Brevet FR2357478A1 — publié le 19780203

L'invention concerne un procédé de remplissage d'un réservoir, notamment destiné au transport de liquides radioactifs, aspirés dans ledit réservoir en y faisant le vide, et en contrSlant le niveau de remplissage du liquide à laide de sondes de mesure. L'invention concerne également une installation pour l'application du procédé ci-dessus, installation comprenant essentiellement un réservoir de transport de liquides radioactifs et des canalisations d'aspiration et d'introduction du liquide fixées sur ce réservoir Le fonctionnement des installations ayant trait à l'énergie nucléaire exige actuellement de transporter des quantités toujours croissantes de liquides radioactifs a' moyenne et à forte activité. L'activité spécifique de ces liquides est en général comprise entre 10'1 et 103 curies par mètre cube. Les opérations de transport de ces liquides, et celles consistant à remplir et à vider leurs réservoirs de transport doivent être effectuées en respectant des conditions de sécurité très sévères. Le débordement de ces réservoirs au cours du transport doit etre évité de maniere efficace et sure. On connaît déjà des réservoirs de transport de tels liquides. Ils sont en général de dimensions assez faibles et sont donc destinés au transport de faibles quantités de liquide. En effet, le plus souvent, le traitement des liquides radioactifs usés est effectué sur le lieu de leur production. Ces réservoirs de transport peuvent déborder s'il se produit une défaillance des dispositifs de contrôle du niveau de remplissage- due à une imperfection technique ou aux difficultés matérielles qui peuvent en résulter. Le mode de remplissage courant consiste à utiliser une pompe faisant le vide dans le réservoir; ce procédé ne satisfait cependant pas les exigences sévères actuellement adoptées pour le remplissage de tels réservoirs.En particulier, lorsqu'on a affaire à plusieurs liquides qui, pour des raisons tenant à leurs propriétés physiques et chimiques, ne se mélangent pas et restent en phases séparées, on ne peut garantir que le remplissage steffec- tuera dans des conditions satisfaisantes. L'invention a pour but de créer un procédé de remplissage d' un réservoir grâce auquel un débordement du réservoir est évité de façon sure, ce réservoir ayant cependant la possibilité de transporter de grandes quantités de liquide. L'invention a aussi pour but de créer une installation pour l'utilisation d'un tel procédé. Le réservoir utilisé dans cette installation doit donc être protégé, ne pas présenter de risques de fuite, et psesentr une garantie suffisante contre les risques de débordement. L'invention concerne à cet effet un procédé du t?Tpe décrit ci dessus, caracterisé en ce que le réservoir est repli par aspiration de quantités successives de liquides sous 1 action du vide régnant dans ce réservoir, et jusqu'à ce que le niveau de remplissage maximal soit atteint. Conformément à liinventions on définit deux valeur limites du vide réalisé dans le réservoir et, pour la pression la plus faible correspondant à la valeur-limite la plus élevée, la canalisation de liaison avec la pompe faisant le vide est obturée et la canalisation d'aspiration du liquide ouverte, ces memes canalisations étant au contraire respectivement ouverte et obturée lorsqu'est atteinte la pression la plus élevée correspondant à la valeur-limite la plus faible. L'installation pour l'application du procédé selon l'invention est caractérisée en ce que deux soupapes prévues respectivement sur la canalisation d'aspiration et sur la canalisation d'introduction du liquide sont commandées à distance, de telle façon qu'à tout instant une seule d'entre elles soit ouverte, et en ce qu'un dispositif de surveillance de la pression dans le réservoir commande alternativement l'une ou l'autre de ces deux soupapes lorsque l'une ou l'autre des deux valeurs-limites est respectivement atteinte. Conformément à l'invention, cette installation est caractérisée en ce que le réservoir comprend un manchon coiffé d'un couvercle épais à travers lequel passent toutes les canalisations de liaison devant aboutir à l'interieur du réservoir et fixées pour leur traversée du couvercle sur des guides et des douilles pour sondes. La partie inférieure des guides et des douilles est en appui contre la paroi du couvercle, la partie supérieure de ces guides et de ces douilles-étant fixée contre la surface supérieure du couvercle.Les deux soupapes prévues respectivement sur les deux canalisations d'aspiration et d'introduction du liquide sont placées contre le couvercle du manchon, juste au-dessus de ce couvercle et à l'intérieur d'un réservoir de protection entourant le réservoir de transport. Suivant une autre caractéristique de l'invention, à partir du réservoir de transport, la canalisation d'aspiration est équipée successivement du dispositif de surveillance de la pression dans le réservoir, de la soupape coiniandée par ce dispositif de surveillance, d'un séparateur d'eau, d'un filtre, d'une deuxième soupape, et de la pompe faisant le vide. Suivant d'autres caractéristiques de l'invention, une canalisation d'évent comprenant successivement une troisième soupape et un deuxième filtre est raccordée entre la deuxième soupape et la pompe faisant le vide, et une canalisation obturable par une quatrième soupape peut court-circuiter la partie de canalisation d'aspiration comprenant la pompe. L'installation suivant l'invention présente l'avantage qu'une seule soupape est ouverte à la fois, soit dans la canalisation d'introduction du liquide, soit dans la canalisation de ventilation. Pendant l'introduction du liquides la canalisation de ventilation est toujours fermée. Le débordement du réservoir de transport peut ainsi être évité, indépendamient du fonctionnement des dispositifs de protection contre le débordement mis en place par ailleurs dans l'installation. Ce débordement est évité ême en cas de défaillance des dispositifs de protection, car l'intervalle d'ouverture ou de fermeture de la soupape de ventilation devient de plus en plus faible au fur et à mesure que le volume non rempli du réservoir diminue.La présence d1 un relais permet de limiter la durée minimale de fonctionnement de la pompe faisant le vide ou alternativement de la soupape de ventilation. Si la valeur observée devient plus faible, l'installation s'arrête automatiquement et sa commande n'est plus à effectuer. Une telle caractéristique présente l'avantage de rendre possible le pompage de liquides qui se présentent sous la forme de deux ou plusieurs phases et perturbent les dispositifs de contrôle du niveau de remplissage en raison de leurs constantes diélectriques très différentes ou de leurs masses spécifiques également très différentes. La présente invention convient tout à fait pour les liquides composés de nombreuses phases, pour lesquels elle évite de façon sdre le risque de débordement. Par ailleurs, l'automatisation du processus est une autre garantie de la strette de fonctionnement. Une mise hors service de l'automatisme ne risque de se produire qu'en cas d'intervention'de phénomènes extérieurs puissants. L'utilisation de la technique qui consiste à faire le vide dans le réservoir diminue- considérablement le risque de fuite. Si des fuites se produisent -dans le réservoir ou dans les canali -sations qui l'entourent et-que la qualité de vide nécessaire n'est pas encore atteinte, la-soupape de la canalisation d'introduction du fluide ne siouvre pas. Pendant l'opération d1évacuation, la canalisation est également maintenue sous vide.La nature de la réalisation de l'installation rend aisé le rem-lacement des pièces usées, même de celles qui sont protégées Les volumes importants des parties du réservoir qui supportent la radioactivité sont en outre protégés Le réservoir de protection qui est prévu sert en même temps de réservoir de réception pour des liquides sortant pour une raison quelconque du réservoir de transport, La description ci-aprs et les dessins annexés se rapportent à un exemple de réalisation de l'invention, dessins dans lesquels :: La figure 1 est le schéma de l'installation pour l'application du procédé de remplissage d'un réservoir selon l'invention, le véhicule-citerne ainsi rempli n'étant pas représenté; - La figure 2 est une vue en coupe schématique du réservoir selon l'axe A-B de la figure 3; - La figure 3 est une vue de dessus du couvercle intermédiaire du réservoir > le couvercle principal étant supposé enlevé. La figure 1 montre de façon schématique un réservoir 1 en acier inoxydable, -prévu.pour recevoir des liquides et logé à l'int6- rieur d'un autre réservoir 2. Ces deux récipients emboîtés l'un dans l'autre sont montés sur un véhicule non représenté. Un détecteur d'humidité 4 est place dans l'espace 3 qui sépare les deux réservoirs 1 et 2, afin de déclencher un signal d'alarme lorsqu'une présence de liquide est constatée dans cet espace. Le réservoir 2, qui sert à la fois de réservoir collecteur en cas de fuite de liquide et de réservoir protecteur, est réalisé en acier coulé ou en un matériau analogue. Dans le reservoix-l sont installés des dispositifs de mesure reposant sur des principes physiques de mesure différents. Ces dispositifs utilisent par exemple des principes connus tels que de perlage, d'interrupteur commandé par flotteur, ou encore de la mesure de capacité du contenu On a prévu ici en particulier un dispositif de mesure du contenu du réservoir ou de la hauteur de liquide Ce disposltifvde mesure est du type pneumatique et comprend quatre sondes 5 6 > 7 et 8, consistant en des tubes fins placés verticalement dans-le réservoir 1 et destinés a être traversés par de l'air sous pression. La sonde 5 est placée audessus du niveau de liquide souhaité, et les sondes t et 7 respectivement à 80 et 95 % de la hauteur correspondant à ce niveau. Au contraire, la sonde 8 est placée au fond du réservoir 1. Les sondes 6, 7 et 8 fonctionnent en association avec la sonde 5 selon le principe de la différence de pression, les pressions correspondant à chacune d'entre elles étant obtenues, à partir de celle correspondant à la sonde 5, par lecture sur des manomètres à contact 16, 17 et 18. Les sondes 5 à 8 sont reliées à un dispositif 29 d'envoi d'air sous pression, commandé par une pompe 26. Par l'intermédiaire d'une soupape 19, la pompe 26 alimente un réservoir 27 qui permet d'envoyer vers chacune des sondes 5 et 8 de l'air sous une pression mesurée ou contrôlée à 1'aide d'un manomètre 28. Dans le réservoir 1 est également prévue une sonde capacitive destinée à empêcher le débordement du liquide hors du réservoir; cette sonde 20 est placée à une hauteur correspondant à 100 % du volume net du réservoir et empêche le débordement du liquide, lorsque le dispositif pneumatique alimentant les sondes est défaillant, en fermant toutes les soupapes et en commandant l'arrêt de fonctionnement de la pompe 21. La pompe 21 est reliee au réservoir 1 par l'intermédiaire d'une canalisation 22 équipée de deux soupapes 12 et 13, d'un séparateur d'eau 23, d'un filtre 24, et d'un dispositif 25 de surveillance de la pression dans cette canalisation (ou dans le réservoir 1). Si l'une ou l'autre de deux valeurs-limites affichées sur ce dispositif 25 est atteinte, l'une ou l'autre des deux soupapes 12 et 11 est aussitôt actionnée. Un conduit de ventilation 30 est branché sur la canalisation 22. I1 peut être obturé par commande d'une soupape 14 et débouche dans l'atwosphère après traversée d'un filtre 31. L'effet d'aspiration de la pompe 21 s'exerce à l'intérieur d'un conduit d'aspiration 32, qui peut être obturé par commande d'une soupape 9 et débouche dans l'atmosphère de l'autre côté d'un filtre 33. Une canalisation 34, permettant de contourner la pompe 21 sans la traverser, relie le conduit d'aspiration 32 et la canalisation 22. Cette canalisation-34 se raccorde d'un côté entre la soupape 9 et la pompe 21, et de l'autre entre le filtre 24 et la soupape 13, et est équipée d'une soupape 15. Grâce à la canalisation 34 et aux deux soupapes 15 et 13, le réservoir 1 peut, dans des cas exceptionnels, être maintenu sous pression par lrinter- 6diaire de la canalisation 22. Pour le nettoyage du réservoir, il est prévu, à l'intérieur de celui-ci, une buse 56 ayant un puissant pouvoir de 3et, dont la canalisation d'amenée 35 peut être obturée à l'aide dtune soupape 10 à commande manuelle. L'introduction des liquides radioat:tifs a l'intérieur du réservoir double et leur évacuation sont possibles grace à une canalisation 36 dont la branche 37 plongeant dans le réservoir 1 débouche légèrement au-dessus du fond du réservoir, et dont la branche située à l1extérieur du réservoir est à nouveau dirigée vers le bas. La canalisation 36 peut etre obturée par une soupape il et se termine par use bride sur le coté du réservoir 1. Il est enfin prévu au-dessus du réservoir un raccord de réserve 47. (voir la figure 3). Dans les figures 2 et 3, le réservoir est représenté de façon relativement schématique. La figure 3 montre le réservoir sans son couvercle principal 39, le couvercle intermédiaire 38 et les conduits tubulaires qui le traversent étant ainsi apparents. Le réservoir intérieur 1 en acier est placé à l'intérieur du réservoir de protection 2 et centré par rapport à celui-ci à l'aide de pièces d'espacement 40. A la partie supérieure du réservoir i sont prévus deux raccords 41 et 42. Le raccord 41, utilisé pendant les phases de nettoyage, est fermé par un couvercle.Sur le deuxième raccord 42, est soudé un couvercle 44, qui porte toutes les communications avec le réservoir 1, sous forme de brides ou de douilles de traversée des conduites de mesure, Comme le montre la figure 3, la bride 50 est prévue pour la canalisation 36 d'introduction et d'évacuation des liquides radioactifs, la bride 45 pour la buse 56 de nettoyage du réservoir, et la bride 46 pour la canalisation d'aspiration 22; la bride 47 est une bride de réserve. Les douilles de passage 48 et 49 sont prévues pour la mise en place-des sondes 5, 6, 7, 8 et de la sonde capacitive 20 destinée à empecher le-débordement du liquide hors du réservoir. Les brides 45, 46, 47 et 50 et les douilles 48 et 49 sont mises en place de telle façon que leur moitié inférieure sgappuie contre la face supérieure du couvercle 44 et que leur moitié supérieure s'élève au-dessus. L'effet de protection contre le passage des liquides présents dans le réservoir 1 est donc conservé, meme lors de travaux ou d'un démontage sur ces brides. De même que le raccord 42 est équipé d'un couvercle 44, de même le couvercle intermédiaire 38 du réservoir i comprend un couvercle 51 situé en regard du raccord 41 et est utilisé lorsque ce raccord 41 est mis en service. Comme on l'a vu, toutes les liaisons et communications établies avec l'intérieur du réservoir 1 le sont par traversée du couvercle 44. La canalisation 35 traverse par ailleurs la partie supérieure du réservoir 2, tandis que les canalisations 22 et 36 descendent dans un puits ménagé dans la paroi du réservoir de protection 2 et débouchent dans des brides 53 et 55 appliquées contre la surface extérieure de la paroi 54 du puits. Sur ces brides 53 et 55 viennent se raccorder respectivement la canalisation de remplissage ou d'évacuation et la canalisation provenant de la pompe 21 (ces canalisations ne sont pas représentées sur les figures 2 et 3), Le remplissage du réservoir 1 est effectué de la façon suivante. On fait le vide à l'intérieur du réservoir 1, à l'aide de la pompe 21 montée sur le véhicule-citerne non représenté. Ce remplissage sous vide présente l'avantage qu'en cas de fuite légère aucun produit radioactif ne peut parvenir à l'extérieur du réservoir. Cette caractéristique est particulièrement importante dans le cas de la rupture d'une canalisation. Le réservoir 1 luimême est raccordé, par la bride 53, par une canalisation souple à double enveloppe, au réservoir à vider par pompage. Le remplissage du réservoir 1 s'effectue par quantités successivement introduites. Le réservoir 1 est sous vide, quelle que soit l'indication de l'état du remplissage fournie par les sondes 5, 6 et 7. Pendant la phase de pompage destinée à faire le vide, la soupape Il est fermée et obture la canalisation 36, jusqu'à ce que le vide souhaité soit obtenu; la soupape 11 s'ouvre et laisse le passage libre vers la canalisation 36. Simultanément, la soupape 12 se ferme et obture la canalisation 22 qui permet la réalisation du vide. Lorsque le vide atteint une valeur encore plus faible, appelé valeur minimale d'aspiration, la soupape 11 se referme, et la soupape 12 s'ouvre à nouveau. Ce processus se répète jusqu'à ce que l'une des sondes 5, 6 ou 7 montées dans le couvercle 44 du raccord 42 fournisse l'indication correspondant à l'état de remplissage souhaité. Le remplissage du réservoir 1 par fonctionnement de la pompe et par action alternée des deux soupapes 11 et 12 est alors interrompu.Par une commande manuelle, la canalisation peut alors être vidée et nettoyée. En fonctionnement normal, l'ensemble de l'installation peut être commandé par un dispositif automatique qui assure le remplissage du réservoir 1 selon un programme bien défini. La condition pour le déclenchement de ce programme est que le dispositif 29 d'envoi d'air sous pression vers les dispositifs de mesure pneumatiques fournisse effectivement la valeur de pression théoriquement nécessaire. La fermeture d1un commutateur principal déclenche automatiquement le fonctionnement du compresseur 26 du dispositif 29 et le refoulement d'air sous pression à l'intérieur du réservoir 27. Lorsque la valeur de pression voulue est atteinte, il y a commutation de l'installation et passage an fonctionnement par aspiration.Les soupapes 12, 13 et 9 s'ouvrent automatiquement, puis la pompe 21 se met en marche et fait le vide dans le réservoir 1 jusqu'a' ce que ce vide ait atteint la qualité voulue. Il y a alors ouverture de la soupape 11 et fermeture de la soupape 12. Le liquide est refoulé à l'intérieur du réservoir 1 par l'intermédiaire des canalisations 36 et 37. Lorsque le vide atteint la valeur minimale d'aspiration déjà mentionnée, la soupape 11 se ferme et la soupape 12 s'ouvre. Ce processus se répète, comme on l'a vu précédemment, jusqu'à ce que l'on atteigne un remplissage égal à 80 %; la soupape Il se ferme à ce moment. Lorsque la sonde 7 fonctionne et indique donc que le remplissage est effectué à 95 56, toutes les soupapes se ferment et le fonctionnement de la pompe 21 cesse. La surveillance de niveau effectuée de façon continue à l'aide de la sonde 8 est effectuée par fonctionnement d'un contact qui, lorsqu'un certain niveau minimal est atteint, déclenche un signal d'alarme optique et acoustique. Pour effectuer la vidange normale de l'installation, on ouvre les soupapes 11, 12, 13 et 14. Les soupapes se ferment à nouveau sur commande - de la-sonde 8. Toutes les canalisations qui transportent le liquide sont autant que possible logées dans le réservoir de protection 2 ou dans le~puits 52, afin qu'en cas de fuite le liquide ne puisse pas s'échapper.- Le raccordement de toutes les canalisations est effectué au niveau du couvercle 44, afin que la décontamination puisse être facilement effectuée et qu'une protection supplé- mentaire due au couvercle 44 lui-méme soit obtenue entre le réservoir ventuellement-rempli elles brides démontables. Bien entendu-, l'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation ci--dessus- décrit-- et representéw à partir duquel on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation > sans pour cela sortir du cadre de l'invention. REVENDI CAT IONS 10) Procédé de remplissage d'un réservoir notamment destiné au transport de liquides radioactifs aspirés dans ledit réservoir en y faisant le vide et en contrôlant le niveau de remplissage du liquide dans le réservoir à laide de sondes de mesure, procédé caractérisé en ce que le réservoir est rempli par aspiration de quantités successives de liquide, sous l'action du vide régnant dans ce réservoir, et jusqu'à ce que le niveau de remplissage maximal soit atteint. 20) Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que deux valeurs-limites du vide réalisé dans le réservoir sont définies et en ce que, pour la pression la plus faible correspondant à la valeur-limite la plus élevée, la canalisation de liaison avec la pompe faisant le vide est obturée et la canalisation d'aspiration du liquide ouverte, ces mêmes canalisations étant au contraire respectivement ouverte et obturée lorsqu'est atteinte la pression la plus élevée correspondant à la valeur-limite la plus faible. 30) Installation pour l'application d'un procédé suivant l'une des revendications 1 ou 2, cette installation comprenant un réservoir de transport de liquides radioactifs et des canalisations d'aspiration et d'introduction du liquide fixées sur ce réservoir, caractérisée en ce que deux soupapes prévues respectivement sur la canalisation d'aspiration et sur la canalisation d'introduction du liquide sont commandées à distance de telle façon qu'à tout instant une seule d'entre elles soit ouverte, et en ce qu'un dispositif de surveillance de la pression dans le réservoir commande alternativement l'une ou l'autre de ces deux soupapes lorsque l'une ou l'autre des deux valeurs-limites est respectivement atteinte. 40) Installation suivant la revendication 3, caractérisée en ce que le réservoir comprend un raccord coiffé d'un couvercle épais à travers lequel passent toutes les canalisations de liaison devant aboutir à l'intérieur du réservoir et fixées pour leur traversée du couvercle sur des brides et des douilles de traversée pour sondes, la moitié inférieure des brides et des douilles étant appuyée contre la face supérieure du couvercle (44), tandis que les moitiés supérieures de ces brides et de ces douilles sont fixées au-dessus, et les deux soupapes prévues respectivement sur les deux canalisations d'aspiration et d'introduction du liquide sont placées directement au-dessus du couvercle et près de lui, à l'intérieur de la paroi enveloppe extérieure du réservoir de protection, 5 ) Installation suivant l'une des revendlstions 3 ou 4, caracterisée en ce qutà partir du réservoir de transport la canalisation dtaspiration est équipée successivement du dispositif de surveillance de la pression dans le réservoir, de la soupape commandée par ce dispositif de surveillance, d'un séparateur d'eau, d'un filtre, d'une deuxième soupape, et de la pompe faisant le vide. 60) Installation suivant la revendication 5, caractérisée en ce qu'une canalisation d'évent comprenant successivement one troisième soupape et un deuxième filtre est raccordée entre la deuxième soupape et la pompe faisant le vide, et une canalisation obturable par une quatrième soupape est prévue pour court-circuiter la partie de canalisation d'aspiration comprenant la patpeF