrant les bouchons et coopérant avec ladite face (17) par des joints d'étanchéité extérieur (38), intermédiaire (40) et intérieur (42) qui encerclent simultanément tous les bouchons, le couvercle étant muni d'un premier raccord (44), apte à être relié à une source de gaz traceur sous pression et débouchant entre les joints d'étanchéité intérieur (42) et intermédiaire (40), et d'un deuxième raccord (46), apte à être relié à des moyens de mise en dépression et de détection du gaz traceur, et débouchant entre les joints d'étanchéité intermédiaire (40) et extérieur (38).
  2. Emballage selon la revendication 1, dans lequel chaque alvéole (22) est délimitée par une enveloppe métallique intérieure (24) comportant au moins une soudure (26), doublée par une enveloppe métallique extérieure (50).
  3. Emballage selon la revendication 2, dans lequel le corps (10) est équipé extérieurement de troisièmes raccords (52) aptes à être reliés à une source de gaz traceur sous pression, des tuyauteries (54) reliant chacun des troisièmes raccords (52) à l'enveloppe métallique extérieure (50) de l'une des alvéoles, de façon à déboucher à proximité de ladite soudure (26).
  4. Emballage selon la revendication 3, dans lequel les troisièmes raccords (52) sont montés sur ladite face (17) du corps (10), au-delà du couvercle (34).
  5. Emballage selon l'une quelconque des revendications 3 et 4, dans lequel un outillage spécial, apte à être relié à des moyens de mise en dépression et de détection du gaz traceur, peut être monté à la place du couvercle (34).
  6. Emballage selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, dans lequel les enveloppes métalliques extérieures (50) des alvéoles (22) voisines sont reliées les unes aux autres par des tôles (56) de dissipation thermique.
  7. Emballage selon la revendication 6, dans lequel les enveloppes métalliques extérieures (50) et les tôles (56) de dissipation thermique sont en cuivre.
  8. Emballage selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel un capot amortisseur amovible (12) et un fond amortisseur amovible (14) sont montés respectivement sur ladite face (17) et sur une face opposée du corps.
  9. Emballage selon la revendication 8, dans lequel le capot amortisseur amovible (12) et le fond amortisseur amovible (14) sont formés, au moins en partie, de balsa empilé.
  10. Emballage selon la revendication 9, dans lequel le capot amortisseur amovible (12) et le fond amortisseur amovible (14) comprennent également des structures en nids d'abeilles progressives.
  11. Emballage selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le corps (10) présente une forme cylindrique, d'axe donné, et les alvéoles (22) sont régulièrement réparties autour de cet axe, et dans lequel des organes de préhension (64) de l'emballage sont montés sur une paroi périphérique du corps (10), dans des plans passant par l'axe de ce dernier et situés entre les alvéoles (22).
  12. Emballage selon la revendication 11, dans lequel les organes de préhension (64) sont au moins partiellement incurvés par rapport aux plans dans lesquels ils sont montés.
  13. Emballage selon l'une quelconque des revendications 11 et 12, dans lequel ladite face (17) du corps (10) est formée en partie sur une bride métallique (18) qui encercle les alvéoles (22) et sur laquelle est fixé le couvercle (34), la paroi périphérique du corps étant matérialisée par une chemise métallique (16) dont un bord, placé sur ladite face du corps (10), est relié à la bride (18) par une tôle déformable (20).
  14. Emballage selon l'une quelconque des revendications 11 à 13, dans lequel le corps (10) et les bouchons (28) incluent une protection biologique (58), qui entoure totalement les alvéoles, la protection biologique (58) du corps (10) étant séparée de sa paroi périphérique par un espace rempli de béton (60).
  15. utilisation d'un emballage selon l'une quelconque des revendications précédentes, pour le transport de colis nucléaires de haute activité.
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