FR2532353A1 - Nuclear safety containment vessel of unstressed steel sheets - Google Patents
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Abstract
Description
CUVE DE SECURITE CE REALISATION COMPOSITE ET A SYMETRIE DE
REVOLUTION, NOTAMMENT POUR INSTALLATIONS D'ANERGIE NUCLEAIRE
La présente invention se rapporte à une cuve de sécurité à symétrie de révolution, de préférence pour installations d'énergie nucléaire.SAFETY TANK THIS COMPOSITE AND SYMMETRICAL PRODUCTION
REVOLUTION, ESPECIALLY FOR NUCLEAR ANERGY PLANTS
The present invention relates to a safety tank with symmetry of revolution, preferably for nuclear energy installations.
Ces cuves de sécurité sont des ouvrages exposés à des contraintes extremement fortes. Elles sont soumises à des effets qui agissent aussi bien de l'intérieur que de l'extérieur, peuvent être de nature globale ou locale et s'exercer aussi bien à court terme qu'à long terme. These safety tanks are works exposed to extremely strong constraints. They are subject to effects which act both from the inside and from the outside, can be global or local in nature and can be exerted both in the short term and in the long term.
Pour qu'une cuve de sécurité puisse satisfaire aux exigences qui lui sont imposées Catelles que la protection de l'environnement vis-à-vis de séquelles d'incidents se produisant à l'intérieur de l'installation et la protection de l'installation vis-à-vis d'influences exercées par l'en- vironnement), il est nécessaire de garantir la résistance mécanique , la protection à l'encontre d'une libération-de radio-activité, ainsi que la radioprotection. So that a safety tank can meet the requirements imposed on it Catelles that the protection of the environment vis-à-vis sequelae of incidents occurring inside the installation and the protection of the installation vis-à-vis influences exerted by the environment), it is necessary to guarantee mechanical resistance, protection against a release of radioactivity, as well as radiation protection.
On connait des enceintes de sécurité constituées par plusieurs ouvrages partiels exerçant leur effet d'une manière largement indépendante les uns des autres x une cuve externe, fabriquée en général en béton précontraint ou non précontraint, absorbe les effets provenant de l'extérieur ; une cuve intermédiaire en acier absorbe les influences globales agissant de l'intérieur ; et un ouvrage protecteur interne supplémentaire protège cette cuve intercalaire en acier de destructions locales. Safety enclosures are known which consist of several partial structures exerting their effect in a largely independent manner from each other x an external tank, generally made of prestressed or non-prestressed concrete, absorbs the effects coming from the outside; an intermediate steel tank absorbs global influences acting from the inside; and an additional internal protective structure protects this steel intermediate tank from local destruction.
Une caractéristique particulière de ce type de construction réside dans le fait que des défauts d'étanchéité de la cuve en acier peuvent être compensés grâce à l'espace intermédiaire entre les cuves externe et intercalaire. A particular characteristic of this type of construction lies in the fact that defects in the tightness of the steel tank can be compensated for by the intermediate space between the external and intermediate tanks.
L'inconvénient consiste en l'extrême complexité technologique et en les coûts extrêmement élevés que requiert la construction de ces ouvrages. The disadvantage consists of the extreme technological complexity and the extremely high costs that the construction of these structures requires.
On connaît en outre des cuves de sécurité à paroi unique consistant en du béton précontraint ou non précontraint. There are also known single-walled safety tanks consisting of prestressed or non-prestressed concrete.
L'inconvénient fonct.onnel de ce type de construction est qu'il perd largement son étanchéité en cas de destructions locales du chemisage interne en tôle. The functional disadvantage of this type of construction is that it largely loses its watertightness in the event of local destruction of the internal sheet liner.
On connaît par ailleurs des réalisations non précontraintes qui sont protégées par de la tole et sont en particulier destinées à des locaux confinés dans des centrales nucléaires. There are also known non-prestressed embodiments which are protected by sheet metal and are in particular intended for premises confined in nuclear power plants.
Ce principe de construction n'est pas applicable aux formes de réalisation connues de cuves de sécurité à symétrie de révolution car, par suite des conditions spécifiques de contraintes, des fissures se produisent aléatoirement dans l'ouvrage, ce qui fait que la radioprotection nécessaire ne peut plus être garantie. Un inconvénient important consiste par ailleurs en ce que, en cas de destructions locales du chemisage en tôle interne ou externe, on constate une diminution notable non seulement de l'étanchéité, mais encore de la résistance mecanivue. This principle of construction is not applicable to known embodiments of safety tanks with symmetry of revolution because, as a result of specific stress conditions, cracks occur randomly in the structure, which means that the necessary radiation protection does not can no longer be guaranteed. An important drawback also consists in that, in the event of local destruction of the lining in internal or external sheet, there is a noticeable reduction not only in sealing, but also in mechanical resistance.
L'invention a donc pour objet, en réduisant dans une très large mesure les inconvénients précités des formes de réalisation connues, de proposer une cuve de sécurité dont le type de construction soit hautement industrialisé et optimalement économique, en vue de décentraliser des chantiers compliqués, de raccourcir considérablement les durées de construction et d'atteindre des ressources supplémentaires de production par une diminution des coûts et de la quantité de matière utilisée ; et qui satisfasse aux exigences les plus sévères imposées à une cuve de sécurité dans des installations d'énergie nucléaire, tout sn permettant, du point de vue fonctionnel, d'obtenir dans la mesure la plus large possible, avec une forme de construction intégrée. a une seule paroi, les avantages des types de réalisation à plusieurs parois. The object of the invention is therefore, by reducing to a very large extent the aforementioned drawbacks of the known embodiments, to propose a safety tank whose type of construction is highly industrialized and optimally economical, with a view to decentralizing complicated sites, considerably shorten construction times and reach additional production resources by reducing costs and the quantity of material used; and which meets the most stringent requirements imposed on a safety tank in nuclear energy installations, while allowing, from a functional point of view, to be obtained as widely as possible, with an integrated form of construction. has a single wall, the advantages of the types of construction with several walls.
L'invention a donc pour objet une cuve de sécurité non précontrainte, à'une seule paroi, à symétrie de révolution et dont la paroli est réalisée en plusieurs couches. The subject of the invention is therefore a non-prestressed safety tank, with a single wall, with symmetry of revolution and the paroli of which is produced in several layers.
Conformément à l'invention, cet objet est atteint par le fait que la paroi de la cuve de sécurité consiste en plus de deux couches qui sont imbriquées les unes dans les autres, s'entourent mutuellement et sont constituées par des tôles d'acier équipées ou non d'organes de solidarisation, ainsi que par de-s éléments en forme de tiges. Les espaces intBrmédiaires entre les couches sont comblés par une ma-tière qui est de préférence du béton et ils détePminent rigidement les positions mutuelles desdites couches. According to the invention, this object is achieved by the fact that the wall of the safety tank consists of more than two layers which are nested one inside the other, surround each other and are constituted by steel sheets equipped or not of fastening members, as well as by de-s rod-shaped elements. The intermediate spaces between the layers are filled with a material which is preferably concrete and they rigidly determine the mutual positions of said layers.
La couche interne ainsi que la couche externe de la paroi sont renforcées par des éléments annulaires de traction, ces éléments annulaires pouvant aussi passer entre les couches extrêmes, en guise de couche supplémentaire sous la forme de bandes ou bien en s étendant sur toute la hauteur de la paroi. The inner layer as well as the outer layer of the wall are reinforced by annular traction elements, these annular elements also being able to pass between the extreme layers, as an additional layer in the form of bands or else extending over the entire height. of the wall.
Au moins la couche interne,mais aussi judicieusement la couche externe de la paroi doivent être réalisées étanches aux gaz. Des dispositifs de régulation et d'évacuation contrôlée d'effluents gazeux et liquides pénétrant dans la couche interne par suite de fuites peuvent être placés dans l'espace intermédiaire entre ces couches. La matière comblant les espaces intermédiaires entre les couches peut consister en des matériaux et assemblages de matériaux différents. At least the internal layer, but also judiciously the external layer of the wall must be made gas tight. Regulation and controlled evacuation devices for gaseous and liquid effluents entering the internal layer as a result of leaks can be placed in the space between these layers. The material filling the intermediate spaces between the layers may consist of different materials and assemblies of materials.
L'avantage de la solution proposée par l'invention consiste tout d'abord en ce qu'il est possible d'utiliser un mode de construction renforcé par des tôles dans des cuves de sécurité d'installations d'énergie nucléaire, avec les nombreux avantages que comporte ce mode de construction par rapport à un mode de construction monolithique. Ces avantages sont un raccourcissement de la durée de construction, un morcellemen-t des chantiers de construction, une diminution de la quantité de matériaux de construction utilisée, ainsi qu'un accroissement notable de la productivité. La préfabrication des tronçons dans une chaine de production fortement industrialisée et le mode de montage proposé permettent l'application de technologies optimales de construction pour monter l'ouvrage et ses équipements. The advantage of the solution proposed by the invention consists first of all in that it is possible to use a construction method reinforced by sheets in safety tanks of nuclear energy installations, with the numerous advantages of this construction method compared to a monolithic construction method. These advantages are a shortening of the duration of construction, a fragmentation of construction sites, a reduction in the quantity of construction materials used, as well as a notable increase in productivity. The prefabrication of the sections in a highly industrialized production chain and the proposed assembly method allow the application of optimal construction technologies to assemble the structure and its equipment.
La réalisation de la paroi à plusieurs couches confère également des avantages fonctionnels. The realization of the multi-layer wall also confers functional advantages.
Ces avantages consistent d'une part en la possibilité de réaliser hermétiquement une couche supplémentaire en tale d'acier qui vient s'ajouter au chemisage interne en tale, ce qui accroit globalement l'étanchéité de l'ouvrage et ne supprime pas cette étanchéité en cas de fuites de la couche interne. Lorsque des dispositifs appropriés permettant la régulation et l'évacuation contrôlée d'effluents gazeux et liquides sont interposés entre le chemisage interne en tale et la couche hermétique supplémentaire, la solution proposée par l'invention, acquiert une valeur fonctionnelle analogue à celle d'un mode de construction à plusieurs parois. Par rapport à ce dernier mode de construction, la forme de réalisation selon l'invention présente l'avantage que toutes les couches remplissent des fonctions de support lorsque des effets s exercent de l'intérieur et/ou de l'extérieur, ce qui se traduit par un abaissement notable de la quantité de matière mise en oeuvre. Un autre avantage de la solution de l'invention réside dans le fait que les couches en acier placées à l'intérieur de la paroi se trouvent, par rapport aux bords, à une distance telle qu'elles ne subissent pas des destructions locales en cas d'influences locales extrêmes. These advantages consist on the one hand of the possibility of hermetically making an additional layer of steel sheet which is added to the internal lining in sheet, which overall increases the tightness of the structure and does not remove this tightness in internal layer leaks. When appropriate devices allowing the regulation and the controlled evacuation of gaseous and liquid effluents are interposed between the internal lining in sheet and the additional hermetic layer, the solution proposed by the invention acquires a functional value similar to that of a multi-walled construction method. Compared to this latter construction method, the embodiment according to the invention has the advantage that all the layers fulfill support functions when effects are exerted from the inside and / or from the outside, which is results in a significant reduction in the amount of material used. Another advantage of the solution of the invention lies in the fact that the steel layers placed inside the wall are located, with respect to the edges, at a distance such that they do not undergo local destruction in the event of extreme local influences.
Dans un tel cas, la capacité de charge est ainsi considérablement moins diminuée qu'en l'absence de la réalisation à plusieurs couches telle que proposée par l'invention.In such a case, the load capacity is thus considerably less reduced than in the absence of the production with several layers as proposed by the invention.
L'invention va à présent être décrite plus en détail à titre d'exemples nullement limitatifs en regard du dessin annexé sur lequel
La figure 1 est une coupe transversale de la configuration générale d'une cuve de sécurité ;
La figure 2 est une coupe fragmentaire de la paroi de la cuve de sécurité selon l'invention , et
La figure 3. est une coupe fragmentaire illustrant une autre variante de réalisation selon les figures 1 et 2.The invention will now be described in more detail by way of non-limiting examples with regard to the appended drawing in which
Figure 1 is a cross section of the general configuration of a safety tank;
FIG. 2 is a fragmentary section of the wall of the safety tank according to the invention, and
FIG. 3 is a fragmentary section illustrating another alternative embodiment according to FIGS. 1 and 2.
Dans la paroi d'une uve de sécurité 1, représentée sur les figures 1 et 2, une couche interne 2 et une couche externe 3 consistent en des tôles d'acier qui, pour produire une structure composite, supportent des organes 7 d'ancrage ou de solidarisation dans une matière 8 comblant les espaces intermédiaires entre des couches 2, 3, 4 et 5. In the wall of a safety tank 1, represented in FIGS. 1 and 2, an internal layer 2 and an external layer 3 consist of steel sheets which, to produce a composite structure, support members 7 for anchoring or of joining in a material 8 filling the intermediate spaces between layers 2, 3, 4 and 5.
La couche interne 2 est réalisée étanche aux gaz. The inner layer 2 is made gas tight.
L'espace intermédiaire entre la couche interne 2 et la couche externe 3 est comblé p-ar la matière 8 consistant de préférence en du béton. The intermediate space between the inner layer 2 and the outer layer 3 is filled in by the material 8 preferably consisting of concrete.
Lorsque, en plus de la couche interne 2, la couche externe 3 est elle aussi réalisée étanche aux gaz, des dispositifs 10 sont placés dans l'espace intermédiaire entre ces couches 2 et 3 en vue de la régulation et de 1 'él-imina- tion contrôlée d'effluents gazeux et liquides qui pénétrent dans la couche 2 par suite de fuites. When, in addition to the inner layer 2, the outer layer 3 is also made gas-tight, devices 10 are placed in the intermediate space between these layers 2 and 3 for regulation and 1 el-imina - controlled operation of gaseous and liquid effluents which penetrate into layer 2 as a result of leaks.
Dans l'espace intermédiaire entre les couches 2 et 3, se trouvent en outre des couches 4 et s formées par des éléments entrecroisés en forme de tiges dont la distance, par rapport auxdites couches 2 et 3, est choisie de manière que ces couches 4 et 5 ne soient pas affectées par des détériorations locales. In the intermediate space between layers 2 and 3, there are also layers 4 and s formed by interlocking elements in the form of rods the distance of which, relative to said layers 2 and 3, is chosen so that these layers 4 and 5 are not affected by local deterioration.
La :Forme de réalisation de la paroi sur la figure 3 correspond sensiblement à celie selon la figure 2. The: Embodiment of the wall in FIG. 3 corresponds substantially to that according to FIG. 2.
Dans l'espace intermcdiaire entre la couche interne 2 et la couche externe 3, sont disposées des couches 4 et 5 composées d'éléments individucls en forme de tiges, ainsi que des éléments annulaires de traction qui forment une couche supplémentaire 6 et s' tendent à la manière de bandes ou bien encore sur toute la e hauteur de la paroi, les posi- t ions respectives de toutes ces couches étant déterminées rigidement par la matière 8 comblant les espaces intermédiaires. In the intermediate space between the inner layer 2 and the outer layer 3, are arranged layers 4 and 5 composed of individual elements in the form of rods, as well as annular elements of traction which form an additional layer 6 and tend in the manner of strips or even over the entire height of the wall, the respective positions of all these layers being rigidly determined by the material 8 filling the intermediate spaces.
La couche externe 3 ost renforcée localement par des éléments de traction 9 er tôle d'acier rapportés par soudage. The outer layer 3 is locally reinforced by traction elements 9 er steel sheet added by welding.
Il va de soi que de rombreuses modifications peuvent être apportées à la cuve décrite et représentée, sans sortir du cadre de l'invention. It goes without saying that numerous modifications can be made to the tank described and shown, without departing from the scope of the invention.
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