Brevet FR2334178A1 — publié le 19770701

Lo présente invention concerneun procédé d'évacuation d'éléments activés et/ou contaminés d'une centrale nucléaire comportant un traitement préalable de ces éléments en vue de réduire le volume qu'ils occupent. On entend par "évacuation " un processus comportant le démontage d'un élément activé et/ou contaminé, Sa réduction de volume, sa décontamination, son emballage, son stockage et sa régénération (selon l'importance de l'irra- diction) Dans une centrale nuciéaire, une "évacuation" est indispensable : . en cours de fonctionnement pour éliminer les déchets constamment produits, . en cas d'avarie pour retirer les éléments hors d'usage, et en outre, . au moment de l'arrêt de la centrale L'élimination des déchets radioactifs liquides ou solides, en particulier dans une centrale nucléaire, pose un problème important car la radioactivité ne peut pas etre réduite d volonté et, pour toute une série de nuclides, ne décroft que très lentement. On cannait un procédé consistent à déposer, temporairement par exemple, des éléments structuraux activés et/ou contaminés d'une centrale nucléaire dans des bacs de stockage, ou dans des entrepôts, selon leurs dimensions et l';mpor- tance de leur irradiation, pour leur faire subir aussitôt ou ultérieurement la suite du traitement c'est-à-dire l'emballage et le stockage en dehors de la centrale nucléaire. L'emballage de ces éléments s'effectue dans des fuAts normalisés ou dans des récipients spéciaux. Ceci implique que ces éléments ne doivent avoir que des dimensions déterminées, adaptées a celles des forts normalisés ou des récipients spéciaux. Jusqulici, l'élimination d'éléments plus grands tels que générateurs de vapeur, sécheurs de vapeur, etc.., était impossible. Ils étaient stockés b I'intrieur de la centrale nucléaire. Mais cette possibilité est limitée car, dans les centrales nucléaires construites jusqu'ici, aucune possibilité de stockage de ce genre n'a été prévue. De plus le transport et le stockage d'éléments de grandes dimensions hors d'une centrale nucléaire impt iquent des mesures de sécurité considérables en traînant de grosses dépenses, par exemple pour l'accomplissement de transport de genres les plus variés. On doit pouvoir en outre disposer d'un lieu de stockage offrant une sécurité suffisante. On sait également procéder a l'évacuation déplacée des éléments (ou barreaux) de com6ustible nucléaire de plusieurs centrales en les amenant dans des containers spéciaux a une installation centrale de récupération. Mais l'applica- tion d'un tel traitement à d'autres éléments d'une centrale nucléaire est problématique. Considérant les difficultés exposées ci-dessus et posées par une évacuation décentralisée d'éléments de centrales nucléaires, la présente invention s'est fixé comme but de proposer un procédé rendant cette évacuation pratiquement inoffensive par un prétraitement et un traitement des éléments activés et/ou contaminés. Dans le présent contexte on entend par prétraitement la réduction du volume des éléments activés et/ou contaminés a des ordres de grandeur permettant la mise en oeuvre de systèmes de sécurité et d'assistance déjà existunts dans une centrale ou l'installation de systèmes dt traitement additionnels dans des candi- irions financières favorables. Ce but est atteint, conformément a l'invention, par application de trois processus de prétraitement pouvant être essentiellement menés indépendamment l'un de l'autre et suivis chacun d'un procédé de traitement connu ou nouveau subséquent. Conformément a l'invention, un premier processus possible, est remarquable en ce que le prétraitement consiste en une fragmentation des éléments par tronçonnage, découpe au chalumeau, découpe en copeaux, et en ce que le traitement subséquent des éléments jusqu'à leur emballage, leur stockage et/ou leur régénération, s'effectue au moyen d'appareils connus de compression, de préférence des presses. Dans une première forme d'application de ce premier processus ou le prétraitement consistera en une fragmentation des éléments par tronçonnage, dé- coupe au chalumeau on découpe en copeaux, le traitement subséquent des éléments jusqu'a leur emballage, leur stockage et/ou leur régénération s'effec tuera par fusion de ces éléments au moyen de dispositifs connus. Dans une seconde forme d'application, conforme a l'invention, de ce premier processus, dans laquelle le prétraitement consistera toujours en une fragmentation des éléments par tronçonnage, découpe au chalumeau ou découpe en copeaux, le traitement subséquent des éléments jusqu'a leur emballage, leur stockage et/ou leur régénération, s'effectuera par une congélation a très basse température de ces éléments et leur concassage à l'état congelé. Dans le cadre de cette dernière alternative, I'invention propose en outre de compléter le prétraitement par une compression des éléments et qu'après un prétraitement par fragmentation réalisée par tronçonnage, découpe au chalumeau ou découpe en copeaux, le traitement subséquent dés éléments jusqu'a leur emballage, leur stockage et/ou leur régénération s'effectue par congélation à très basse tempéroture et concassage des éléments à l'état congelé. Enfin dans une troisième forme d'application de ce premier processus, I'invention propose qu'après un prétraitement des éléments par fragmentation réalisée par tronçonnage, découpe au chalumeau ou découpe en copeaux, le traitement subséquent jusqu'à leur emballage, leur stockage et/ou leur régénération s'effectue par traitement chimique. Un second processus conforme à l'invention est remarquable tant en ce qui concerne le prétraitement que le traitement subséquent, par le fait que le prétraitement s'effectue par congélation à très basse température des éléments suivie d'un concassage à l'état congelé et qu'ensuite le traitement subséquent jusqu'à l'emballage, le stockage et/ou la régénération s'effectue au moyen d'une solution chimique. Un troisième processus conforme à l'invention est caractérisé, tant en ce qui concerne le prétraitement que le traitement subséquent, par le fait que le prétraitement s'effectue par compression des éléments et qu'ensuite le traitement subséquent jusqu'a l'emballage, le stockage et/ou la régénération s'effectue par fusion. Dans le cadre de l'invention, il peut y avoir avantage à faire précéder ou suivre le prétraitement d'une décontamination des éléments. En ce qui concerne le premier processus décrit ci-dessus, I'invention prévoit de faire précéder ou suivre le prétraitement d'une décontamination des éléments. En ce qui concerne le second et le troisième processus décrits ci-dessus, I'invention prévoit de faire précéder le prétraitement d'une teconteminotion des éléments. Les avantages de l'invention résident dans le fait qu'elle permet d'effectuer l'évacuation des éléments activés et/ou contamines dans des conditions financières favorables, dans les limites du domaine de la centrale nucléaire, au moyen des systèmes existants de sécurité et d'assistance et de systèmes de trai tement adjoints ou insérés. La mise en oeuvre des systèmes d'assistance possibles pour le traitement des éléments est conditionnée par l'activation, la contamina tion et/ou les dimensions ou la composition des éléments. Les principes à la base de l'invention sont exposés plus en détail dans la description qui suit L'évacuation commence par l'enlèvement d'un élément soit par le démontage de pièces d'assemblage amovibles, soit par séparation d'avec les autres pièces en état de fonctionner par tronçonnage, découpe à l'outil de coupe ou au chalumeau. Selon les dimensions de l'élément à enlever et les genres de manipulation nécessaises, une fragmentation selon des dimensions plus ou moins grandes est indispensable. Cette fragmentation peut s'effectuer au moyen d'une cisaille mécanique, ou par sciage, fraisage, rabotage et tournage ou par découpe au chalumeau. Ces opérations peuvent s'effectuer soit à l'endroit du démontage, soit par exemple au bassin de stockage de la centrale nucléaire. Le fractionnement peut également s'effectuer en d'autres points de la centrale du fait que des gaz ou eaux usés peuvent etre amenés, par des conduites flexibles et mobiles, aux systèmes auxiliaires tels que les installations d'eaux et de gaz d'échappemeni. La fragmentation dans le bassin de stockage exige dans le cas du processus par découpe, des dispositifs collecteurs de copeaux dans lesquels des appareils mécaniques auxiliaires de purification, adjoints au système de nettoyage du bassin de stockage, assurent une sécurité complémentaire. Les opérations peuvent être observées par des fenêtres du bassin de stockage, des appareils de manipulation pouvant être actionnés depuis le bord du bassin ou depuis'ces fenêtres. Le point de traitement à l'intérieur du bassin peut être séparé du reste de la partie occupée par l'eau par des éléments internes de construction. L'emballage peut aussi s'effectuer sous l'eau, au point de traitement. Le prétraitement se poursuit par une réduction supplémentaire de volume par compression au moyen de dispositifs connus. Ces dispositifs peuvent être utilisés directement au point d'enlèvement, au voisinage du bassin de stockage ou en un autre point quelconque situé à l'intérieur du domaine de surveillance de la centrale. Mais ii est également possible d'utiliser un dispositif de compression monté sur le sas existant et dont l'en veloppe externe forme une extension du domaine de surveillance. Quand l'opération est terminée, cette installation auxiliaire peut etre transférée d un autre point d'application. Les éléments ainsi traités peuvent ensuite être emballes dans les futs normal i- sés connus et stockés dans les parcs de stockage connus. L'installation d'emballage en fûts normalisés existant jusqu'a ce jour peut être disposée en un point de la centrale assez médian pour que les frits puissent y parvenir sans itinéraires trop longs. On peut également utiliser des itinéraires spéciaux de transport des fûts jusqu'au sas de sortie central. A la fragmentation des éléments et/ou Q leur compression peut succéder leur fusion dans des dispositifs connus. Ces dispositifs peuvent être installés directement dans le domaine de surveillance ou astre installés d proximité, par exemple près des sas. Cette install@- tion auxiliaire constituée par un four de fusion peut, en cas d'avarie, astre ali menté depuis les autres sources d'alimentation d'énergie de la centrale. En cas d'arrêt de la centrale, le four de fusion peut entre actionné de l'extérieur par des sources d'énergie étrangères, de même que les autres systèmes auxiliaires a utiliser tels que les installations de gaz ou d'eaux usés ou de rétention des gaz de fission.Les eaux ou les gaz usés peuvent astre transférés aux systèmes auxi- linaires existants par les conduites flexibles, mobiles, déjà mentionnées. Une fois les opérations terminées, les parties contaminées de l'installation auxiliaire peuvent être emballées dons les fûts normalisés au décontaminés au moyen des installations auxiliaires existantes; les matières nocives pouvant être amenées aux installations existantes d'emballage par l'installation de gaz au d'eaux usés. Une autre installation auxiliaire telle qu'une installation de congélation d très basse température peut être insérée ou annexée au lieu du four de fusion. Cette installation de congélation très basse température sert congeler des éléments structuraux fragmentés composés de matière déterminée et b les réduire en fragments plus petits dans une installation annexe de broyage. On peut emballer directement ces fragments ou les trier, par des instruments "U.S." de mesures connus, selon les diverses intensités d'irradiation et les diriger vers un autre traitement. Au lieu des installations décrites de fusion ou de congélation, on peut uti liser une installation de traitement chimique pouvant être également insérée ou annexée dans le domaine de surveillance. Cette installation de traitement chimique peut, d'une part, dissoudre les éléments fragmentés ou comprimés ou hien effectuer un décapage superficiel des éléments fragmentés au moyen d'acides corrosifs. La contamination peut ainsi atre réduite à une valeur prédéterminée. Ici aussi, tous les gaz et eaux usés peuvent être amenés, comme décrit, aux systèmes auxiliaires existants. L'élément ainsi traité et décapé peut éventuellement autre conduit à une installation de régénération. La matière dissoute des éléments peut astre emballée de façon apprapriés, ou etre enrichie de produits d'addition salidifiants, emballée et conduite au point de stockage. Une autre passibilité de traitement consiste en une décontamination préce- dant le prétraitement. Cette décontamination peut s'effectuer quand les éléments sont montées ou seulement après leur démontage. La décontamination peut s'effectuer par rinçage, aspersion par des matières granulées ou pulvérulentes, découpe par fraisage, moulage, tournage, ou rab otage et au moyen de solutions chimiques. En outre, une décontamination peut suivre le prétraitement, réalisable en n'importe quel point du domaine de surveillance. Sans sortir du cadre de l'invention, il est possible d'effectuer divers genres de traitement tels que fusion, congélation et traitement chimique sans prétrei- tement, et d'appliquer tout autre genre de traitement techniquement approprié en utilisant les systèmes existants de sécurité et d'assistance et les systèmes auxiliaires de traitement. REVENDICATIONS 1 - Procédé d'évacuation d'éléments activés et/ou contaminés d'une centrale nucléaire consistant en un traitement préalable de ces éléments en vue de réduire le volume qu'ils occupent, caractérisé en ce que le prétraitement consiste en une fragmentation des éléments par tronçonnage, découpe au chalumeau, découpe en copeaux, et en ce qu'un traitement subséquent des éléments jusqu'à leur emballage, leur stockage et/ou leur régénération1 s'effectue au moyen d'appareils connus de compression, de préférence des presses. 2 - Procédé selon la Revendication 1, caractérisé en ce que le traitement subséquent des éléments jusqu'à leur emballage, leur stockage et/ou leur régénération s'effectue par fusion de ces éléments au moyen de dispositifs connus. 3 - Procédé selon la Revendication 1, caractérisé en ce que le traitement subséquent des éléments jusqu'à leur emballage, leur stockage et/ou leur régénération, s'effectue par une congélation à très basse température de ces éléments et leur concassage à l'état congelé. 4 - Procédé selon la Revendication 3, caractérisé en ce que le prétraite- ment est complété par une compression des éléments. 5 - Procédé selon la Revendication 1, caractérisé en ce qu'après un pre- traitement des éléments par fragmentation-tronçonnage, découpe au chalumeau ou en copeaux - le traitement subséquent s'effectue par traitement chimique. 6 - Procédé d'évacuation d'éléments activés et/ou contaminés d'une centrale nucléaire consistant en un traitement préalable de ces éléments en vue de réduire le volume qu'ils occupent, caractérisé en ce que le prétraitement s'effectue par congélation à très basse température des éléments suivie d'un concassage à l'état congelé et qu'ensuite un traitement subséquent jusqulà l'emballage, le stockage et/ou la régénération s'effectue au moyen d'une solution chimique. 7 - Procédé d'évacuation d'éléments activés et/ou contaminés d'une centrale nucléaire consistant en un traitement préalable de ces éléments en vue de réduire le volume qu'ils occupent, caractérisé en ce que, le prétraitement s'effectue par compression des éléments et qu'ensuite un traitement subséquent jusqu'a l'emballage, le stockage et/ou la régénération s'effectue par fusion. 8 - Procédé selon l'une quelconque des Revendications 1, 2, 3 ou 5, caractérisé en ce que le prétraitement est suivi d'une décontamination. 9 - Procédé selon l'une quelconque des Revendications 1, 2, 3, 4, 5, 6 ou 7, caractérisé en ce que le prétraitement est précédé d'une décontamination.