Brevet FR2158539A1 — publié le 19730615

La présente invention se rapporte à une installation â échangeurs d'ions pour centrales nucléaires, dans laquelle il faut de temps en temps retirer d'un récipient à échangeurs d'ions des résines ou d'autres substances solides chargées, et les remplacer par des résines ou autres substances neuves. Dans des installations å échangeurs d'ions de ce type, il se produit un enrichissement de produits de corrosion radioactifs qui ont pour conséquence un fort niveau de rayonnement, de sorte que la durée de vie possible des résines peut se trouver fortement réduite. Lorsqu'elles sont chargées, il faut chasser hydrauliquement les résines dans des récipients de rd- ception particuliers. Jusqu'à présent, il fallait prendre des mesures particulières pour maintenir la concentration-en résine au-dessous de la valeur maximale admissible. Cependant, dans le cas du transport hydraulique des résines, on ne peut empocher avec certitude les conduites dt 82 obstruer, le type et le comportement des résines, les états de charge sert la durée de séjour jouant un rôle important pour le niveau de rayonnement. Pour des raisons de sécurité, il fallait choisir des tubes de diamètre relativement grand, ce qui cependant n'est pas touJours favorable ou même possible, si l'on tient compte des autres conditions de fonctionnement de la centrale nucléaire. L'invention a pour objet de supprimer ces inconvénients et en particulier de prévenir une obstruction des conduites de résine. En conséquence, dans une installation de type décrit, selon l'invention, le récipient à échangeurs d'ions comporte un tube dirigé vers le haut, traversant un bouclier de protection contre le rayonnement lorsqu'il y en a un présentant un grand diamètre par rapport aux autres conduites d'amenée, et comportant à son extrémité libre un dispositif de fixation au moyen duquel on peut y fixer à volonté, d'une part, un couvercle d'obturation et, d'autre part, un dispositif d'introduction et d'évacuation des résines. Ce dispositif peut comprendre un tube mobile verticalement en va-et-vient sous l'action d'un moteur électrique , dont l'extrémité inférieure peut descendre jusqu'a proximité du fond crépiné pour les résines. L'extrémité inférieure du tube mobile verticalement peut comporter un entonnoir d'introduction approprié. La description détaillée qui va suivre et le dessin schématique annexé, donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs, permettront de mieux comprendre l'objet de l'invention. La référence 1 désigne un récipient à échangeurs d'ions qui se trouve sous un bouclier en béton 2 servant de bouclier supérieur de protection contre le rayonnement. A l'intérieur du récipient à échangeurs d'ions 1 , une charge de résines devant être, au bout d'un certain temps, évacuées du récipient et remplacées par des résines neuves repose sur le fond crépiné 3 jusqu'a une certaine hauteur. Pendant le fonctionnement de l'installation à échangeurs d'ions, 1' eau chargée parvient, dans le sens de la flèche 4 dans le récipient par le tube d'arrivée 5 pourvu d'une crépine 6, tandis que l'eau pure sort par la conduite 7, dans le sens de la flèche 8. Selon l'invention, un tube 9 de grand diamètre est fixé à l'extrémité supérieure du récipient à échangeurs d'ions 1 et traverse le bouclier supérieur de protection contre le rayonnement 2, qui a une épaisseur d'environ un mètre. s l'extrémité supérieure du tube 9 se trouve une bride de fixation 10 qui reçoit un couvercle d'obturation 11 obturant le tube 9 pendant le fonctionnement normal de l'installation. Pour chasser la résine, on place sur la bride 10, après avoir retiré le couvercle d'obturation 11, un dispositif d'introduction et d'évacuation des résines. Ce dispositif est représenté plus en détail sur la figure 2. On peut poser et fixer la bride inférieure 12 de ce dispositif sur la bride de raccordement 10, à la place du couvercle d'obturation 11. Â l'intérieur d'un tube vertical 13 fendu d'un côté se déplace axialement un tube 14, un moto-réducteur à nombre de pâles variable 15 entraSnant une tige filetée 16 et faisant monter et descendre le tube 14 par l'intermédiaire d'un écrou 17 soudé audit tube 14. La référence 18 désigne une botte à garniture souple.L'extrémité inférieure du tube 14 comporte un entonnoir d'introduction 19 L'extrémité supérieure du use 14 est en liaison avec un tuyau flexible qui se raccorde, dans le sens de la flèche 20, à la bride 21 du tube 14 et constitue une partie mobile de la conduite d'évacuation des résines. L'évacuation hydraulique des résinescommence, après branchement de la conduite d'évacuation des résines, d'abord par l'introduction d'une quantité d'eau relativement faible par une conduite auxiliaire 22, pour provoquer un écoulement de gonflement à travers le fond crépiné et éviter ainai que les produits de corrosion fins parviennent dans l'espace 23 situé sous le fond crépiné 3 pendant l'expulsion des résines. Cette faible quantité d'eau qui afflue par la conduite auxiliaire 22 maintient donc, entre l'espace 23 et l'espace 24 un gradient de pression qui représente un seuil de potentiel qui ne peut pas être surmonté pendant le rinçage à partir de l'espace 24. On effectue ensuite l'expulsion proprement dite des résines en envoyant une quantité d'eau réglable au moyen d'un rotamètre dans la conduite de rinçage 25 disposée tan Pen$ieliement. On met ainsi en rotation l'ensemble du lit d'échangeurs d'ions. Pendant ce temps, le dispositif représenté sur la figure 2 a été mis en place, le tube 14 étant déplacé lentement vers le bas. L'ensemble du lit de résines est alors chassé et évacué vers le haut, par l'intermédiaire du dispositif d'évacuation. On peut commander la descente du tube 14 au moyen du-moto-réducteur à nombre de piles variable 15, de façon qu'au début, à cause du volume mort libre se trouvant au-dessus du lit d'éohangeurs d'ions,pratiquement seul du liquide soit évacué, et qu'il ne se produise d'augmentation de concentration qu'au cours de l'enfoncement ultérieur du tube 14. Comme le montre la figure 1, on peut prévoir un tube de mesure 27 pour connattre l'état de charge de l'échangeur d'ions. L'enfoncement du tube 14 peut avoir lieu en fonction de l'augmentation de concentration, de façon que l'on évite, en choisis usant une vitesse de descente limitée, pour une quantité d'eau de rinçage donnée, une concentration inadmissible, ce qui fait qu'il n'y a plus lieu de craindre que les conduites se bouchent. Cela fait en meme temps qu'il faut seulement une quantité d'eau de rinçage totale minimale pendant une durée minimale et l'on peut éventuellement éviter d'avoir recours à une pompe de circulation. En outre, on peut établir et maintenir dans l'espace 24, en ajoutant de l'air en un emplacement approprié, un coussin d'air permettant d'obtenir une réduction de volume supplémentaire. Du fait que les résines sont introduites par le m8me tube que celui par lequel elles sont évacuées, on évite des éléments d'installation supplémentaires tels que des récipients de remplissage, des conduites, des organes de robinetterie, des pompes, etc On peut effectuer un mélange suffisamment intime des résines dès l'introduction, de sorte que l'on peut se passer d'un mélange séparé dans la plupart des cas, ce qui supprime une opération supplémentaire. Dans la mesure où il faut procéder à un mélange des résines, on peut effectuer de façon très précise le réglage du niveau de liquide nécessaire, car on dispose de bonnes possibilités d'observation depuis le haut, par le tube 9 relativement large. On peut, de plus; faire varier librement la quantité de résine d'un cas à l'autre, selon les conditions de fonctionnement, le mélange étant toujours possible de la même façon. L'invention évite, en outre, l'utilisation de conduites de décharge d'air, car le tube 9 est monté déjà au plus haut point du récipient et la décharge peut avoir lieu par ce tube. On peut connat- tre en permanence l'état de charge de l'échangeur d'ions à l'aide du tube de mesure 27 et d'un télédétecteur On On peut, par suite, déterminer l'échange de résines et obtenir, en mtme temps, des résultats précieux sur les taux de corrosion. REVEDI CÂT IONS 1. Installation à échangeurs d'ions pour centrales nucléaires, dans laquelle il faut de temps en temps retirer d'un récipient à échangeurs d'ions des résines ou d'autres substances solides chargées, et les remplacer par des résines ou autres substances neuves, caractérisée par le fait que le récipient à échangeurs d'ions comporte un tube dirigé vers le haut, traversant un bouclier de protection contre le rayonnement lorsqu'il y en a un, présentant un grand diamètre par rapport aux autres conduites d'amenée, et comportant à son extrémité libre un dispositif de fixation au moyen duquel on peut y fixer à volonté, d'une part, un couvercle d'obturation et, d'autre part, un dispositif d'introduction et d'évacuation des résines. 2. Installation selon la revendication 1, Osqactérisée par le fait que le dispositif d'introduction et d'évacuation des re'eines -comprend- un tube mobile verticalement en va-et-vient au moyen d'un~aoteur électrique, dont l'extrémité inférieure peut titre abaissée jusqu a proximité du fond crépiné du lit de résines. 3. Installation selon la revendication 2, caractérisée par le fait que le tube pouvant être abaissé comporte à son extrémité inférieure un entonnoir d'introduction et est relié par son extrémité supérieure à un tuyau flexible de la conduite d'évacuation des résines. 4. Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractdrisée par le fait qu'une conduite de rinçage est montée tangentiellement sur le récipient à échangeurs d'ions, au-dessus du fond crépiné. 5. Installation selon llune quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée par le fait que le récipient-échangeurs d'ions comporte un tube de mesure permettant de connattre l'état de charge du lit de résines. 6. Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée par le fait qu'elle comporte des moyens pour établir et maintenir un coussin d'air au-dessus du lit de résines. 7. Installation selon la revendication 2, caractérisée par le fait qu'elle comporte un appareil de commande d'abaissement du tube de la conduite d'évacuation de résines en fonction de la concentration en résines