Brevet FR2500199A1 — publié le 19820820

Des réacteurs nucléaires pour l'expérimentation, la production d'énergie et d'autres usages sont en fonctionnement aux Etats-Unis d'Amérique et dans d'autres pays depuis de nombreuses années. La recherche et le développement dans la technologie des réacteurs nucléaires et les domaines apparentés se sont cependant poursuivis à un rythme rapide. La piscine du réacteur, qui est adjacente à la cuve sous pression (dans les réacteurs de puissance) constitue un empla- cement utilisé fréquemment pour l'acquisition d'informations techniques et le prélèvement d'échantillons de composants ou de pièces du système du réacteur à des fins d'études techniques. La demande de brevet des Etats-Unis d'Amérique no 220 826, déposée le 29 décembre 1980 décrit un dispositif de coupe d'échantillons pour des pièces ou des constituants irradiés, qui fonctionne dans les piscines des réacteurs. Comme indiqué dans le document mentionné ci-dessus, on effectue des opérations d'usinage sous l'eau sur une pièce ou un élément du réacteur préalablement irradié, au-dessus d'une plate-forme de travail ou "plateau à copeaux" dans la piscine du réacteur. Le plateau recueille les copeaux, les particules, les morceaux et les fragments coupés et d'autres matériaux irradiés produits par l'usinage sous l'eau. L'accumulation de ces matériaux souille l'eau déminéralisée de la piscine du réacteur, qui protège les techniciens et les ingénieurs effectuant un travail, contre une exposition dangereuse au rayonnement. La présente invention a donc pour but de permettre de recueillir et de saisir des matériaux irradiés tels que des copeaux, des particules, des morceaux découpés, des fragments et d'autres substances dans un emplacement sous l'eau qui protège le technicien ou d'autres personnes qui travaillent contre une exposition dangereuse au rayonnement. L'invention vise en outre à procurer un dispositif constitué par une pompe à jet ou à injection,actionné par eau, permettant de recueillir sous l'eau des matériaux irradiés. L'invention a en outre pour but de procurer un dispositif d'aspiration sous l'eau permettant de recueillir des matériaux irradié avec un filtre jettable qui peut être enlevé sous l'eau pour protéger le personnel qui travaille contre le rayonnement des matériaux recueillis. L'invention a également pour but de procurer un disposi- tif d'aspiration portatif, léger permettant de recueillir des matériaux irradiés sous l'eau sur un plateau de travail prévu pour des opérations d'usinage sous l'eau. L'invention vise enfin un dispositif d'aspiration pouvant être positionné à la main, permettant de recueillir sous l'eau des matériaux irradiés, et dont l'extrémité d'aspiration qui recueille les matériaux est orientable. Conformément à l'invention, on obtient ces résultats au moyen d'un dispositif d'aspiration sous l'eau permettant de recueillir des matériaux irradiés dans lequel de l'eau sous pression est injectée par un tube d'injection dans un tube d'aspiration relié à un filtre collecteur. Le filtre peut être séparé sous l'eau du tube d'aspiration par rotation de ce filtre de manière à l'amener dans une position verticale et l'utilisation d'un dispositif pour libérer le filtre du tube. On peut jeter le filtre dans un conteneur sous l'eau disposé sur la plateforme de travail en y amenant le filtre enlevé et en l'y jetant. Le dispositif est manoeuvré au moyen d'une perche de positionnement articulée sur le tube d'injection ou d'aspiration. Un mécanisme de verrouillage monté sur la perche est commandé à distance par l'utilisateur qui emploie un filin pour régler de manière discontinue l'orientation du tube d'aspiration et pour amener le filtre dans l'orientation choisie. Le dispositif est disposé pour son utilisation dans la piscine du réacteur adjacent à la cuve sous pression d'un réacteur nucléaire. Les matériaux irradiés sont recueillis au moyen du dispositif sur une plate-forme de travail au-dessus de laquelle on effectue de temps en temps des opérations d'usinage sur des éléments ou des pièces du réacteur. Le suite de la description se réfère aux figures annexées représentant respectivement: Figure 1, une vue schématique en perspective du dispositif d'aspiration sous l'eau pour matériaux irradiés: 2500 1 99 Figure 2, une illustration schématique du principe de l'écoulement intérieur à la buse à travers laquelle circule l'eau qui assure la marche du dispositif de manière àcréer un courant d'aspiration permettant de recueillir sous l'eau les matériaux irradiés; Figure 3, une illustration schématique d'un environnement possible pour la mise en oeuvre de l'invention, c'est-à-dire la piscine d'un réacteur nucléaire; et, Figure 4, une illustration schématique de l'outil permet- tant l'enlèvement sous l'eau à distance du filtre et son élimination. La figure 1 montre les caractéristiques importantes du dispositif d'aspiration sous l'eau qui comprend une perche de positionnement ou de manoeuvre 11, un mécanisme de verrouillage pivotant 12 à positions variables comportant un filin 13 pour commander le mécanisme de verrouillage 12, et un tube d'aspira- tion 14 comportant un élément en entonnoir 15 pour la réception des matériaux irradiés 15'. D'une manière plus spécifique, le mécanisme de verrouillage 12 est monté sur un tube d'injection recourbé 16 comprenant un élément de support 17. Le tube d'injection 16 reçoit de l'eau sous pression d'une source exté- rieure comme par exemple un tuyau souple 18 convenablement raccordé au tube d'injection 16 au moyen d'un raccord 21. L'injection d'eau sous pression à partir du tube d'injection 16 s'effectue par une buse 16' de diamètre intérieur décroissant, l'axe longitudinal de la buse 16' étant de préférence dans le prolongement de l'axe longitudinal de la partie rectiligne du tube d'aspiration 14. Cette injection crée un courant d'eau dans le tube d'aspiration 14 et une force d'aspiration résul- tante qui provoque l'aspiration des matériaux irradiés ou des déchets 15' dans l'élément en entonnoir 15 et à travers le tube d'aspiration 14 vers un filtre 23 séparable et jettable, comme par exemple le filtre de type Velcon modèle 1-6286-TB représenté sur la figure 1. La figure 2 représente l'alimentation en eau sous pression à partir d'une source externe, cette pression pouvant par exemple être comprise entre 5, 6 kg/cm2 et 7,0 kg/cm2, bien qu'elle ne doive pas être spécifiquement comprise dans cette gamme. L'eau sous pression circule dans le tube d'injection 16 en provenance du tuyau souple 18 et dans la buse 16' de diamètre intérieur décroissant. Conformément aux principes connus des pompes à injection, la quantité de mouvement del'eau d'entrai- nement à travers la buse 16' provoque un courant d'eau à travers le tube d'aspiration 14, ce qui crée un effet d'aspiration à l'extrémité inférieure-du tube d'aspiration 14 comportant l'élément en entonnoir 15 recevant effectivement les matériaux radio-actifs 15'. La figure 3 représente l'utilisation du dispositif dans la piscine du réacteur pour recueillir des matériaux irradiés à partir d'une plateforme de travail 24 montée latéralement dans la piscine. On a représenté en outre un conteneur 25 pour le stockage provisoire sous l'eau du filtre 23 après sa saturation par les matériaux recueillis et son enlèvement du dispositif comme cela sera décrit ci-dessous. Par l'intermédiaire du mécanisme de verrouillage 12, la perche de manoeuvre 11 est articulée sur le dispositif d'aspi- ration et ce mécanisme comprend un plongeur 26 (fig.1) contraint vers le bas, qui comporte à son extrémité supérieure un anneau 26' pour y attacher ou y fixer d'une autre manière le filin 13. Une pièce 27 permettant l'articulation est fixée de manière appropriée à l'extrémité de la perche 11. La pièce 27 de liaison articulée et la perche il sont de préférence réalisée en aluminium afin d'en réduire le poids et d'en faciliter le maniement. La pièce 27 est articulée sur une plaque 28 grâce à un moyen approprié tel qu'un axe 29. La plaque peut être de forme semi-circulaire et comprend une partie rectiligne et une partie courbe. La partie rectiligne est de manière appro- priée montée fixement sur le tube d'injection 16 ou le tube d'aspiration 14. On a réalisé une série d'entailles espacées 28' dans la partie courbe de la plaque 28. Le plongeur 26 permet de bloquer la position de la perche 11 relativement au tube d'injection 16 par entrée dans l'une des entailles choisies 28' de la plaque 28. Pour libérer le dispositif, c'est-à-dire permettre le libre pivotement sur l'axe 29, l'utilisateur tire simplement sur le filin 13 afin de dégager l'extrémité 26" du plongeur. En tirant sur le tuyau souple 18 ou en maintenant l'élément en entonnoir 15 du tube d'aspiration 14 contre le plateau ou la plate-forme 24, on peut choisir une entaille particulière 28' de manière à obtenir l'orientation Voulue du tube d'aspiration 14 ou du filtre 23. Le montant 17 réunit rigidement le tube d'injection 16 au tube d'aspiration 14. La perche de manoeuvre 11 est montée sur le tube d'injection 16 immédiatement au-dessus du montant 17 dans le mode de réalisation représenté. En variante, la perche 11 peut être reliée directement au tube d'injection 14. A la place des tubes d'aspiration et d'injection courbés 14 et 16, on peut utiliser des tubes rectilignes ou présentant une autre-forme. Le filtre 23 suggéré pour l'utilisation dans le dispositif d'aspiration de l'invention est cylindrique, comme représenté sur la figure 1. Le filtre 23 intercepte les matériaux irradiés en les recueillant sur une "chaussette" extérieure en tissu. Le filtre 23 est de préférence monté par vissage sur une extré- mité du tube d'aspiration 14 au moyen d'un élément de raccor- dement approprié 34, qui est assemblé de manière appropriée (par exemple par soudage) à l'extrémité supérieure du tube d'aspiration 14. Le filtre 23 comprend un bossage polygonal (par exemple hexagonal) 36 comportant un trou taraudé central 37, ce qui permet la prise par un ensemble de tige filetée 38 et à douille 39 à l'extrémité d'un outil d'enlèvement du filtre représenté sur la figure 3. L'outil 40 pour enlèvement du filtre, également repré- senté sur la figure 4, comprend un corps tubulaire extérieur 42 comportant une poignée 41, la douille 39 et une tige intérieure 43 portant la partie filetée 38. Le corps tubulaire 42 et la tige 43 sont disposés coaxialement et la tige 43 est de préférence assemblée par soudage à une barre perpendi- culaire 44 servant de poignée pour visser la partie filetée 38 dans le trou 37, lorsqu'on sépare le filtre 23 du dispositif. Pour enlever sous l'eau un filtre usé 23, on libère le mécanisme de verrouillage 12 et on oriente verticalement le filtre 23. L'extrémité inférieure de l'outil 40 entre de manière appropriée en prise avec le filtre 23 au moyen du trou 37 et du bossage 36 ce qui permet le dévissage du filtre 23 de l'élément de raccordement 34, sans que ce filtre ne tombe sur la plate- forme 24. En faisant tourner la barre transversale 44, l'uti- lisateur peut dégager le filtre 23 de l'outil 40 et le laisser tomber dans le conteneur de déchets 25. L'eau qui provoque l'aspiration et qui circule à travers le tube flexible 18 est de préférence déminéralisée et amenée à une pression comprise entre 5,6 et 7,0 kg/cm2, bien qu'il soit uniquement important que cette eau ait une pression nettement supérieure à celle de l'eau à l'emplacement d'aspiration voulu près de l'élément en entonnoir 15. Une buse à jet 16' construite de manière appropriée, telle que celle représentée sur la figure 2 augmente la force d'entraînement de l'eau injectée. Comme remarqué ci-dessus, sa construction implique un diamètre intérieur qui diminue le long du tube d'injection 16 en direction du point de jonction avec le tube d'aspiration 14. Pour faciliter la manipulation et réduire le poids, le dispositif est généralement construit en aluminium. Le matériau des tubes est de préférence de l'aluminium 606IT6. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'aspiration commandé à distance permettant de recueillir sous l'eau des matériaux irradiés, caractérisé en ce qu'il comprend: une source d'eau sous pression (18); un moyen (14,15) pour la réception de matériaux irradiés; un moyen (23) pour l'interception de matériaux irradiés, montés sur le moyen de réception des matériaux irradiés; un moyen (16,16') pour injecter de l'eau à partir de la source d'eau sous pression (18) dans le moyen de réception (14,15) un moyen (11) pour manoeuvrer dans une "piscine" le moyen d'injection (16,16>); un moyen (27, 28) permettant l'articulation du moyen de manoeuvre (11) sur le moyen d'injection (16,16'), comprenant un moyen (26,28') pour verrouiller le moyen d'articulation dans une ou plusieurs positions discrètes dans la zone de déplacement du moyen d'articulation (27,28); et un moyen (13) pour déclencher à distance le moyen de verrouillage (26) précité, le moyen d'injection pouvant ainsi être replacé sur le moyen de manoeuvre (11) et les matériaux irradiés étant recueillis sous l'eau à distance. 2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de réception est un tube d'aspiration (14) comprenant un élément en entonnoir (15). 3. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen d'injection est un tube d'injection (16) présentant un diamètre intérieur qui diminue pour augmenter la force d'aspiration de l'eau sous pression injectée. 4. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen d'interception (23) est séparable du moyen de réception (34), le moyen d'interception (23) pouvant être dégagé du moyen de réception (34) et être jeté sous l'eau. 5. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen d'interception est un filtre (23) vissé sur le moyen de réception (34). 6. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen d'injection (16) est structurellement supporté contre le moyen de réception (34) par un montant de support (17). 7. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen d'articulation comprend une plaque semi-circulaire (28) comportant une partie rectiligne et une partie courbée. 8. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la partie rectiligne est montée fixement sur le moyen d'injection (16) et en ce que la partie courbée comporte une série d'entailles espacées (28'). 9. Dispositif suivant la revendication 8, caractérisé en ce que le moyen de verrouillage comporte un plongeur (26) contraint vers le bas incluant une extrémité inférieure (26") destiné à s'engager dans une entaille choisie de la série d'entailles (28') grâce à quoi le moyen de réception (34) peut être orienté de façon fixe.