Brevet FR2318487A1 — publié le 19770211

La présente invention se rapporte à un procédé d'élimination de déchets de matières synthétiques radioactifs, en particulier des matières filtrantes échangeuses d'ions contaminées par radioactivité, lesquelles se présentent en mélange avec de liteau, sont séchées avant de les enrober dans une substance de consolidation bitumineuse et sont transvasées, conjointement avec celle-ci, dans des récipients servant de logement final. Les procédés connus à ce jour (voir les demandes de brevet nO 14 64 476, 14 64 859, 21 65 510 de la République Fédérale d'Allemagne et les demandes de brevet nO 1.589.839 et 1.614.071 publiées et acceptées en République Fédérale d'Allemagne) travaillent en grande partie à des températures relativement élevées. Cela tient, d'une part, à ce que le bitume doit titre maintenu autant que possible très fluide. D'autre part, lors du mélangeage avec le bitume, on effectue encore un séchage pour obtenir une inclusion étanche des déchets synthétiques radioactifs à enrober.Cette inclusion étanche est de ce fait nécessaire, car le risque d'une lixiviation lors d'une irruption d'eau dans la couche finale doit entre évité. Mais, cela étant, les hautes températures et la nécessité d'un séchage en plusieurs opérations ne sont pas econo- miques; en outre, elles peuvent avoir des conséquences indésirables également pour des raisons de transformations chimiques. Pour cette raison, l'invention consiste à prévoir un procédé d'élimination de déchets synthétiques radioactifs qui supprime les inconvénients précités. Simultanément, la dépense en appareils doit entre maintenue petite, car les coûts que l'exploitant d'une centrale nucléaire est pr8t à consentir pour ces taAches, doivent outre très faibles. Conformément à la présente invention, ltélimina- tion a lieu de telle sorte que les déchets synthétiques soient séchés en pratique entièrement dans un récipient de séchage approprié, de préférence par de l'air chaud, que les déchets synthétiques secs soient introduits, par l'intermédiaire d'un dispositif de dosage, dans un malaxeur chargeable en bitume et que les déchets synthétiques et le bitume soient mélangés à des températures de 1200C ou plus basses et transvasés dans des récipients. Le séchage des déchets synthétiques se fait par conséquent à un seul endroit. Cet endroit peut avantageusement outre également un récipient collecteur, car les quantités de résines synthétiques provenant d'une centrale nucléaire, en particulier à partir de filtres échangeurs dotions, sont relativement faibles. le séchage peut donc s'effectuer aussi dans ce cas pendant un temps prolongé, de sorte que la dépense en énergie est faible.On supprime surtout, contrairement au séchage simultané jusqu'ici usuel et à l'agglomération aux températures plus élevées, les inconvénients suivants - les résines sont décomposées par la transformation chimique et, simultanément, des gaz (par exemple, des amines) sont libérés; - ces gaz représentent une charge ambiante élevée, car ils ont une odeur tenace et sont explosifs; - étant donné que le produit résine-bitume formé à une température plus élevée mousse fortement par la formation de gaz, ceci porte préjudice à un transvasement sur; - le dosage des résines humides est très difficile en raison de la formation de grumeaux et n'offre pas une sécurité entière. Les déchets synthétiques séchés de façon à ruisseler peuvent outre transférés au malaxeur à un moment approprié par l'intermédiaire d'un dispositif de dosage. Un malaxeur de ce type est en outre présent la plupart du temps dans les installations de préparation d'eau de refroidissement par exemple, pour le traitement du produit concentré. Il est utilisé temporairement, dans la présente invention, pour l'éli- mination des déchets synthétiques. Mais, un malaxeur particulier peut aussi entre prévu. Le traitement du bitume et des déchets synthétiques à des températures de 120"C ou plus basses et contraire à tous les procédés mis en oeuvre jusqu'ici, car les températures se situaient à ce jour à 1600C ou au-dessus la plupart du temps, eu égard au séchage et à l'enrobage simultané. A l'opposé de ce qui précède, une température de traitement plus basse peut exiger, dans la présente invention, selon les circonstances, des forces plus grandes pour la mise en action du malaxeur. Mais, ceci est d'une importance secondaire étant donné le traitement de quantit6s plus faibles. En tout cas, ce point de vue est relégué entièrement au second plan par rapport à l'avantage selon lequel il est possible de traiter, conformément à l'invention, également des résines plus sensibles qui, aux niveaux des températures pratiquées jusqu'ici, tendent à émettre des gaz et par conséquent à former des mousses. Des résultats courcnnés de succès ont montré nettement que le nouveau procédé rend possible, moyennant une faible dépense, l'élimination désirée, stre et acceptable pour le milieu ambiant, des déchets synthétiques radioactifs. le séchage se fait de préférence à des tempéra tures de 600 à 800C. Simultanément, 1'air chaud servant au séchage, sortant du récipient de séchage, peut outre amené dans un laveur de gaz ou sur un filtre. Dans celui-ci, les particules de poussières entratnées par l'air ou par les gaz se dégagent lors du séchage, sont cédés à un liquide de lavage qui est purifié le cas échéant ultérieurement. L'air chaud peut encore ttre introduit dans un circuit qui comprend, en dehors du laveur de gaz et/ou de la soufflerie, des échangeurs de chaleur, le cas échéant également des sécheurs. Selon un exemple de réalisation particulièrement favorable de l'invention, les résines en perles séchées de façon à ruisseler, c'est-à-dire les résines se présentant sous la forme de petites billes d'un diamètre de 0,1 à 1 mm, sont mélangées avec le bitume dans le rapport de 1/1. Ce mélange est extrait du malaxeur à lf00C, En particulier, il parvient immédiatement à des fflts servant de logement final, par exemple, des fQts normalisés de 200 litres, qui sont prévus également pour le transport. Comme déjà mentionné, la dépense en appareils est avantageusement réduite dans la présente invention. Un élément constitutif essentiel est un réservoir conçu de préférence comme une cuve de séchage aérable, munie d'un dispositif de dosage à son extrémité inférieure. le dispositif de dosage peut entre reliés par l'intermédiaire d'un conduit de chute, à l'une des extrémités d'un malaxeur horizontal, à l'autre extrémité duquel un poste de- remplissage de frets est installé. Dans cette instalS tion, le transport des résines vers l'opé- ration de séchage s'effectue en pratique exclusivement par gravité, dans la mesure où un mouvement vertical n'est pas provoqué dans le malaxeur par le mouvement de la vis sans fin de ce malaxeur, mouvement nécessaire d'ailleurs au mélangeage. Les résines sont introduites sous la forme d'une boue dans le réservoir de séchage, des pompes d'une capacitS appropriée étant d'ailleurs présentes également la plupart du temps à cet effet. Le dispositif de dosage a pour fonction de commander l'apport dans le malaxeur, afin qu'un rapport de mélange désiré, par exemple, pour le mélange précité 1:1, soit maintenu avec la précision nécessaire. On peut utiliser à cet effet un sas à roue cellulaire. Mais > d'autres dispositifs de dosage sont également concevables. En regle générale, il est avantageux de munir le malaxeur d'une enveloppe à plusieurs corps qui, montés en parallèle, peuvent entre chauffés à la vapeur d'eau. On a ainsi la possibilité de régler d'une manière très fine la température du ma-laxeur, de sorte que la charge thermique des résines à enrober peut être maintenue aussi petite que possible. D'autre-part, la température reste également aussi proche que possible des v; leurs maximales admissibles pour le traitement, si bien que la viscosité du bitume n'est pas trop faible. Four-expliquer en détail l'invention, on décrit ci-aptes, à l'aide des fig. 1A et 1B, un exemple de réalisation représenté dans le plan du tuyautage annexé, accompagné des symboles usuels. Ce plan du tuyautage comprend, en plus de l'installation conforme à l'invention pour l'élimination des matières synthétiques radioactives, également des organes pour le traitement du produit concentré d'un système de préparation d'eau de refroidissement destiné à un réacteur de puissance à eau sous pression.Cela tient à ce que l'invention peut entre adjointe avantageusement à l'installation de préparation du produit concentré, car la dépense à consentir pour l'élimination conforme à l'invention des matières synthétiques radioactives peut ainsi être maintenue- particulièrement petite. Sur la fig. th on désigne par 1 un réservoir servant de cuve de séchage et de récipient collecteur des résines. On recueille, dans ce réservoir 1, la résine radioactive provenant du lavage des filtres échangeurs d'ions et introduite avec l'eau de lavage dans le réservoir. A l'intérieur du réservoir, on distingue, dans la partie conique inférieure 2 > une grille 3 qui permet l'aération de ce réservoir au moyen d'un circuit d!air chaud 5. Ce circuit d'air chaud comprend un laveur de gaz 6 doté d'un condenseur, une soufflerie 7 di8posde d'une manière redondante avec des séparateurs d'humidité montés en série et un échangeur de ohaleur 8. Au-dessous de la cuve de léchage 1, un sas 10 à roue cellulaire est raccordé par l'intermédiaire de vannes obturables et débouche dans un conduit de chute vertical 11. Ce conduit de chute vertical 11 aboutit à un malaxeur 12 qui se compose de trpis corps 12a, 12b, 12C. le malaxeur 12 est disposé horizontalementl comme le montre la figure. L'une de ses extrémités 14 sert d'admission. L'arbre de commande 15 pour la mise en action des la vis-sans fin, non représentée,du malaxeur est monté. également à proximité de cette admission. Un moteur 18 entratne l'arbre du malaxeur par l'intermédiaire d'un engrenage 16 et d'un accouplement 17. Une station de remplissage ?0 est située à l'autre extrémité-13 du malaxeur 12. On y distingue les fQts 21 qui sont transportés au moyen d'un chariot 23. La station de remplissage est rattachée à une aspiration 25 qui parvient, par l'intermédia-ire d'un filtre d'air sortant 26, au conduit 24 délbAoXchant dans une cheminée.(Toutes ces parties sont sur la Les . Les trois corps du malaxeur 12 sont rattachés à des d8mes-de prise de gaz 27, 28 et.29 conçus de la même façon.Les dames de- prise-de gaz permettent l'évacuation des vapeurs et des gaz, formés au cours de l'opération de malaxage, par l'intermédiaire des conduits 30 qui peuvent aboutir éga lement à des filtres et à la cheminée. Des conduits de vapeur d'eau représentés par un trait plein se raccordent au ma-laxeur 12 et rendent possible, en six tronçons parallèles 32, 33, 34, 35, 36-et 37 (fig. 1A et 1B), un ré- glage local finement senslble de la température du malaxeur, de sorte que la température ne dépasse nullement 110 0C en aucun endroit dans toutes les -conditions de service. Des thermostats correspondants 40 commandent, par l'intermédiaire de soupapes appropriées, soit l'amenée de vapeur d'eau, soit l'évacuation de l'eau de condensation. Les conduits de décharge d'eau de condensation aboutissent à une évacuation commune 41, tandis que l'amenée de vapeur d'eau est désignée par 42 (fig. iA). Le bitume nécessaire à l'enrobage provient d'un réservoir 45 qui, de meme que le conduit 46 aboutissant au malaxeur, y compris la pompe à bitume 47 incorporée à celui-ci, peut Outre chauffé au moyen d'un conduit de vapeur d'eau 48 (fig. 1B). La pompe à bitume refoule également la quantité dosée nécessaire de bitume, afin que le rapport de mélange désiré 1/1 soit re.- peloté. res températurês plus élevées, de 140 C, par exemple, peuvent être maintenues dans le réservoir à bitume 45 et le conduit 46, afin qu'une grande viscosité soit avantageusement créée et que, le cas échéant, la résine refroidie dans le sas à-roue cellulaire 10 et le conduit de chute 11 soit directement chauffée au début du mélangeage à la température désirée de 110 C. Un récipient 50 sert de récipient intermédiaire de concentré. I1 recueille le concentré formé de déchets ra dioactifs, apparaissant lors de la préparation d'eau de refroidissement et obtenu, par exemple, au cours d'un procédé d'évaporation. Le concentré est envoyé, à partir du récipient 50 > à l'admission 14 du malaxeur 12, par l'intermédiaire d'une pompe doseuse 51 et d'un conduit 52, de sorte que l'enrobage conforme à 11 invention des matières synthétiques radioactives n'exige aucun malaxeur particulier (Voir fig. 1A). REVENDICATIONS 1. Procédé d'élimination de déchets de matières synthétiques radioactifs, en particulier des matières filtrantes échangeuses d'ions contaminées par radioactivité, lesquelles se présentent en mélange avec de l'eau, sont séchées avant de les enrober dans une substance de consolidation bitumineuse et sont transvasées, conjointement avec celle-ci, dans des récipients servant de logement final, procédé caractérisé par le fait que les déchets de matières synthétiques sont séchés en pratique entièrement, de préférence par de 11 air chaud, dans un récipient de séchage approprié; que les déchets de matières synthétiques secs-sont introduits, par l'intermédiaire d'un dispositif doseur, dans un malaxeur chargeable en bitume, et que le bitume et les déchets de matières synthétiques sont mélangés à des températures de 120 C ou plus basses et sont transvasés dans les récipients. 2. Procédé suivant la nvendication 1, caractérisé par le fait que le séchage est réalisé à des températures allant de 60 à 80"c, 3. Procédé suivant les revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que l'air chaud servant au séchage, sortant du récipient de séchage, est amené dans un laveur de gaz ou sur un filtre. 4. Procédé suivant la revendication 3, caractérisé par le fait que l'air chaud est introduit dans un circuit contenant le laveur de gaz, ainsi que les soufflantes, des échangeurs de chaleur, etc. 5. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que les résines en perles séchées de façon à ruisseler sont mélangées avec le bitume dans le rapport de 1/1; et que le mélange est extrait du malaxeur à environ 1100C. 6. Installation pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée par le fait qu'un réservoir (1) est conçu comme un récipient de séchage aérable et muni, à son extrémité inférieure (2), d'un dispositif de dosage (10) relié, par l'intermédiaire d'un conduit de chute (11), à l'une des extrémités (14) d'un malaxeur horizontal (12), à l'autre extrémité (13) duquel est disposée une station de remplissage de fûts (20). 7. Installation suivant la revendication 6, caractérisée par le fait que le dispositif de dosage (lO) est un sas à roue cellulaire. 8. Installation suivant l'une des revendications 6 et 7, caractérisée par le fait que le malaxeur (12) comprend une enveloppe formée de plusieurs corps (12a, 12b, 12c) montés en parallèle et à même d'être chauffés à la vapeur-d'eau.