Procédé et installation de décontamination d'un générateur de vapeur nucléaire usagé

Description

[0001] La présente invention concerne un procédé et une installation de décontamination de la partie primaire d'un générateur de vapeur usagé d'un réacteur nucléaire à eau légère sous pression.

[0002] Cette partie primaire comporte des éléments d'échange de chaleur, en particulier un faisceau de tubes en U dont les extrémités sont raccordées à une boîte à eau et sont fixées dans une plaque tubulaire. La surface externe des tubes de ce faisceau est en contact avec l'eau d'alimentation d'un circuit secondaire.

[0003] Pendant le fonctionnement du générateur de vapeur, les tubes du faisceau sont soumis à des contraintes importantes pouvant endommager les tubes et provoquer des fuites entre la partie primaire et le circuit secondaire.

[0004] Les tubes défectueux ou suspects sont mis hors service, au cours d'opérations de maintenance et de contrôle, en obturant leurs extrémités par des bouchons.

[0005] Lorsque la proportion de tubes bouchés dans le faisceau devient trop importante, notamment lorsque plus de 10% des tubes dans le faisceau sont défectueux, les performances du générateur de vapeur diminuent notablement et ce dernier est retiré du service et éventuellement remplacé.

[0006] Le générateur de vapeur hors service émet des rayonnements de forte activité atteignant plusieurs centaines de curie. Ce rayonnement rend le transport du générateur de vapeur très difficile et coûteux.

[0007] On préfère donc stocker le générateur de vapeur hors service dans une enceinte construite sur le site même de la centrale nucléaire d'où il provient.

[0008] Pendant toute la période de stockage, le générateur de vapeur fortement radioactif doit faire l'objet d'une surveillance radiologique périodique. Pour éviter d'avoir à effectuer la surveillance du générateur de vapeur hors service, et pour remédier à divers problèmes de stockage, on a envisagé de démanteler ce générateur de façon à réduire le volume des déchets stockés et à récupérer ou recycler certains matériaux nobles contenus dans le générateur, en particulier l'Inconel utilisé habituellement pour la fabrication des tubes du faisceau.

[0009] Préalablement au démantèlement du générateur de vapeur, il est nécessaire de réduire l'activité de celui-ci en le décontaminant.

[0010] La contamination radioactive du générateur de vapeur est essentiellement répartie sur la surface interne des tubes du faisceau et de la boîte à eau.

[0011] Cette contamination est due notamment à la présence d'une couche d'oxydes contenant des radionucléïdes tels que le cobalt 60, le cobalt 58 et le manganèse 54.

[0012] La contamination est concentrée dans l'épaisseur de la couche d'oxydes (3 à 5 µm environ) et superficiellement dans la paroi métallique des tubes sur une épaisseur d'environ 3 µm.

[0013] On connaît déjà dans l'état de la technique, notamment dans WO 90/0 1774, un procédé de décontamination d'une surface comportant des dépôts d'oxydes radioactifs au moyen de cérium de valence IV sous forme d'ions Ce4+ en solution dans un milieu acide.

[0014] La solution de cérium constitue un milieu chimique agressif et fortement oxydant permettant d'éroder la couche d'oxydes et la surface contaminée. Au cours de la décontamination, le cérium est réduit à la valence III puis régénéré à la valence IV par injection d'ozone dans la solution. La température de la solution doit être inférieure à 60°C pour ne pas détruire intempestivement l'ozone injecté.

[0015] On connaît également dans l'état de la technique, notamment d'après FR-A-2 547 449, une installation de décontamination de la partie primaire d'un générateur de vapeur usagé d'un réacteur nucléaire à eau légère sous pression, cette partie primaire comportant une pluralité d'éléments d'échange de chaleur, l'installation comportant un circuit de décontamination en boucle fermée.

[0016] L'invention a pour but de décontaminer efficacement la partie primaire d'un générateur de vapeur, en particulier le faisceau de tubes, en utilisant un volume limité de solution de décontamination, ceci sans créer de surpression à l'intérieur de la partie primaire, sans élever la température de la solution au delà de 60° C et en minimisant les volumes de déchets produits.

[0017] A cet effet l'invention a pour objet un procédé de décontamination de la partie primaire d'un générateur de vapeur usagé d'un réacteur nucléaire à eau légère sous pression, cette partie primaire comportant une pluralité d'éléments d'échange de chaleur, le procédé comprenant la mise en contact des surfaces contaminées de la partie primaire avec une solution de décontamination acide comportant du cérium de valence IV sous forme d'ions Ce⁴⁺ , caractérisé par le fait qu'on subdivise la pluralité d'éléments d'échange de chaleur contaminés en plusieurs sous-ensembles et qu'on fait subir successivement à chaque sous-ensemble les étapes de décontamination suivantes :

• on fait circuler en circuit fermé un volume prédéterminé de solution de décontamination dans les éléments contaminés du sous-ensemble, pendant une durée T, en alimentant continuellement la solution de décontamination en ozone,
• on vidange la solution de décontamination,
• on fait circuler une solution de rinçage dans le sous-ensemble d'éléments contaminés,
• on vidange la solution de rinçage.

[0018] Habituellement, la partie primaire du générateur de vapeur comporte un faisceau de tubes en U formant des éléments d'échange de chaleur, les tubes ayant leurs deux extrémités raccordées respectivement aux deux compartiments d'une boîte à eau. Le faisceau comprend des tubes sains dont les extrémités sont ouvertes et des tubes défectueux dont les extrémités sont obturées par des bouchons.

[0019] Suivant d'autres caractéristiques de l'invention:

• on subdivise le faisceau en plusieurs sous-ensembles comportant chacun un nombre sensiblement identique de tubes, on fait circuler la solution de décontamination successivement dans chaque sous-ensemble de tubes, simultanément dans tous les tubes sains d'un même sous-ensemble , et après avoir décontaminé tous les tubes sains du faisceau, on bouche les deux extrémités des tubes sains décontaminés, et on perce les bouchons des tubes défectueux non décontaminés, on fait circuler la solution de décontamination à travers les deux compartiments de la boîte à eau et les tubes défectueux,
• la solution de décontamination comprend de l'acide nitrique imposant un pH de la solution compris entre 0,5 et 1, du nitrate de cérium suivant une proportion de 8 à 10 g/l, et de l'ozone suivant une concentration de 2,5 ppm,
• la température de la solution est comprise entre 20 et 30°C,
• chaque sous-ensemble du faisceau comprend environ 400 tubes et le volume de solution de décontamination est d'environ 3 m³,
• la durée T de circulation de la solution de décontamination dans chaque sous-ensemble de tubes du faisceau est comprise entre 6 et 24 h,
• on inverse le sens de circulation de la solution de décontamination dans les tubes du faisceau environ toutes les heures,
• la vitesse de circulation de la solution de décontamination dans les tubes du faisceau est comprise entre 2,5 cm/s et 25 cm/s,
• la solution de rinçage comprend de l'eau déminéralisée et de l'eau oxygénée,
• la solution de décontamination circulant dans les éléments contaminés de la partie primaire est filtrée à travers au moins un filtre captant les particules arrachées par la solution à la partie primaire, ceci tant que la perte de charge à travers le filtre est inférieure à une valeur prédéterminée,
• on traite les effluents liquides comprenant la solution de décontamination et la solution de rinçage après leur utilisation dans les éléments de la partie primaire, en effectuant les étapes suivantes, on injecte dans les effluents liquides un agent réduisant les ions Ce⁴⁺ en ions Ce³⁺, on injecte un agent neutralisant la solution, on assèche les effluents liquides, et on confine les effluents asséchés dans des enceintes adaptées pour le stockage de déchets de faible et moyenne activité,
• l'agent de réduction des ions Ce⁴⁺ en ions Ce³⁺ comprend de l'eau oxygénée,
• l'agent de neutralisation des effluents comprend de la soude,
• on assèche les effluents liquides par évaporation sous vide.

[0020] En variante, on assèche les effluents liquides en effectuant, dans un premier temps, une centrifugation des effluents de façon à recueillir les déchets insolubles des effluents, et dans un deuxième temps, en effectuant une évaporation sous vide des effluents de façon à recueillir les déchets solubles.

[0021] L'invention a également pour objet une installation de décontamination de la partie primaire d'un générateur de vapeur usagé d'un réacteur nucléaire à eau légère sous pression, cette partie primaire comportant une pluralité d'éléments d'échange de chaleur, l'installation comportant un circuit de décontamination en boucle fermée, caractérisée en ce que le circuit de décontamination en boucle fermée comprend des moyens de raccordement amovibles conçus pour être raccordés aux extrémités amont et aval d'un sous-ensemble d'éléments contaminés de la partie primaire du générateur de vapeur, le circuit comprenant un réservoir de circulation d'une solution de décontamination acide comportant du cérium de valence IV sous forme d'ions Ce⁴⁺, et des moyens de mise en circulation de la solution raccordés entre le réservoir et ledit moyen de raccordement amovible destiné à être raccordé à l'extrémité amont du sous-ensemble d'éléments contaminés de la partie primaire du générateur de vapeur, l'installation comprenant de plus des moyens d'ozonation de la solution de décontamination.

[0022] Suivant d'autres caractéristiques de cette installation :

• le circuit de décontamination en boucle fermée comprend des moyens de filtration raccordés entre ledit moyen de raccordement amovible destiné à être raccordé à l'extrémité aval du sous-ensemble d'éléments contaminés de la partie primaire et le réservoir de circulation,
• l'installation comporte des moyens d'inversion du sens de circulation de la solution de décontamination dans le sous-ensemble d'éléments contaminés de la partie primaire du générateur de vapeur,
• les moyens de filtration comprennent au moins deux filtres raccordés en parallèle, des moyens pour isoler chaque filtre du circuit de décontamination et des moyens de dérivation des filtres,
• les moyens d'ozonation comprennent un ozoneur raccordé à un mélangeur à trompe dont l'extrémité amont est alimentée en solution de décontamination par une pompe raccordée au réservoir de circulation et dont l'extrémité aval est raccordée au réservoir de circulation,
• l'installation comprend un réservoir auxiliaire, relié au réservoir de circulation par des moyens de transfert de contenu, destiné notamment à la préparation de la solution de décontamination et au stockage intermédiaire de la solution de décontamination après vidange du réservoir de circulation,
• la partie primaire du générateur de vapeur comportant un faisceau de tubes en U formant des éléments d'échange de chaleur, les moyens de raccordement comprennent deux collecteurs amovibles, conçus pour être raccordés respectivement aux extrémités amont et aval d'un sous-ensemble de tubes du faisceau au circuit de décontamination, le bord des collecteurs étant conçu pour pouvoir être plaqué à joint étanche contre une plaque tubulaire de fixation des extrémités des tubes du faisceau, les deux collecteurs étant alors disposés l'un en regard des extrémités amont et l'autre en regard des extrémités aval des tubes du sous-ensemble,
• les collecteurs de raccordement comportent chacun un double bord délimitant un canal destiné à recueillir des fuites éventuelles de la solution circulant dans le collecteur, ce canal étant raccordé à un collecteur de fuites.

[0023] Un exemple de réalisation de l'invention va être décrit ci-dessous en se référant aux dessins annexés dans lesquels :

• la figure 1 est une vue schématique d'une installation de décontamination raccordée aux extrémités amont et aval d'un sous-ensemble de tubes du faisceau, pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention ;
• la figure 2 est une vue en coupe schématique d'un collecteur de raccordement amovible ;
• la figure 3 est une vue similaire à la figure 1 dans laquelle l'installation de décontamination est raccordée aux deux compartiments de la boîte à eau du générateur de vapeur.

[0024] On voit à la figure 1 une installation de décontamination pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, désignée par la référence générale 10. Cette installation 10 est raccordée à des éléments contaminés d'une partie primaire d'un générateur de vapeur 12 hors service d'un réacteur nucléaire à eau légère sous pression. Ce générateur de vapeur 12 est stocké horizontalement sur des berceaux 14,16 dans une enceinte (non représentée sur les figures) construite sur le site même de la centrale nucléaire d'où provient le générateur de vapeur désaffecté.

[0025] La partie primaire du générateur de vapeur comprend un faisceau 18 de tubes en U en Inconel. On a représenté en traits mixtes l'enveloppe imaginaire du faisceau 18. Les extrémités des tubes du faisceau 18 sont fixées dans une plaque tubulaire 20 et sont raccordées à une boîte à eau 22 comportant deux compartiments 22A,22B.

[0026] Les tubes défectueux ou suspects du faisceau ont leurs extrémités obturées par des bouchons (non représentés sur les figures). Les tubes sains du faisceau ont leurs extrémités ouvertes.

[0027] Chaque compartiment 22A,22B de la boîte à eau comporte un manchon 23A,23B de raccordement à des tuyauteries d'eau primaire. Les tuyauteries ont été déconnectées du générateur de vapeur au moment de la mise hors service de celui-ci. Les manchons 23A,23B délimitent des orifices permettant d'introduire des outils ou des appareillages dans la boîte à eau.

[0028] L'installation 10 comprend un circuit de décontamination 24 dans lequel circule en boucle fermée un volume prédéterminé de solution de décontamination, et des moyens 25 d'ozonation de la solution de décontamination.

[0029] Le circuit 24 comporte un réservoir 26 de circulation destiné à contenir une partie au moins du volume de solution de décontamination, raccordé par un conduit 28 à l'aspiration d'une pompe de circulation 30. La pompe 30 est raccordée à un conduit de refoulement 32 relié par des premiers moyens de raccordement amovibles 34A,34B à une première extrémité d'un sous-ensemble d'éléments contaminés de la partie primaire du générateur de vapeur. Ce sous-ensemble d'éléments contaminés sera décrit plus en détail ultérieurement.

[0030] Le circuit 24 comporte également des moyens de filtration 36 alimentés en amont par un conduit 38 relié par des seconds moyens de raccordement amovibles 34A,34B à la seconde extrémité du sous-ensemble d'éléments contaminés de la partie primaire du générateur de vapeur. Les moyens de filtration 36 sont raccordés en aval par un conduit 40 au réservoir de circulation 26.

[0031] Les moyens de filtration 36 comprennent deux filtres 42,44 raccordés en parallèle aux conduits 38 et 40. Chaque filtre 42,44 peut être isolé du circuit 24 par deux vannes 46,48 disposées respectivement en amont et en aval du filtre. Une vanne 50 de dérivation des filtres 42,44 est raccordée entre les conduits 38 et 40.

[0032] Des moyens 52 d'inversion du sens de circulation de la solution de décontamination dans les éléments de la partie primaire relient les moyens de raccordement 34A,34B, d'une part au conduit 32 de refoulement de la pompe 30 et d'autre part au conduit 38 d'alimentation des filtres 42,44.

[0033] Une vanne 54 de dérivation des éléments de la partie primaire est raccordée entre le conduit 32 de refoulement de la pompe 30 et le conduit 38 d'alimentation des filtres 42,44.

[0034] Les moyens 25 d'ozonation comprennent un ozoneur 58 relié par un conduit 60 à un circuit d'injection 62 à trompe 64.

[0035] L'ozoneur 58 est raccordé à un réservoir 66 d'alimentation en oxygène par un conduit 68 muni d'une vanne 69 à soupape de sûreté.

[0036] Le circuit d'injection 62 comprend une pompe d'injection 70 dont l'aspiration est raccordée par un conduit 72 au réservoir de circulation 26 et dont le refoulement est raccordé à l'extrémité amont de la trompe 64 par un conduit 74. L'extrémité aval de la trompe 64 est raccordée par un conduit 76 au réservoir 26 de circulation.

[0037] Les conduits 72,76 sont respectivement munis de vannes 72A,76A pour isoler les moyens 25 d'ozonation du circuit 24 de circulation de la solution.

[0038] L'installation 10 comporte de plus un réservoir auxiliaire 78 relié au réservoir de circulation 26 par des moyens 80 de transfert de contenu. Ce réservoir 78, dont le volume interne est sensiblement compris entre 4 et 8 m³, est destiné notamment à la préparation de la solution de décontamination et au stockage intermédiaire de cette solution après vidange du réservoir de circulation 26.

[0039] Les moyens 80 de transfert comprennent un conduit 82 reliant entre eux les réservoirs de circulation 26 et auxiliaire 78, muni d'une pompe réversible 84.

[0040] Des moyens 86 d'agitation, disposés dans le réservoir auxiliaire 78, permettent notamment de mélanger les divers constituants de la solution au cours de sa préparation.

[0041] La partie supérieure du réservoir auxiliaire 78 est raccordée par un conduit 88 à des moyens 90 de traitement et d'évacuation de l'atmosphère gazeuse contenue dans le réservoir au dessus du niveau de liquide. Ces moyens 90 comprennent un filtre à très haute efficacité 92, de type connu, raccordé en série avec un destructeur d'ozone 94 débouchant à l'air libre.

[0042] La partie supérieure du réservoir de circulation 26 est reliée à la partie supérieure du réservoir auxiliaire 78 par un conduit 96 muni d'une vanne 98 à soupape de sûreté, permettant la mise en communication des atmosphères gazeuses des deux réservoirs de circulation 26 et auxiliaire 78.

[0043] La partie inférieure du réservoir auxiliaire 78 est raccordée à des moyens 100 de drainage de la solution du réservoir comprenant un conduit 102 muni d'une vanne de drainage 104. Une première extrémité du conduit 102 est reliée au fond du réservoir 78 et la seconde extrémité du conduit 102 est reliée à un collecteur d'effluents liquides, non représenté sur les figures.

[0044] On décrira maintenant les différents sous-ensembles d'éléments contaminés de la partie primaire du générateur de vapeur et les étapes du procédé de décontamination selon l'invention que l'on applique à ces sous-ensembles.

[0045] On subdivise le faisceau 18 en plusieurs sous-ensembles comportant chacun un nombre sensiblement identique de tubes. Dans l'exemple décrit, chaque sous-ensemble comprend quatre cents tubes environ et la totalité du faisceau comporte environ huit à neuf sous-ensembles de tubes.

[0046] On a représenté en trait plein sur la figure 1 une enveloppe imaginaire délimitant un sous-ensemble 106 de tubes voisins.

[0047] Les tubes sains du sous-ensemble 106 sont raccordés au circuit de décontamination 24 par les moyens de raccordement 34A,34B. Ces moyens de raccordement 34A,34B comprennent des conduits flexibles 108 dont une première extrémité est raccordée au circuit de décontamination 24 et dont la seconde extrémité est raccordée à un collecteur amovible 110, montré plus en détail à la figure 2. Les conduits 108 traversent les orifices délimités par les manchons 23A,23B de la boîte à eau 22.

[0048] Les collecteurs 110 ont une forme générale de cloche et sont plaqués à joint étanche contre la plaque tubulaire 20. Un premier collecteur 110 est disposé en regard des extrémités amont et un second collecteur 110 est disposé en regard des extrémités aval des tubes du sous-ensemble 106.

[0049] Sur la figure 2 on a représenté un des collecteurs 110 raccordé au sous-ensemble 106 du faisceau 18.

[0050] Ce collecteur 110 est positionné au droit des extrémités ouvertes de tubes sains 18A et éventuellement au droit des extrémités obturées de tubes défectueux 18B. Le collecteur 110 comporte un double bord 112, muni d'un joint d'étanchéité 114, délimitant un canal 116 pour recueillir des fuites éventuelles de la solution circulant à travers le collecteur 110.

[0051] Le canal 116 est relié par un orifice 118, ménagé à travers la paroi du collecteur 110, à un conduit 120 de drainage des fuites. Ce conduit 120 est relié à un collecteur d'effluents liquides, non représenté sur les figures.

[0052] Les collecteurs 110 sont positionnés dans les compartiments de la boîte à eau et plaqués contre la plaque tubulaire 20 par des moyens connus; en particulier au moyen d'un robot à bras porteur articulé du type commercialisé sous le nom "ROMEO", disposé dans la boîte à eau.

[0053] Le contour du bord 112 d'un collecteur a une forme variable en fonction de la disposition des extrémités des tubes dans la plaque tubulaire 20. Selon que les extrémités des tubes d'un même sous-ensemble sont disposées à l'écart des parois de la boîte à eau ou sont adjacentes à une paroi de la boîte à eau le contour du collecteur 110 a une forme sensiblement carrée ou sensiblement complémentaire au contour de la paroi de la boîte à eau.

[0054] On décrira maintenant les étapes de décontamination des tubes sains (non bouchés) du faisceau.

[0055] Les sous-ensembles 106 de tubes du faisceau sont décontaminés successivement en les raccordant l'un après l'autre au circuit de décontamination 24 au moyen des collecteurs 110 décrits ci-dessus.

[0056] On prépare initialement dans le réservoir auxiliaire 78 un volume d'environ 3 m³ de solution de décontamination. mination. Ce volume de solution permet notamment de remplir la totalité des tubes sains du sous-ensemble que l'on veut décontaminer.

[0057] La solution de décontamination comprend de l'acide nitrique imposant un pH de la solution compris entre 0,5 et 1, et du nitrate de cérium suivant une proportion de 8 à 10 g/l. En variante, on peut remplacer le nitrate de cérium par du sulfate de cérium.

[0058] Une fois la solution préparée, on transfère celle-ci du réservoir auxiliaire 78 au réservoir de circulation 26 au moyen de la pompe de transfert 84, puis on fait subir à chaque sous-ensemble de tubes les étapes suivantes.

[0059] On met en circulation la solution dans le circuit de décontamination 24 en boucle fermée au moyen de la pompe de circulation 30. On fait circuler cette solution simultanément à travers tous les tubes sains d'un même sous-ensemble pendant une durée T comprise entre 6 et 24 heures.

[0060] Pendant la circulation de la solution, on alimente celle-ci en ozone à l'aide des moyens d'ozonation 25 de manière à maintenir une concentration d'ozone dans la solution d'environ 2,5 ppm.

[0061] La solution de décontamination réagit avec la couche d'oxydes recouvrant la surface interne des tubes et avec la couche superficielle du métal constituant les tubes.

[0062] En particulier, le fer de valence II de la couche d'oxydes est oxydé à la valence III et le chrome de valence III de la couche d'oxydes est oxydé en chrome de valence VI suivant la réaction chimique ci-dessous :

[0063] Le fer de valence III et le chrome de valence VI sont dissous dans la solution. Le cérium de valence III (ions Ce³⁺) est régénéré en cérium de valence IV (ions Ce⁴⁺) par l'ozone suivant la réaction chimique ci-dessous:

[0064] La température de la solution est maintenue entre 20 et 30° afin d'assurer une durée de vie suffisante de l'ozone dans la solution lui permettant de régénérer le cérium de valence III.

[0065] La vitesse de circulation de la solution de décontamination dans les tubes du faisceau est comprise entre 2,5 cm/s et 25 cm/s de manière à éviter que les particules contaminées arrachées à la surface des tubes ne se redéposent dans ces mêmes tubes.

[0066] La paroi en Inconel des tubes du faisceau est superficiellement érodée par la solution de décontamination, ce qui produit en particulier des ions Cr⁶⁺, Fe³⁺ et Ni⁺.

[0067] L'érosion de la surface interne des tubes du faisceau est homogénéisée en inversant environ toutes les heures le sens de circulation de la solution de décontamination dans ces tubes, à l'aide des moyens d'inversion 52.

[0068] Les moyens de filtration 36 permettent de capter une partie des particules arrachées à la partie primaire du générateur de vapeur. De préférence, on utilise un seul filtre 42,44 à la fois. Lorsque la perte de charge à travers le filtre opérationnel devient trop importante, on bascule d'un filtre à un autre au moyen des vannes 46,48 d'isolation des filtres. On peut également, après une certaine durée de mise en circulation de la solution, arrêter la filtration en isolant les filtres du circuit de décontamination 24 et en ouvrant la vanne de dérivation 50.

[0069] A l'issue de l'étape de circulation de la solution de décontamination dans les tubes sains d'un sous-ensemble, on arrête l'injection d'ozone dans la solution et on vidange la totalité du volume de solution contenue dans les tubes du faisceau et dans le circuit de décontamination 24. La solution de décontamination est transférée dans le réservoir auxiliaire 78 au moyen de la pompe 84, pour y être stockée momentanément.

[0070] Si la solution de décontamination est altérée, en particulier si la concentration en cérium est devenue trop faible et la concentration en particules contaminées est devenue trop importante, on ouvre la vanne de drainage 104 et la solution est drainée jusqu'à un collecteur d'effluents liquides pour être traitée par la suite suivant des étapes qui seront décrites ultérieurement.

[0071] Habituellement, la même solution peut être utilisée pour décontaminer trois sous-ensembles de quatre cents tubes environ. On effectue la décontamination de la totalité des tubes sains du faisceau en huit à neuf passes environ en utilisant approximativement 9 m³ de solution de décontamination.

[0072] A l'issue de la vidange de la solution de décontamination, on rince les tubes du sous-ensemble du faisceau avec une solution comprenant de l'eau déminéralisée et de l'eau oxygénée. On introduit la solution de rinçage dans le réservoir de circulation 26 par des moyens connus, non représentés sur les figures, et on fait circuler, au moyen de la pompe de circulation 30, la solution de rinçage à travers les tubes sains du sous-ensemble du faisceau.

[0073] L'eau oxygénée H₂O₂ réagit avec le cérium résiduel de valence IV et le réduit en cérium de valence III, selon la réaction chimique suivante :

[0074] A l'issue du rinçage des tubes, on vidange la solution de rinçage par des moyens connus, non représentés sur les figures. La solution de rinçage vidangée est recueillie dans un collecteur d'effluents liquides pour être traitée par la suite suivant des étapes qui seront décrites ultérieurement.

[0075] Après avoir décontaminé et rincé les tubes sains d'un sous-ensemble du faisceau, on raccorde le circuit de décontamination 24 à un autre sous-ensemble de tubes auquel on fait subir les étapes de décontamination et de rinçage décrites ci-dessus.

[0076] Selon l'état d'altération de la solution de décontamination à l'issue de la décontamination du précédent sous-ensemble de tubes, on utilise la même solution de décontamination ou bien on prépare une nouvelle charge de la solution de volume sensiblement identique.

[0077] On décrira maintenant les étapes de décontamination de la boîte à eau 22 et des tubes défectueux (bouchés) du faisceau.

[0078] Après avoir décontaminé tous les tubes sains du faisceau, on bouche les deux extrémités des tubes sains décontaminés et on perce les bouchons des tubes défectueux non décontaminés. Ainsi, les deux compartiments 22A,22B de la boîte à eau sont reliés par les tubes défectueux débouchés.

[0079] On a représenté à la figure 3 une installation 10 similaire à celle représentée à la figure 1. Sur la figure 3, les éléments analogues à ceux de la figure 1 ayant des fonctions analogues sont désignés par les mêmes références.

[0080] Le circuit de décontamination 24 est raccordé à un sous-ensemble 121 de la partie primaire du générateur de vapeur comprenant les deux compartiments 22A,22B de la boîte à eau et les tubes défectueux débouchés du faisceau. Pour des raisons de clarté, on a représenté, sur la figure 3, un seul tube défectueux 18B.

[0081] Les manchons 23A,23B de la boîte à eau sont fermés par des plaques 122A,122B munis d'orifices de raccordement aux conduits 108 reliant la boîte à eau au circuit de décontamination 24.

[0082] La décontamination de la boîte à eau et des tubes défectueux est effectuée en faisant circuler à travers ceux-ci un volume de solution de décontamination du type décrit précédemment, suivant des étapes analogues à celles de la décontamination des tubes sains.

[0083] Les tubes défectueux présentent un risque de fuite pour des pressions voisines de 148 atm (150 bars). Par contre, ce risque de fuite est écarté en faisant circuler dans les tubes défectueux la solution de décontamination à une pression sensiblement égale à la pression atmosphérique.

[0084] Le volume de solution utilisé est fonction du volume total délimité par les compartiments 22A,22B de la boîte à eau et par les tubes défectueux que l'on doit remplir de solution.

[0085] La boîte à eau et les tubes défectueux sont rincés à l'issue de leur décontamination par une solution de rinçage du type décrit précédemment, suivant des étapes analogues à celles du rinçage des tubes sains du faisceau.

[0086] Les effluents liquides comprenant les solutions de décontamination et de rinçage altérées sont recueillis dans un collecteur, non représenté sur les figures, pour être traités par la suite.

[0087] On décrira maintenant le traitement des solutions de décontamination et de rinçage altérées après leur utilisation dans les éléments de la partie primaire du générateur de vapeur. Ces solutions, recueillies dans des collecteurs d'effluents liquides, sont soumises aux étapes de traitement suivantes.

[0088] On injecte dans les effluents liquides un agent comprenant de l'eau oxygénée afin de réduire les ions Ce⁴⁺ en ions Ce³⁺ et de stocker ultérieurement le cérium à la valence III.

[0089] Les effluents liquides sont ensuite neutralisés par injection d'un agent comprenant de la soude, puis transférés dans une installation d'assèchement (non représentée sur les figures) dans laquelle ils sont soumis à une évaporation sous vide.

[0090] En variante, les effluents liquides peuvent être asséchés en effectuant, dans un premier temps, une centrifugation des effluents de façon à recueillir les déchets insolubles, et dans un deuxième temps, en effectuant une évaporation sous vide des effluents de façon à recueillir les déchets solubles.

[0091] Les effluents asséchés sont confinés dans des enceintes de type connu adaptées pour le stockage de déchets nucléaires de faible et moyenne activité. Ces enceintes peuvent être en béton ou métalliques. Dans l'exemple décrit, la masse totale d'effluents asséchés après décontamination de la totalité du faisceau et de la boîte à eau est d'environ 1500 Kg.

[0092] Par ailleurs, les filtres colmatés, utilisés dans le circuit de décontamination, sont compactés. Ces filtres permettent de recueillir 50% environ des particules solides arrachées par la solution de décontamination à la partie primaire du générateur de vapeur.

[0093] Dans l'exemple décrit, le volume total des déchets comprenant les filtres compactés, les effluents asséchés et du béton de confinement est d'environ 5 m³.

[0094] Ce volume de déchets est stocké par exemple dans des conteneurs du type commercialisé sous le nom "MOSAÏK".

[0095] Le procédé de décontamination selon l'invention permet d'obtenir un facteur de décontamination, défini par le rapport du champ de rayonnement avant décontamination sur le champ de rayonnement après décontamination, supérieur à 1000 et pouvant atteindre voire dépasser 15000.

[0096] Outre les constituants déjà cités, la solution de décontamination peut contenir également de l'acide sulfurique. On peut également remplacer l'acide nitrique de la solution par de l'acide sulfurique.

[0097] La décontamination des éléments du circuit d'eau primaire est effectuée sans surpression, à une température inférieure à 60°C.

[0098] Le procédé de décontamination selon l'invention permet de décontaminer simultanément un groupe de tubes du faisceau et de réduire à quelques mètres-cube le volume de déchets produit par la décontamination.

[0099] Par ailleurs, les effluents produits peuvent être stockés dans des enceintes standard.

[0100] La solution de décontamination que l'on a décrite a une composition adaptée pour décontaminer de façon optimale un faisceau de tubes d'eau primaire en Inconel, mais cette solution peut être également utilisée pour décontaminer des éléments en inox.

[0101] Le procédé de décontamination selon l'invention peut également être appliqué à un générateur de vapeur comprenant un faisceau de tubes d'eau primaire rectilignes. Ces tubes sont reliés à chaque extrémité à une plaque tubulaire et à une boîte à eau. Dans ce cas, un sous-ensemble de tube est raccordé au circuit de décontamination au moyen de collecteurs fixés sur les plaques tubulaires des extrémités du faisceau.

Revendications

1. Procédé de décontamination de la partie primaire d'un générateur de vapeur (12) usagé d'un réacteur nucléaire à eau légère sous pression, cette partie primaire comportant une pluralité d'éléments d'échange de chaleur (18A,18B), le procédé comprenant la mise en contact des surfaces contaminées de la partie primaire avec une solution de décontamination acide comportant du cérium de valence IV sous forme d'ions Ce⁴⁺, caractérisé par le fait qu'on subdivise la pluralité d'éléments d'échange de chaleur contamines en plusieurs sous-ensembles (106,121) et qu'on fait subir successivement à chaque sous-ensemble (106,121) les étapes de décontamination suivantes :

- on fait circuler en circuit fermé un volume prédéterminé de solution de décontamination dans les éléments contaminés (18A,18B) du sous-ensemble (106,121), pendant une durée T, en alimentant continuellement la solution de décontamination en ozone,

- on vidange la solution de décontamination,

- on fait circuler une solution de rinçage dans le sous-ensemble d'éléments contaminés,

- on vidange la solution de rinçage.

2. Procédé selon la revendication 1, la partie primaire du générateur de vapeur comportant un faisceau (18) de tubes en U formant des éléments d'échange de chaleur, les tubes ayant leurs deux extrémités raccordées respectivement aux deux compartiments (22A,22B) d'une boîte à eau (22), le faisceau (18) comprenant des tubes sains (18A) dont les extrémités sont ouvertes et des tubes défectueux (18B) dont les extrémités sont obturées par des bouchons, caractérisé par le fait :

- qu'on subdivise le faisceau (18) en plusieurs sous-ensembles (106) comportant chacun un nombre sensiblement identique de tubes,

- qu'on fait circuler la solution de décontamination successivement dans chaque sous-ensemble (106) de tubes, simultanément dans tous les tubes sains (18A) d'un même sous-ensemble,

- et qu'après avoir décontaminé tous les tubes sains (18A) du faisceau,

- on bouche les deux extrémités des tubes sains décontaminés,

- on perce les bouchons des tubes défectueux (18B) non décontaminés,

- on fait circuler la solution de décontamination à travers les deux compartiments (22A,22B) de la boîte à eau et les tubes défectueux (18B).

3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la solution de décontamination comprend de l'acide nitrique imposant un pH de la solution compris entre 0,5 et 1, du nitrate de cérium suivant une proportion de 8 à 10 g/l, et de l'ozone suivant une concentration de 2,5 ppm.

4. Procédé selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que la température de la solution est comprise entre 20 et 30°C.

5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que chaque sous-ensemble (106) du faisceau comprend environ 400 tubes et en ce que le volume de solution de décontamination est d'environ 3 m³.

6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que la durée T de circulation de la solution de décontamination dans chaque sous-ensemble (106) de tubes du faisceau est comprise entre 6 et 24 h.

7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé en ce qu'on inverse le sens de circulation de la solution de décontamination dans les tubes du faisceau (18) environ toutes les heures.

8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 7, caractérisé en ce que la vitesse de circulation de la solution de décontamination dans les tubes du faisceau (18) est comprise entre 2,5 cm/s et 25 cm/s.

9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la solution de rinçage comprend de l'eau déminéralisée et de l'eau oxygénée.

10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la solution de décontamination circulant dans les éléments contaminés de la partie primaire est filtrée à travers au moins un filtre (42,44) captant les particules arrachées par la solution à la partie primaire, ceci tant que la perte de charge à travers le filtre (42,44) est inférieure à une valeur prédéterminée.

11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'on traite les effluents liquides comprenant la solution de décontamination et la solution de rinçage après leur utilisation dans la partie primaire, en effectuant les étapes suivantes :

- on injecte dans les effluents liquides un agent réduisant les ions Ce⁴⁺ en ions Ce³⁺,

- on injecte un agent neutralisant la solution,

- on assèche les effluents liquides,

- on confine les effluents asséchés dans des enceintes adaptées pour le stockage de déchets de faible et moyenne activité.

12. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'agent de réduction des ions Ce⁴⁺ en ions Ce³⁺ comprend de l'eau oxygénée.

13. Procédé selon la revendication 11 ou 12, caractérisé en ce que l'agent de neutralisation des effluents comprend de la soude.

14. Procédé selon l'une quelconque des revendications 11 à 13, caractérisé en ce qu'on assèche les effluents liquides par évaporation sous vide.

15. Procédé selon l'une quelconque des revendications 11 à 13, caractérisé en ce qu'on assèche les effluents liquides en effectuant, dans un premier temps, une centrifugation des effluents de façon à recueillir les déchets insolubles des effluents, et dans un deuxième temps, en effectuant une évaporation sous vide des effluents de façon à recueillir les déchets solubles.

16. Installation de décontamination de la partie primaire d'un générateur de vapeur (12) usagé d'un réacteur nucléaire à eau légère sous pression, cette partie primaire comportant une pluralité d'éléments d'échange de chaleur (18A,18B), l'installation comportant un circuit de décontamination en boucle fermée, caractérisée en ce que le circuit de décontamination (24) en boucle fermée comprend des moyens (34A,34B) de raccordement amovibles conçus pour être raccordés aux extrémités amont et aval d'un sous-ensemble (106,121) d'éléments contaminés de la partie primaire du générateur de vapeur, le circuit (24) comprenant un réservoir de circulation (26) d'une solution de décontamination acide comportant du cérium de valence IV sous forme d'ions Ce⁴⁺, et des moyens (30) de mise en circulation de la solution raccordés entre le réservoir (26) et ledit moyen de raccordement amovible conçu pour être raccordé à l'extrémité amont du sous-ensemble d'éléments contaminés (106,121) de la partie primaire du générateur de vapeur, l'installation comprenant de plus des moyens (25) d'ozonation de la solution de décontamination.

17. Installation selon la revendication 16, caractérisée en ce que le circuit de décontamination (24) en boucle fermée comprend des moyens de filtration (36) raccordés entre ledit moyen de raccordement amovible conçu pour être raccordé à l'extrémité aval du sous-ensemble d'éléments contaminés (106,121) de la partie primaire et le réservoir de circulation (26).

18. Installation selon la revendication 16 ou 17, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens (52) d'inversion du sens de circulation de la solution de décontamination dans le sous-ensemble d'éléments contaminés (106,121) de la partie primaire du générateur de vapeur.

19. Installation selon l'une quelconque des revendications 16 à 18, caractérisé en ce que les moyens (36) de filtration comprennent au moins deux filtres (42,44) raccordés en parallèle, des moyens (46,48) pour isoler chaque filtre du circuit de décontamination et des moyens (50) de dérivation des filtres.

20. Installation selon l'une quelconque des revendications 16 à 19, caractérisée en ce que les moyens d'ozonation (25) comprennent un ozoneur (58) raccordé à un mélangeur à trompe (64) dont l'extrémité amont est alimentée en solution de décontamination par une pompe (70) raccordée au réservoir de circulation (26) et dont l'extrémité aval est raccordée au réservoir de circulation (26).

21. Installation selon l'une quelconque des revendications 16 à 20, caractérisée en ce qu'elle comprend un réservoir auxiliaire (78), relié au réservoir de circulation (26) par des moyens de transfert de contenu, destiné notamment à la préparation de la solution de décontamination et au stockage intermédiaire de la solution de décontamination après vidange du réservoir de circulation (26).

22. Installation selon l'une quelconque des revendication 16 à 21, la partie primaire du générateur de vapeur comportant un faisceau (18) de tubes en U formant des éléments d'échange de chaleur, caractérisée en ce que les moyens de raccordement (34A,34B) comprennent deux collecteurs amovibles (110), conçus pour être raccordés respectivement aux extrémités amont et aval d'un sous-ensemble (106) de tubes du faisceau au circuit de décontamination (24), le bord (112) des collecteurs (110) étant conçu pour pouvoir être plaqué à joint étanche contre une plaque tubulaire (20) de fixation des extrémités des tubes du faisceau, les deux collecteurs (110) étant alors disposés l'un en regard des extrémités amont et l'autre en regard des extrémités aval des tubes du sous-ensemble (106).

23. Installation selon la revendication 22, caractérisée en ce que les collecteurs (110) de raccordement comportent chacun un double bord (112) délimitant un canal (116) destiné à recueillir des fuites éventuelles de la solution circulant dans le collecteur (110), ce canal étant raccordé à un collecteur de fuites.

Ansprüche

1. Verfahren zur Dekontamination des Primärteils eines in einem Druck stehenden Leichtwasser-Kernreaktor verwendeten Dampferzeugers (12), wobei der Primärteil mehrere Wärmetauscherelemente (18A, 18B) aufweist, wobei das Verfahren umfaßt das Inkontaktbringen der kontaminierten Oberflächen des Primärteils mit einer sauren Dekontaminationslösung, die vierwertiges Cer in Form von Ionen Ce⁴⁺ aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die mehreren kontaminierten Wärmetauscherelemente in einige Unteranordnungen (106, 121) unterteilt werden und daß nacheinander an jeder Unteranordnung (106, 121) die folgenden Dekontaminationsschritte vorgenommen werden:

- man läßt in einem geschlossenen Kreislauf ein vorbestimmtes Volumen der Dekontaminationslösung durch die kontaminierten Elemente (18A, 18B) der Unteranordnung (106, 121) für eine Dauer T zirkulieren, wobei der Lösung kontinuierlich Ozon zugegeben wird,

- man läßt die Dekontaminationslösung ab,

- man läßt eine Spüllösung in der Unteranordnung der kontaminierten Elemente zirkulieren,

- man läßt die Spüllösung ab.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Primärteil des Dampferzeugers ein Bündel (18) von U-Röhren aufweist, die die Wärmetauscherelemente bilden, wobei die beiden Enden der Röhren jeweils mit einem Bereich (22A, 22B) eines Wassertanks (22) verbunden sind, wobei das Bündel (18) ordnungsgemäße Röhren (18A) aufweist, deren Enden offen sind, und fehlerhafte Röhren (18B), deren Enden durch Pfropfen verschlossen sind,
dadurch gekennzeichnet, daß

- man das Bündel (18) in mehrere Unteranordnungen (106) unterteilt, die jeweils eine Anzahl von im wesentlichen identischen Röhren aufweisen,

- man die Dekontaminationslösung nacheinanderfolgend durch jede Unteranordnung (106) der Röhren gleichzeitig durch alle ordnungsgemäßen Röhren (18A) der gleichen Unteranordnung zirkulieren läßt,

- und daß nach der Dekontamination aller ordnungsgemäßen Röhren' (18A) des Bündels

- man die zwei Enden der dekontaminierten ordnungsgemäßen Röhren verschließt,

- man die Pfropfen der fehlerhaften, nicht dekontaminierten Röhren durchstößt,

- man die Dekontaminationslösung durch die zwei Bereiche (22A, 22B) des Wassertanks und durch die fehlerhaften Röhren (18B) zirkulieren läßt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dekontaminationslösung Salpetersäure enthält, die der Lösung einen pH-Wert zwischen 0,5 und 1 verleiht, Cernitrat im Bereich zwischen 8 und 10 g/l, und Ozon einer Konzentration von 2,5 ppm.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der Lösung zwischen 20 und 30 °C liegt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede Unteranordnung (106) des Bündels etwa 400 Röhren aufweist, und daß das Volumen der Dekontaminationslösung etwa 3 m³ ist.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer T des Zirkulierens der Dekontaminationslösung in jeder Unteranordnung (106) der Röhren des Bündels zwischen 6 und 24 h liegt.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man die Strömungsrichtung der Dekontaminationslösung in den Röhren des Bündels (18) etwa stündlich umkehrt.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekenhzeichnet, daß die Zirkulationsgeschwindigkeit der Dekontaminationslösung in den Röhren des Bündels (18) zwischen 2,5 cm/s und 25 cm/s liegt.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Spüllösung voll entsalztes Wasser und Wasserstoffperoxid aufweist.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die in den kontaminierten Elementen des Primärteils zirkulierende Dekontaminationslösung durch zumindest einen Filter (42, 44) gefiltert wird, der die von der Lösung im Primärteil losgelösten Partikel auffängt, solange der Druckverlust am Filter (42, 44) kleiner als ein vorbestimmter Wert ist.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekenmnzeichnet, daß man die flüssigen Rückstände, die die Dekontaminationslösung und die Spüllösung umfassen, nach ihrer Verwendung im Primärteil behandelt, indem die folgenden Schritte vorgenommen werden:

- man leitet in die flüssigen Rückstände ein Mittel ein, das die Ce⁴⁺-Ionen auf Ce³⁺-Ionen reduziert,

- man leitet ein Mittel ein, das die Lösung neutralisiert,

- man trocknet die flüssigen Rückstände,

- man schließt die getrockneten Rückstände in einer Hülle ein, die für die Lagerung von Rückständen schwacher und mittlerer Radioaktivität geeignet ist.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel zur Reduktion der Ce⁴⁺-Ionen zu Ce³⁺-Ionen Wasserstoffperoxid umfaßt.

13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel zur Neutralisierung der Rückstände Natriumcarbonat aufweist.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11. bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß man die flüssigen Rückstände durch Unterdruckverdampfung trocknet.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß man die flüssigen Rückstände trocknet, indem man zuerst die Rückstände derart zentrifugiert, daß die unlöslichen Rückstände der Rückstände aufgefangen werden, und daß als zweites eine Unterdruckverdampfung der Rückstände so durchgeführt wird, daß die löslichen Rückstände aufgefangen werden.

16. Einrichtung zur Dekontamination des Primärteils eines Dampferzeugers (12), der in einem unter Druck stehenden Leichtwasser-Kernreaktor verwendet wird, wobei der Primärteil mehrere Wärmetauscherelemente (18A, 18B) aufweist, wobei die Einrichtung einen eine geschlossene Schleife bildenden Dekontaminationskreislauf aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der eine geschlossene Schleife bildende Dekontaminationskreislauf (24) veränderliche Verbindungseinrichtungen (34A, 34B) aufweist, die zur Verbindung mit stromaufwärtigen und stromabwärtigen Enden einer Unteranordnung (106, 121) kontaminierter Elemente des Primärteils des Dampferzeugers vorgesehen sind, wobei der Kreislauf (24) einen Zirkulationsbehälter (26) für eine saure Dekontaminationslösung aufweist, die vierwertiges Cer in Form von Ionen Ce⁴⁺ aufweist, und eine Einrichtung (30) zum Zirkulieren der Lösung, die zwischen den Behälter (26) und die veränderliche Verbindungseinrichtung gelegt ist, die dazu vorgesehen ist, mit dem stromaufwärtigen Ende der Unteranordnung der kontaminierten Elemente (106, 121') des Primärteils des Dampferzeugers verbunden zu werden, wobei die Einrichtung außerdem eine Einrichtung (25) aufweist, um die Dekontaminationslösung mit Ozon zu versehen.

17. Einrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der eine geschlossene Schleife bildende Dekontaminationskreislauf (24) eine Filtereinrichtung (36) aufweist, die sich befindet zwischen dem Zirkulationsreservoir (26) und der veränderlichen Verbindungseinrichtung, die dazu vorgesehen ist, mit dem stromabwärtigen Ende der Unteranordnung der kontaminierten Elemente (106, 121) des Primärteils verbunden zu werden.

18. Einrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Einrichtung zum Umkehren der Strömungsrichtung der Dekontaminationslösung in der Unteranordnung der kontaminierten Elemente (106, 121) des Primärteils des Dampferzeugers aufweist.

19. Einrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (36) zur Filtrierung zumindest zwei Filter (42, 44) aufweisen, die parallel geschaltet sind, eine Einrichtung (46, 48) zum Isolieren eines jeden Filters vom Dekontaminationskreislauf und eine Einrichtung (50) zum Umgehen der Filter.

20. Einrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Zusetzen von Ozon (25) einen Ozonisator (58) aufweist, der mit einem Mischer (64) verbunden ist, dessen stromaufwärtiges Ende mit der Dekontaminationslösung durch eine Pumpe (70) versorgt wird, die mit dem Zirkulationsreservoir (26) verbunden ist, und dessen stromabwärtiges Ende mit dem Zirkulationsreservoir (26) verbunden ist.

21. Einrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Hilfsreservoir (78) aufweist, das mit dem Zirkulationsreservoir (26) über eine Einrichtung zum Übertragen des Inhalts verbunden ist, das insbesondere für die Vorbereitung der Dekontaminationslösung und zum Zwischenspeichern der Dekontaminationslösung nach dem Ablassen des Zirkulationsreservoirs (26) vorgesehen ist.

22. Einrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 21, wobei der Primärteil des Dampferzeugers ein Bündel (18) von U-Röhren aufweist, die die Wärmetauscherelemente bilden, dadurch gekenmnzeichnet, daß die Verbindungseinrichtung (34A, 34B) zwei veränderliche Sammler (110) aufweisen, die dazu vorgesehen sind, jeweils mit stromaufwärtigen und stromabseitigen Enden einer Unteranordnung (106) der Röhren des Bündels im Dekontaminationskreislauf (24) verbunden zu werden, wobei der Rand (112) der Sammler (110) dazu vorgesehen ist, beschichtet zu werden, um dicht an einem Rohrboden (20) zur Befestigung der Enden der Röhren des Bündels anzuliegen, wobei von den beiden Sammlern (110) der eine bei den stromaufwärtigen Enden und der andere bei den stromabwärtigen Enden der Röhren der Unteranordnung (106) angebracht ist.

23. Einrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Sammler (110) der Verbindung jeweils einen doppelten Rand (112) aufweisen, der einen Kanal (116) begrenzt, der zum Auffangen von möglicherweise auftretender Leckflüssigkeit der im Kollektor (110) zirkulierenden Lösung vorgesehen ist, wobei der Kanal mit einem Sammler für Leckflüsisigkeiten verbunden ist.

Claims

1. Process for decontaminating the primary part of a used steam generator (12) of a pressurised light water nuclear reactor, this primary part comprising a plurality of heat exchange elements (18A, 18B), the process comprising bringing the contaminated surfaces of the primary part into contact with an acidic decontaminating solution containing cerium of valency IV in the form of Ce⁴⁺ ions, characterised in that the plurality of contaminated heat exchange elements are subdivided into a number of sub-assemblies (106, 121) and in that each sub-assembly (106, 121) is subjected successively to the following decontamination steps:

a predetermined volume of decontaminating solution is circulated, in closed circuit, in the contaminated elements (18A, 18B) of the sub-assembly (106, 121), for a length of time T, the decontaminating solution being continuously supplied with ozone,

the decontaminating solution is drained off,

a rinsing solution is circulated in the sub-assembly of contaminated elements,

the rinsing solution is drained off.

2. Process according to claim 1, the primary part of the steam generator comprising a bundle (18) of U-tubes forming heat exchange elements, the tubes having their two ends connected respectively to the two compartments (22A, 22B) of a water tank (22), the bundle (18) comprising healthy tubes (18A) the ends of which are open and defective tubes (18B) the ends of which are sealed off by stoppers, characterised in that:

the bundle (18) is subdivided into a number of subassemblies (106) each comprising a substantially identical number of tubes,

the decontaminating solution is circulated successively into each sub-assembly (106) of tubes and one sub-assembly,

and after all the healthy tubes (18A) in the bundle have been decontaminated

both ends of the decontaminated healthy tubes are stoppered,

the stoppers of the not yet decontaminated defective tubes (18B) are pierced,

the decontaminating solution is circulated through both compartments (22A, 22B) of the water tank and the defective tubes (18B).

3. Process according to claim 2, characterised in that the decontaminating solution contains nitric acid, giving the solution a pH of between 0.5 and 1, cerium nitrate in a proportion of 8 to 10 g/l and ozone in a concentration of 2.5 ppm.

4. Process according to claim 2 or 3, characterised in that the temperature of the solution is between 20 and 30°C.

5. Process according to any one of claims 2 to 4, characterised in that each sub-assembly (106) of the bundle comprises about 400 tubes and in that the volume of the decontaminating solution is about 3 m³.

6. Process according to any one of claims 2 to 5, characterised in that the length of time T of circulation of the decontaminating solution in each sub-assembly (106) of tubes in the bundle is between 6 and 24 hours.

7. Process according to any one of claims 2 to 6, characterised in that the direction of circulation of the decontaminating solution in the tubes of the bundle (18) is reversed approximately every hour.

8. Process according to any one of claims 2 to 7, characterised in that the rate of circulation of the decontaminating solution in the tubes of the bundle (18) is between 2.5 cm/s and 25 cm/s.

9. Process according to any one of claims 1 to 8, characterised in that the rinsing solution contains demineralised water and oxygenated water.

10. Process according to any one of claims 1 to 9, characterised in that the decontaminating solution circulating in the contaminated elements of the primary part is filtered through at least one filter (42, 44) which traps the particles carried along by the solution in the primary part, provided that the loss of charge through the filter (42, 44) is below a predetermined value.

11. Process according to any one of claims 1 to 10, characterised in that the liquid effluents which comprise the decontaminating solution and the rinsing solution are treated, after their use in the primary part, by carrying out the following steps;

an agent which reduces the Ce⁴⁺ ions into Ce³⁺ ions is injected into the liquid effluents,

an agent which neutralises the solution is injected,

the liquid effluents are dried,

the dried effluents are confined in enclosures adapted for the storage of low and medium level waste.

12. Process according to claim 11, characterised in that the agent for reducing the Ce⁴⁺ agents into Ce³⁺ agents comprises oxygenated water.

13. Process according to claim 11 or 12, characterised in that the agent for neutralising the effluents comprises soda.

14. Process according to any one oil claims 11 to 13, characterised in that the liquid effluents are dried by evaporation in vacuo,

15. Process according to any one of claims 11 to 13, characterised in that the liquid effluents are dried by centrifuging the effluents, in a first step, so as to recover the insoluble waste from the effluents, and evaporating the effluents in vacuo, in a second step, so as to recover the soluble waste.

16. Apparatus for decontaminating the primary part of a used steam generator (12) of a pressurised light water nuclear reactor, this primary part comprising a plurality of heat exchange elements (18A, 18B), the apparatus comprising a closed-loop decontamination circuit, characterised in that the closed-loop decontamination circuit (24) comprises removable connecting means (34A, 34B) designed to be connected to the upstream and downstream ends of a sub-assembly (1060, 121) of contaminated elements of the primary part of the steam (generator, the circuit (24) comprising a circulation reservoir (26) for an acidic decontaminating solution containing cerium of valency Iv in the form of Ce⁴⁺ ions, and means (30) for circulating the solution, which are connected between the reservoir (26) and said removable connecting means designed to be connected to the upstream and of the sub-assembly of contaminated elements (106, 121) of the primary part of the steam generator, the apparatus further comprising means (25) for ozonising the decontaminating evolution.

17. Apparatus according to claim 16, characterised in that the closed-loop decontamination circuit (24) comprises filtration means (36) connected between said removable connecting means designed to be connected to the downstream end of the sub-assembly of contaminated elements (106, 121) of the primary part and the circulation reservoir (26).

18. Apparatus according to claim 16 or 17, characterised in that it comprises means (52) for reversing the direction of circulation of the decontaminating solution in the sub-assembly of contaminated elements (106, 121) of the primary part of the steam generator.

19. Apparatus acording to any one of claims 16 to 18, characterised in that the filtration means (36) comprise at least two filters (42, 44) connected in parallel, means (46, 48) for isolating each filter from the decontaminating circuit and means (50) for diverting the filters.

20. Apparatus according to any one of claims 16 to 19, characterised in that the ozonising means (25) comprise an ozoniser (58) connected to a pump mixer (64) the upstream end of which is supplied with decontaminating solution by a pump (70) connected to the circulation reservoir (26) and the downstream end of which is connected to the circulation reservoir (26).

21. Apparatus acording to any one of claims 16 to 20, characterised in that it comprises an auxiliary reservoir (78), connected to the circulation reservoir (26) by means for transferring the contents, intended particularly for the preparation of the decontaminating solution and for the intermediate storage of the decontaminating solution after emptying of the circulation reservoir (26).

22. Apparatus according to any one of claims 16 to 21, the primary part of the steam generator comprising a bundle (18) of U-tubes forming heat exchange elements, characterised in that the connecting means (34A, 34B) comprise two removable collectors (110), designed to be connected to the upstream and downstream ends, respectively, of a sub-assembly (106) of tubes of the bundle to the decontamination circuit (24), the edge (112) of the collectors (110) being designed to be attached, by a leaktight joint, to a tube plate (20) for fixing the ends of the tubes of the bundle, the two collectors (110) then being arranged with one facing the upstream ends and the other facing the downstream ends of the tubes in the sub-assembly (106).

23. Apparatus according to claim 22, characterised in that the connecting collectors (110) each have a double edge (112) defining a channel (116) adapted to collect any leaks from the solution circulating in the collector (110), this channel being connected to a leak collector.

Dessins