Brevet FR2471030A1 — publié le 19810612

La présente invention concerne une installation pour fabri- quer des corps solidifiés à partir de déchets radioactifs pro- duits dans une centrale nucléaire. Dans une centrale nucléaire, des déchets radioactifs liquides sont généralement évacués en les transformant en corps solidifiés stables par mélange de ces déchets radioactifs avec de l'asphalte, du ciment ou des matériaux semblables. Récemment, on a adopté un processus suivant lequel les déchets radioactifs liquides sont d'abord séchés pour former de la poudre radioactive qui est en- suite mélangée à une résine thermodurcissdble en vue de former ainsi des corps solidifiés à partir des déchets radioactifs. Dans ce dernier procédé, lorsqu'un initiateur de polymérisa- tion, qui agit à la température ambiante, est utilisé comme addi- tif pour amorcer une réaction de thermodurcissement dans un mélan- geur, le mélange de la poudre de déchets radioactifs, de la résine thermodurcissable et de l'additif est transformé en une boue qui est stockée dans un récipient tel qu'un tambour dans lequel le mélange se solidifie à la température ambiante sans chauffage, en vue d'obtenir ainsi des déchets radioactifs solidifiés. Cependant, pendant l'opération de brassage dans le mélangeur, puisque le durcissement du mélange a déjà été amorcé à cause de l'utilisation de l'initiateur de polymérisation, on rencontre des difficultés en ce qui concerne le temps de mélange dans le mélangeur. En outre, le mélange restant qui adhère sur la paroi intérieure du mélangeur après que la partie principale dudit mélange a été transférée dans le tambour,peut provoquer une panne dans le mélangeur,ou bien peut obturer sa sortie, de sorte qu'il est nécessaire d'enlever le mélange adhérant et d'effectuer un nettoyage en utilisant un agent approprié. Il en résulte qu'il est également nécessaire de traiter l'agent de nettoyage utilisé pour enlever le mélange radioactif contenu dans celui-ci. L'invention a pour but de remédier aux inconvénients précités des réalisations connues et de fournir une installation perfec- tionnée pour la fabrication de déchets radioactifs solidifiés. Selon l'invention, il est prévu un appareil pour la fabrica- tion de corps solidifiés à partir de déchets radioactifs, compre- nant un premier système servant à produire une poudre à partir de déchets radioactifs liquides et un second système relié au premier pour mélanger la poudre de déchets radioactifs avec une résine thermodurcissable et des additifs, l'installation étant carac- térisée en ce que le premier système comprend une cuve de sto- ckage de déchets radioactifs liquides, un sécheur relié à la cuve de stockage pour sécher les déchets radioactifs liquides en les transformant en poudre, et un dispositif de dosage pour introduire une quantité prédéterminée de la poudre de déchets radioactifs dans le second système, et en ce que le second système comprend un mélangeur relié au premier système de façon à mélanger la poudre de déchets radioactifs avec une résine thermodurcissable et des additifs, une cuve de stockage de résine thermodurcissable reliée au mélangeur, des cuves sup- plémentaires de stockage qui contiennent respectivement un initiateur de polymérisation et un promoteur de polymérisation et qui sont reliées au mélangeur, un dispositif de refroidisse- ment du mélangeur et un récipient servant à recevoir le mélange boueux sortant du mélangeur. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention seront mis en évidence, dans la suite de la description, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence au dessin unique annexé qui est un schéma synoptique de l'installation de fabrication de corps solidifiés à partir de déchets radioactifs conforme à la présente invention. Comme indiqué sur le dessin ci-joint, l'installation de fa- brication de déchets radioactifs solidifiés conforme à l'inven- tion comprend un système de production de poudre radioactive 1 dans lequel des déchets radioactifs liquides sont transformés en une poudre et un système mélangeur 2 qui est relié fonction- nellement au système 1 et dans lequel la poudre de déchets radioactifs est mélangée à une résine thermodurcissable et à des additifs. Le système 1 comprend une cuve 3 de stockage de déchets radioactifs liquides et un sécheur 7 relié à la cuve 3 par l'intermédiaire d'une pompe 4, d'un débitmètre 5 et d'une vanne 6 et agencé pour transformer par séchage les déchets radioactifs liquides en une poudre radioactive. Le système 1 comprend en outre un convoyeur de poudre 9, une cuve de stockage de poudre 8 reliée au convoyeur 9 et un dispositif de dosage il pour trans- férer une quantité prédéterminée de la poudre se trouvant dans la cuve 8 dans un mélangeur 10 du système mélangeur 2. Le sécheur 7 est chauffé par un agent de transmission de chaleur 12, par exemple de la vapeur, de façon à sécher les déchets radioactifs liquides; la vapeur contenue dans les gaz sortant du sécheur 7 est condensée dans un condenseur 13 qui est refroidi par un liquide de refroidissement 15. Des gaz non-condensables se trouvant dans les gaz d'échappement sont extraits à l'aide d'un extracteur 14. Un dispositif 16 servant à mettre en vibra- tion la cuve de stockage de poudre 8 est fixé sur sa surface extérieure de manière que la poudre n'obstrue pas la sortie de la cuve 8, la quantité de poudre se trouvant dans cette cuve 8 étant indiquée par un indicateur de niveau 8a fixé sur celle-ci. Le mélangeur 10 du système mélangeur 2 est pourvu d'une che- mise de refroidissement 18 dans laquelle passe un liquide de refroidissement 17, par exemple une solution antigel. Une résine thermodurcissable provenant d'une cuve de stockage 19 est introduite dans le mélangeur 10 sous l'impulsion d'une pompe , par l'intermédiaire d'un indicateur de débit 21 et d'une vanne 22. En outre, des additifs tels que des agents d'initiation, de promotion et de retardement de polymérisation sont correctement ajoutés en quantités prédéterminées dans le mélangeur 10, respec- tivement à partir d'une cuve de stockage d'initiateur 23, d'une cuve de stockage de promoteur 24 et d'une cuve de stockage de retardateur 25 et par l'intermédiaire de débitmètres respectifs 29, 30, 31, de vannes respectives 32, 33, 34, et de pompes res- pectives 26, 27, 28. - Sur les différentes cuves de stockage et sur le mélangeur sont fixés des indicateurs de niveau 3a, 10a, 19a, 23a, 24a et 25a et des indicateurs de température 19b, 23b, 24b et 25b. Les déchets radioactifs liquides canalisés dans le système 1 de l'installation selon l'invention sont d'abord stockés dans la cuve 3, puis transférés dans le sécheur 7 o les déchets liquides sont séchés pour produire une poudre radioactive. Bien que la poudre de déchets radioactifs qui est transportée dans la cuve 8 par le convoyeur 9 soit ensuite transférée dans le mélangeur 10, si une quantité prédéterminée de poudre a été précédemment stockée dans la cuve 8, la poudre de déchets peut être fournie indépendam- ment du fonctionnement du sécheur 7. Une quantité prédéterminée de la poudre de déchets radioactifs peut être transférée de la cuve 8 dans le mélangeur 10 par interposition du dispositif de dosage 11 entre ces éléments. La poudre de déchets radioactifs est mélangée à la résine thermodurcissable ainsi qu'aux agents d'initiation et de promotion de polymérisation dans le mélangeur 10, en vue de former ainsi un mélange boueux qui est ensuite déchargé dans le tambour 35. Le retardateur de polymérisation peut être ajouté en relation avec la condition de fonctionne- ment de l'installation. En conséquence, les déchets radioactifs sous forme de boue ne sont pas dispersés et on peut empêcher une pollution de l'environnement par la poudre des déchets radio- actifs en plaçant seulement le système de production de poudre 1 dans une structure hermétique. En outre, conformément à la présente invention, le mélangeur est pourvu de la chemise de refroidissement 18 dans laquelle passe l'agent de refroidissement 17 en vue d'allonger la période au bout de laquelle le mélange risquerait d'adhérer sur la surface intérieure du mélangeur. Par exemple, comme indiqué dans le Tableau I suivant, excepté pour un cas H, le temps de durcis- sement du mélange dans le mélangeur est de une journée à -20'C, de sorte que, dans un cas o l'installation est utilisée chaque jour, le mélange adhérant sur la paroi est à nouveau mélangé avec de nouvelles quantités de poudre de déchets, de résine thermodurcissable et d'additifs et il est déchargé avant d'avoir pu durcir. TABLEAU I Concentration (%) Concentration (mm) Temps de thermo- Temps de thermo- de L'initiateur du retardateur de durcissement durcissement de polymérisation polymérisation (à la température (à - 200C) ambiante) A 0, 5 500 une semaine PLus d'une semaine B 0,5 300 deux jours C 0,5 100 un jour D 0,5 O plusieurs heures un jour E 1,0 500 deux jours P A semaine F 1,0 300 un jour G 1,0 100 -un-jour H 1,0 a plusieurs heurefUne demijournée En outre, dans des cas o on ajoute une quantité correcte du retardateur de polymérisation dans le mélangeur, le temps né- cessaire au durcissement du mélange peut être allongé d'une semaine ou plus, de sorte qu'il est inutile de nettoyer la paroi intérieure du mélangeur pour enlever le mélange adhérant si l'installation est arrêtée en fin de semaine, excepté lorsqu'on prévoit une longue durée d'immobilisation de l'installation. Dans le cas D ou dans le cas H, o le retardateur de poly- mésation n'est pas introduit dans le mélangeur, le mélange durcit au bout de plusieurs heures à la température ambiante et au bout d'une demi-journée à une journée sous une température de -20'C. On a indiqué dans le Tableau 2 suivant des exemples d'appli- cation de l'installation conforme à l'invention, o on a effectué un séchage et une solidification de déchets radioactifs tels qu'une solution de Na2SO4 et une boue contenant une résine d'échange ionique. TABLEAU 2 Proportion de Masse Résistance Déchets Condition mélange avec spécifique des à la radioactifs après la résine déchets solidi- compression séchage thermodurcis- fiés des déchets sable solidifiés Poudre avec Solution Na2S04teneur en eau 63/37 1,75 Plus de inférieure à 600 kg/cm2 1% Boue contenant Poudre avec une résine teneur en eau 50/50 1,25 Plus de d'échange inférieure à 600 kg/cm2 ionique 1% Si on considère les résultats indiqués dans la colonne "Résistance à la compression des déchets solidifiés" du Tableau 2, on voit qu'il est possible d'obtenir, en utilisant l'installation selon l'invention, des déchets solidifiés de façon parfaitement stable. Conformément à la présente invention, on peut supprimer la cuve de stockage de poudre 8 en reliant directement les systèmes l et 2. Bien entendu, la présente invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés; elle et suscep- tible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art, suivant les applications envisagées et sans que l'on ne s'écarte de l'esprit de l'invention. REVENDI CATIONS 1.- Installation pour la fabrication de corps solidifiés à partir de déchets radioactifs, comprenant un premier système (1) servant à produire une poudre à partir de déchets radioactifs liquides et un second système (2) relié au premier pour mélanger la poudre de déchets radioactifs avec une résine thermodurcissable et des additifs, caractérisée en ce que le premier système (1) comprend une cuve (3) de stockage de déchets radioactifs liquides, un sécheur (7) relié à la cuve de stockage (3) pour sécher les déchets radioactifs liquides en les transformant en poudre, et un dispositif de dosage (11) pour introduire une quantité pré- déterminée de la poudre de déchets radioactifs dans le second système, et en ce que le second système (2) comprend un mélangeur (10) relié au premier système (1) de façon à mélanger la poudre de déchets radioactifs avec une résine thermodurcissable et des additifs, une cuve (19) de stockage de résine thermodurcissable reliée au mélangeur (10), des cuves supplémentaires de stockage (23, 24, 25) qui contiennent respectivement un initiateur de po- lymérisation et un promoteur de polymérisation et qui sont reliées au mélangeur (10), un dispostif (18) de refroidissement du mélan- geur et un récipient (35) servant à recevoir le mélangeur boueux sortant du mélangeur. 2.- Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit premier système (1) comprend une cuve (8) de stockage de poudre de déchets radioactifs qui est placée entre ledit sé- cheur (7) et ledit dispositif (11) de distribution de poudre de déchets radioactifs en vue du stockage d'une quantité prédéter- minée de poudre de déchets radioactifs. 3.- Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit second système (2) comprend une autre cuve (25) de stockage d'additif, reliée au mélangeur (10) et contenant un retardateur de polymérisation.