MACHINE POUR LE NETTOYAGE DE CANALISATIONS A PAROI MINCE OBTUREES PAR UNE MATIERE CRISTALLISEE OU D'AUTRES DECHETS

Abstract

 La présente invention se rapporte à une machine (1) pour le nettoyage d'un canalisation ou tuyauterie à paroi mince (10) partiellement ou totalement obturée par des déchets cristallisés, caractérisée en ce qu'elle comprend une pluralité de marteaux vibrants (2, 3, 5, 8) transmettant en utilisation des vibrations à la surface externe de ladite canalisation ou tuyauterie (10) de manière à détacher de la paroi interne et à récolter par gravité les déchets cristallisés sous forme d'agrégats et/ou de poudre.

Description

Objet de l'invention

[0001] La présente invention se rapporte à une installation ou machine visant à retirer et séparer des déchets obturant des canalisations à paroi mince sans détériorer ces canalisations et sans laisser de trace importante de ces déchets.

[0002] En particulier, l'invention se rapporte par exemple au traitement des canalisations provenant d'un circuit de traitement des effluents usés (TEU), obturées par des matières cristallisées hautement radioactives, plus particulièrement du bore, dans une centrale nucléaire. L'invention peut aussi trouver des applications dans d'autres domaines industriels comme par exemple le domaine des chaudières à vapeur où les parois internes d'échangeurs peuvent être recouvertes de calamine (magnétite par exemple).

[0003] L'invention se rapporte également aux utilisations de la machine précitée.

Etat de la technique

[0004] Il est connu d'introduire du bore dans le circuit primaire d'une centrale nucléaire sous forme d'acide borique (H₃BO₃). Le bore est utilisé comme modérateur neutronique, absorbant les neutrons produits lors de la réaction de fission. L'acide borique permet de gérer la réactivité du réacteur.

[0005] Dans une centrale nucléaire à eau pressurisée (REP), le fluide primaire est traité par un circuit de contrôle chimique et volumétrique (RCV), un circuit de traitement des effluents primaires (TEP), un circuit de traitement et refroidissement de l'eau des piscines et un circuit de traitement des effluents usés (TEU). Le fluide secondaire est traité par un circuit de purge des générateurs de vapeur (APG).

[0006] Le circuit de traitement des effluents usés (TEU) draine la totalité des effluents non recyclables. Ils sont collectés par le circuit de purges et évents (RPE) puis orientés vers des moyens de traitement adaptés du circuit.

[0007] Le traitement de l'effluent est adapté en fonction de ses caractéristiques. Les effluents sont répertoriés en quatre catégories qui sont recueillies et stockées avant traitement : drains résiduaires, effluents chimiques, drains de planchers et effluents de servitude. Ils peuvent éventuellement être traités par évaporation.

[0008] Le circuit de traitement TEU est constitué de filtres et de déminéraliseurs. Ces derniers sont principalement composés de résines échangeuses d'ions présentées sous forme de lit mélangés (cationique et anionique). Ils assurent l'élimination des éléments chimiques indésirables car ils présentent un risque de corrosion du circuit primaire et des produits de fissions (Sources : Chr. Mérignac, Spéciation du tritium et du carbone 14 liés aux molécules organiques dans les effluents radioactifs liquides des Centres Nucléaires de Production d'Électricité, Thèse de doctorat, Univ. de Nantes, 2017 ; EP 0 497 641 B1).

[0009] Un problème que l'on rencontre est la prise en masse de l'évaporateur du TEU suite à la cristallisation du bore (sassolite) dans les canalisations. En corollaire, un autre problème qui se pose est que, en cas de maintenance curative avec démantèlement et remplacement de tronçons de canalisations bouchés, les déchets mixtes métal/bore doivent être stockés, en attente de solution, en caisson métallique pré-bétonné avec estropes de couleur suivant débit de dose pour faciliter le futur traitement. Il n'y a pas d'agrément pour une « filière mixte » et en conséquence il y a un besoin non rencontré dans l'état de l'art pour effectuer une séparation des deux types de déchets avec de hautes puretés respectives. Il est donc nécessaire de concevoir une technique appropriée à la séparation fine des deux types de déchets (métal et bore).

Buts de l'invention

[0010] La présente invention vise à fournir une solution efficace par rapport à la manutention avec une forte réduction de dosimétrie pour les opérateurs sur site en comparaison à d'autres solutions de nettoyage ou de coupe.

[0011] Un but particulier de l'invention est de limiter les points chauds lors des phases de maintenance et a fortiori les durées d'intervention, diminuer le volume des déchets nucléaires et limiter la génération de déchets radioactifs dits « sans filière ».

[0012] Un autre but particulier de l'invention est d'utiliser la méthode nettoyage non seulement en mode curatif avec traitement et tri des déchets radioactifs associés mais aussi en mode préventif pour diminuer les temps d'arrêt du système et augmenter la disponibilité opérationnelle de la centrale, via des campagnes périodiques sur les sites nucléaires.

Principaux éléments caractéristiques de l'invention

[0013] Un premier aspect de la présente invention se rapporte à une machine pour le nettoyage d'un canalisation ou tuyauterie à paroi mince partiellement ou totalement obturée par des déchets cristallisés, caractérisée en ce qu'elle comprend une pluralité de marteaux vibrants transmettant en utilisation des vibrations à la surface externe de ladite canalisation ou tuyauterie de manière à détacher de la paroi interne et à récolter par gravité les déchets cristallisés sous forme d'agrégats ou de poudre.

[0014] Selon des formes d'exécution préférées de l'invention, la machine comporte au moins une des caractéristiques suivantes ou une combinaison appropriée de plusieurs d'entre elles :

• chaque marteau vibrant comprend un mors fixe et un mors mobile positionnés pour être diamétralement opposés par rapport à la canalisation ou tuyauterie ainsi qu'un percuteur actionné par un vérin pneumatique ou hydraulique dans une direction perpendiculaire à la canalisation ou tuyauterie ;
• la machine comprend un châssis externe renfermant les marteaux vibrants et terminé vers le bas en entonnoir ou tronc de pyramide avec une ouverture d'évacuation pour les déchets ;
• le châssis externe renfermant les marteaux vibrants ainsi que les vérins sont montés sur une structure à amortisseurs souples ;
• la machine comprend un fût de récupération des déchets positionné sous ladite ouverture ;
• la machine comporte un capot de fermeture.

[0015] Un deuxième aspect de la présente invention se rapporte à une utilisation de la machine décrite ci-dessus, pour nettoyer la surface interne de canalisations ou tuyauteries en métal, céramique, plastique ou pierre, de préférence d'épaisseur inférieure à 10mm, dont la surface interne est recouverte ou obturée par des déchets cristallisés tels que bore radioactif, calamine, calcaire ou résidus nitrés.

[0016] Un troisième aspect de la présente invention se rapporte à une utilisation de la machine décrite ci-dessus, pour nettoyer la surface interne de canalisations ou tuyauteries en métal, de préférence en inox ou acier spécial, obturées par des cristaux de bore, dans un évaporateur de circuit de traitement des effluents usés de centrale nucléaire.

[0017] Un quatrième aspect de la présente invention se rapporte à une utilisation de la machine décrite ci-dessus, pour nettoyer la surface interne de canalisations ou tuyauteries en métal, de préférence en inox ou acier spécial, obturées par de la calamines, dans un échangeur de chaudière industrielle.

Brève description des figures

[0018] 

La figure 1 représente une vue en perspective, capot fermé, d'une forme d'exécution de la machine destinée à séparer des déchets borés radioactifs cristallisés dans un tube métallique à paroi mince, selon la présente invention.

La figure 2 représente une vue de détail, capot ouvert, de la machine représentée sur la figure 1.

Description d'une forme d'exécution préférée de l'invention

[0019] Une forme d'exécution de l'invention est représentée sur les figures 1 et 2. Il s'agit d'une machine 1 de martelage avec vibrations pour le traitement de sections de tubes métalliques 10 provenant d'un évaporateur de TEU, obturées par des cristaux de bore, éventuellement en présence d'impuretés. Pour fixer les idées, la machine illustrée est apte à traiter des sections de tubes découpées pour traitement après démantèlement, mais l'invention concerne également toute variante pouvant être adaptée directement sur une canalisation opérationnelle.

[0020] La machine 1 comporte un caisson ou châssis 12 pouvant être muni d'un capot 13 et contenant les organes fonctionnels du marteau vibrant. Le caisson 12 est terminé dans sa partie inférieure par un tronc de pyramide 6 muni d'un orifice (non représenté) pour la récupération des déchets de bore dans un fût récupérateur 7.

[0021] En fonctionnement, le tube à traiter 10 est maintenu par des mors fixes 8, de préférence au nombre de deux au moins. Le marteau vibrant comprend des percuteurs 2, de préférence au nombre de deux au moins, solidaires de mors mobiles 3 et actionnés par des vérins pneumatiques 5. Suite aux vibrations générées, le bore cristallisé se détache sous forme d'agrégats et/ou de poudre qui tombent dans le fût récupérateur 7.

[0022] La machine de traitement est montée sur amortisseurs souples (silent blocs) 4. L'utilisation d'une machine telle que décrite ci-dessus et de taille réduite fait sens dans la mesure ou le bore a tendance à s'accumuler de manière localisée dans les canalisations (points chauds).

[0023] Les tubes à traiter sont des tubes de faible épaisseur, par exemple des tubes inox DN 100 ou 150 d'épaisseur 5mm. Le marteau vibrant et son actionneur sont conçus pour ne pas déformer les tubes (pas de dépassement de la limite élastique de ceux-ci), ce qui est évidemment une exigence en maintenance préventive et permet le détachement d'un maximum de cristaux (pas de recoins formés lors du traitement).

[0024] Les essais effectués ont montré une séparation satisfaisante du bore cristallisé des tuyauteries d'inox. L'état de surface de la tuyauterie interne comporte de légères aspérités et une très fine couche de bore non adhérente.

[0025] Avantageusement, l'état de propreté de la tuyauterie interne peut être amélioré par un passage de brosse à ramonage.

[0026] Selon des formes d'exécution avantageuses, la technique de séparation précitée sera mise en œuvre en zone contrôlée en optimisant le procédé par rapport à la dosimétrie, en optimisant les manutentions, en limitant la dispersion des poussières de bore par une collecte des résidus de bore au plus près des extrémités du tube cylindrique et par la mise en place de protections biologiques adaptées.

Liste des symboles de référence

[0027] 

1

machine de nettoyage

2

percuteur

3

mors mobile

4

amortisseur souple (silent bloc)

5

vérin pneumatique

6

entonnoir ou tronc de pyramide récupérateur de déchets

7

fût récupérateur

8

mors fixe

10

tube ou canalisation à traiter

11

fixation(s) du tube

12

châssis de machine

13

capot

Revendications

1. Machine (1) pour le nettoyage d'un canalisation ou tuyauterie à paroi mince (10) partiellement ou totalement obturée par des déchets cristallisés, caractérisée en ce qu'elle comprend une pluralité de marteaux vibrants (2, 3, 5, 8) transmettant en utilisation des vibrations à la surface externe de ladite canalisation ou tuyauterie (10) de manière à détacher de la paroi interne et à récolter par gravité les déchets cristallisés sous forme d'agrégats et/ou de poudre.

2. Machine (1) selon la revendication 1, caractérisée en ce que chaque marteau vibrant comprend un mors fixe (8) et un mors mobile (3) positionnés pour être diamétralement opposés par rapport à la canalisation ou tuyauterie (10) ainsi qu'un percuteur (2) actionné par un vérin pneumatique ou hydraulique (5) dans une direction perpendiculaire à la canalisation ou tuyauterie (10).

3. Machine (10) selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce qu'elle comprend un châssis externe (12) renfermant les marteaux vibrants (2, 3, 5, 8) et terminé vers le bas en entonnoir ou tronc de pyramide (6) avec une ouverture d'évacuation pour les déchets.

4. Machine (10) selon la revendication 3, caractérisée en ce que le châssis externe (12) renfermant les marteaux vibrants ainsi que les vérins sont montés sur une structure à amortisseurs souples (4).

5. Machine (10) selon la revendication 3, caractérisée en ce qu'elle comprend un fût de récupération des déchets (7) positionné sous ladite ouverture.

6. Machine selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte un capot de fermeture (13).

7. Utilisation de la machine selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, pour nettoyer la surface interne de canalisations ou tuyauteries en métal, céramique, plastique ou pierre, de préférence d'épaisseur inférieure à 10mm, dont la surface interne est recouverte ou obturée par des déchets cristallisés ou non tels que bore radioactif, calamine, calcaire ou résidus nitrés.

8. Utilisation de la machine selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, pour nettoyer la surface interne de canalisations ou tuyauteries en métal, de préférence en inox ou acier spécial, obturées par des cristaux de bore, dans un évaporateur de circuit de traitement des effluents usés de centrale nucléaire.

9. Utilisation de la machine selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, pour nettoyer la surface interne de canalisations ou tuyauteries en métal, de préférence en inox ou acier spécial, obturées par de la calamines, dans un échangeur de chaudière industrielle.

Dessins