Brevet FR2586322A1 — publié le 19870220

La présente invention concerne un procédé de nettoyage et de décontamination d'enceintes et le dispositif correspondant. La présente invention se rapporte, plus particulièrement, mais non exclusivement, aux réacteurs nucléaires pour le nettoyage de portions de tuyauteries, de boites à eau d'échangeurs de chaleur, de corps de robinetterie et de pompes et des réservoirs. Les réacteurs nucléaires à eau sous pression comportent des circuits, notamment un circuit primaire et un circuit de refroidissement à l'arrêt, dans lesquels circule de 1 eau pour le refroidissement du coeur de réacteur et le transfert de chaleur produite par ce coeur au générateur de vapeur. Cette eau a un certain pouvoir corrosif, puisqu'elle -renferme de l'acide borique pour modifier la réactivité du coeur du réacteur. L'action de cette eau sous pression à haute température risque de produire des particules d'oxyde pendant son contact avec les différents composants. Ces particules forment des dépôts résiduels dans des zones préférentielles, comme par exemple à l'intérieur des tuyauteries ou dans les boites à eau d'échangeurs. Ces éléments peuvent de plus être sujets à une contamination radio-active par l'intermédiaire de ces dépotes. Il est donc souhaitable de procéder réguliérement a une décontamination des zones de dépôts préférentielles. A cet effet on connait dans le FR-A-2549746, un procédé de nettoyage par ultrasons d'objets creux en place mettant en oeuvre au moins un émetteur d'ultrasons et au moins un volume de liquide propre à être l'objet d'une cavitation ultrasonore sous les effets dudit émetteur, ledit procédé consistant à confiner le liquide dans le volume intérieur de l'objet et à insérer l'metteur dans ledit orifice en sorte qu'une partie au moins de cet émetteur soit plongée dans le liquide. Mais ce procédé présente des inconvénients. Tout d'abord le nettoyage ne peut être réalisé qu'aprés l'arrêt du réacteur. En effet, avant de procéder a l'opération de nettoyage proprement dite, il faut ouvrir le circuit, ce qui entraine une intervention du personnel de maintenance, et l'expose éventuellement à des doses radio-actives importantes, puis isoler la zone à decontaminer par exemple à l'aide de baudruches dans le cas de tuyauteries, et introduire l'émetteur à ultrasons monté sur un support adapté à venir obturer l'orifice de la zone à décontaminer. Par ailleurs, le procédé nécessite l'utilisation d'un circuit particulier de circulation d'un liquide de nettoyage pour remplir le volume isolé et évacuer les particules arrachées. Par conséquent, ce procédé ne permet l'opération de nettoyage qu'à température ambiante, rendant le décapage moins efficace et sur des zones limitées. Le but de 1 invention est donc de proposer un procédé de nettoyage et de décontamination par ultrasons d'enceintes, qui permet d'éviter les inconvénients précités. Dans ce but, on équipe les zones sensibles à la contamination des enceintes d'au moins un émetteur à ultrasons et on effectue l'opération de nettoyage pendant 1 utilisation normale de l'enceinte et/ou juste aprés son utilisation, avant toute ouverture de ladite enceinte. L'invention -sera mieux comprise a l'aide de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se réferant aux dessins annexés sur lesquels - la Fig. 1 est une représentation schématique d une portion de tuyauterie équipée du dispositif de nettoyage selon la présente invention, - la Fig. 2 est une variante du dispositif de nettoyage, - la Fig. 3 est une vue schématique en coupe transversale d'une boite à eau d'un échangeur de chaleur du circuit de refroidissement d'un réacteur nu cléaire, équipée du dispositf de nettoyage selon l'invent ion, Sur la Fig, 1, on voit une portion d'une tu yauterie 1 par exemple du circuit primaire ou de refroidissement d'un réacteur nucléaire à eau sous pression.L'eau circulant dans cette tuyauterie 1 entraine des particules qui ont tendance a se déposer à l inté- rieur de ladite tuyauterie sur des zones préférentielles et plus particuliérement au niveau du coude 2. Au bout d un certain temps les particules forment dans ledit coude un dépôt résiduel radio-actif 3. Pour éliminer ce dépôt salissant, la tuyauterie 1 est équipée, au niveau du coude 2, d'un dispositif de nettoyage et de décontamination à ultrasons désigné dans son ensemble par la référence 10. Sur l'exemple de la Fig. 1, le dispositif de nettoyage 10 non-intrusif se compose d'un bracelet 11 monté sur la tuyauterie 1 et équipé de plusieurs guides d'ondes 12 sur chacun desquels est adapté un émet teur å ultrasons amovible 13. De façon classique l'emetteur 13 est constitué par des vibreurs piézoélectriques. Sur 1 exemple de la Fig. 2 , la tuyauterie est équipée en permanence, au niveau du coude 2, d'un ou plusieurs guides d'ondes 12 dont l'extrémité péne- tre à l'intérieur de ladite tuyauterie. Un émetteur à ultrasons 1 est également monté sur le guide d'ondes 12. En se reportant maintenant à la Fig, 3, on va décrire l'application du procédé au nettoyage d'une enceinte constituée par une boite à eau notamment d'un échangeur de chaleur du circuit de refroidissement d'un réacteur nucléaire L'échangeur de chaleur comprend à sa partie inférieure une boite à eau 20 formée par une partie cylindrique 21 et un fond 22. L'intérieur de la boite à eau 20 est-partagé en deux chambres 23 et 24 par une cloison verticale intermédiaire 25. Le fluide de refroidissement pénètre par exemple dans la chambre 23 par une ouverture 26, puis circule dans la partie supérieure de l'échangeur, et débouche dans la chambre 24 avant d être évacué par une ouverture 27. Sur la paroi latérale de chaque chambre 23 et 24 est monté en permanence un guide d'ondes 12 dont l'extrémité pénètre a l'intérieur desdites chambres. Au moment de l'opération de nettoyage de la boite à eau, un émetteur à ultrasons 13 est monté sur chaque guide d'ondes 12. Le nettoyage des différents éléments est réalisé de la façon suivante Les zones préférentielles ou les dépôts résiduels ont tendance a s effectuer, sont au préalable équipées de guides d'ondes lntrusifs ou non. On monte sur les guides d'ondes 12 les émetteurs à ultrasons 13. Ensuite, on déclenche l'opération de décontamination au cours des opérations conduisant à l arrêt du réacteur, ou juste après, et avant toute opération d'ouverture du circuit ou de la boite à eau pour une opération de maintenance. Le fluide caloporteur circule toujours dans les circuits et dans la boite à eau. Les émetteurs 13 sont alors excités par une onde ultrasonore issue d'un générateur amplificateur non représenté. Un champ ultrasonore propagé par les guides d'ondes 12 s'établit à l'intérieur des éléments a nettoyer, c'est-à-dire à l'intérieur de la tuyauterie 1 (Figures 1 et 2) ou à l'intérieur des chambres 23 et 24 de la boite à eau 20 (Figure 3). Les variations de pression provoquées dans le fluide caloporteur entrainent la formation et l im- plosion de cavités au rythme du champ ultrasonore. L'implosion de ces cavités venant au contact de la surface interne de la tuyauterie 1 ou de la boite à eau 20 arrache des parcelles de dépôts résiduels, ce qui provoque rapidement le nettoyage de cette surface interne. Les particules ainsi détachées sont évacuées directement par le fluide caloporteur en circulation et sont récupérées lors de leur passage dans le circuit de contrôle chimique et volumétrique du réacteur nucléaire par un dispositif d'ultrafiltration à chaud tel que decrit dans la demande de brevet français n 83-15130 au nom de la Demanderesse. Par conséquent, en réalisant l'opération de nettoyage au cours des opérations conduisant à l'arrêt du réacteur, ou juste apres, la température résiduelle u fluide caloporteur permet d'améliorer de manière significative la qualité du décapage des éléments contaminés. On voit donc que l'opération de nettoyage et de décontamination peut être effectuée à tout instant pendant le fonctionnement, ce qui permet de limiter l épaisseur des dépôts résiduels, ou juste après 1' ar- rêt du réacteur, et avant toute ouverture du circuit afin de réduire les doses radio-actives reçues par le personnel de maintenance au cours d'une intervention ultérieure. De plus, le nettoyage est réalisé sur un ensemble de composants pour obtenir une décontamination globale, tout en améliorant de manière significative la qualité du décapage, gracie a la température résiduelle du fluide caloporteur du circuit à décontaminer. Enfin, le procédé et le dispositif suivant l'invention peuvent être utilisés pour une decontami- nation chimique dans les installations pétrochimiques. REVENDICATIONS 1.- Procédé de nettoyage et de decontamination par ultrasons d'enceintes dans lesquelles circule un fluide caloporteur, caractérisé par le fait que l'on équipe les zones sensibles à la contamination des enceintes d'au moins un émetteur à ultrasons (13), et on effectue l'opération de nettoyage pendant l utili- sation normale de l'enceinte et/ou juste après son utilisation avant toute ouverture de ladite enceinte. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'on utilise, pendant l'opération de nettoyage, le fluide caloporteur circulant normalement dans l'enceinte pour engendrer des cavitations ultrasonores sous l'effet de 1' emetteur (13), et pour évacuer les particules ainsi décollees de l'enceinte. 3.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que l'émetteur a ultrasons (13) est mis en place sur l'enceinte juste avant la décontamination. 4.- Dispositif de nettoyage et de décontamination par ultrasons d'enceintes, comportant au moins un émetteur à ultrasons, caractérisé par le fait que chaque émetteur (13) est monté de maniére amovible sur un guide d'ondes (12) placé au niveau des zones sensibles à la contamination des enceintes (1, 20. 30). 5.- Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait que les guides d'ondes (12) sont intrusifs dans les enceintes (1, 10, 20). 6.- Application du procédé ou du dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes au nettoyage et à la décontamination du circuit primaire d'un réacteur nucléaire à eau sous pression.