Brevet FR2616260A1 — publié le 19881209

DISPOSITIF DE DECONTAMINATION DE L'INTERIEUR DES TUBES DE GENERATEURS DE VAPEUR DE REACTEURS NUCLEAIRES La présente invention concerne un dispositif destiné a la décontamination rapide de l'intérieur des tubes de générateurs de vapeur (GV) de réacteurs nucleaires; afin de réduire par dérontamination du bol les débits de dose encourus par les opérateurs (jumpers) qui ont a y pénétrer, et qui ne peuvent y séjourner qu'un laps de temps très réduit du fait du rayonnement, et de procéder à ces décontaminations dans un minimum de temps. Cette décontamination a'pour but de faciliter les opérations de maintenance et de réparation qu'il est nécessaire de faire régulièrement a l'intérieur du bol des GV. La contamination réduit le temps de séjour des opérateurs à quelques minutes. Pour réduire les débits de dose, de nombreuses méthodes ont été élaborées et sont utilisées pour décontaminer le bol des GV. L'objectif est d'étendre le temps admissible de séjour des opérateurs de quelques minutes (par mois!) à quelques dizaines d'heures. Pour se faire il est nécessaire d'atteindre des facteurs de décontamination au moins de l'ordre de 100, car à défaut les astreintes d'intervention sous rayonnement restent trop importantes. Or, si en laboratoire de nombreuses méthodes chimiques, électrochimiques, mécaniques (jet d'eau chargée ou non de particules), brossage, etc... donnent de bons résultats; en revanche il n'en n'est plus de même lorsque l'on opère sur site. La raison en est que si les procédés se prètent bien à la décontamination de surface, en revanche ils sont inadaptés à la décontamination des intérieurs des milliers de tubes, Or ces extrémités de tubes, sur une longueur de quinze a" vingt centimètres, contribuent pour quinze à vingt pour cent dans le niveau de rayonnement. L'objectif de l'invention est de permettre de réaliser tres rapidement la décontamination de l'intérieur des extrémités de tous les tubes, alors que les grandes surfaces du bol (plaque tubulaire, paroi verticale, paroi sphérique) seront décontaminées avec des moyens conventionnels. L'invention concerne un dispositif qui, installé dans la botte à eau (bol) des générateurs de vapeur (GV), permet: - d'une part d'accéder à l'intérieur de chaque tube afin de le décontaminer, - d'autre part de traiter simultanément un grand nombre, voire la totalité des tubes. Ce dispositif est caractérisé en ce qu'il comporte essentiellement une série de cadres ou panneaux fixés sur la plaque tubulaire, et qui présentent un moyen d'intervention en regard de chaque tube. Ces panneaux sont de conception identique, leurs dimensions sont définies en fonction de chaque type de GV afin d'offrir une couverture maximale de la plaque tubulaire. Ces panneaux sont caractérisés notamment en ce qu'ils comportent un circuit de distribution de fluide. L'intervention dans chaque tube se fait: - soit par aspersion de liquides appropriées (attaques chimiques et lavage) qui ruissellent sur la paroi interne du tube, - soit par immersion: chaque tube étant rempli sur la hauteur à décontaminer d'une liqueur acide, ou encore d'un électrolyte .lorsqu'il s'agit d'une décontamination par polissage électrolytique. Ces dispositifs de dé contamination sont également caractérisés dans leur mode de réalisation, en ce qu'ils comportent notamment: - soit des buses situées en regard de chaque tube, qui aspergent l'intérieur pour une décontamination chimique par ruissellement, - soit encore des canules électrodes de 150 à 300mm de long, démontables, qui pénètrent dans les tubes pour une décontamination par électropolissage. Dans ce qui suit, l'invention est exposée plus en détail à l'aide de dessins représentant seulement différents modes particuliers d'exécution. La figure 1 situe les boîtes à eau des générateurs de vapeur des réacteurs à eau pressurisée. La botte à eau du GV est une demi sphère formée de deux chambres (bols) 901 séparées par une plaque de partition verticale 904; et fermée par la plaque tubulaire (PT) 902 d'où partent et aboutissent les tubes échangeurs 903 montés en épingle. Chaque bol possède deux ouvertures: le trou d'homme d'accès 905 de diamètre 400mm environ, et la tubulure 906 du circuit primaire de diamètre 800mm environ. Dans le cas d'un procédé chimique, on arrose le tube successivement par diverses solutions chimiques pendant une heure environ. La durée totale du traitement sera de l'ordre de quelques heures; ce qui est acceptable avec les charges habituelles liées à la durée des arrèts de tranche. Selon un mode de réalisation, des buses projettent des jets liquides focalisés, de façon rectiligne sur une longueur approximative de 300mm, qui s'élargissent ensuite pour arroser la surface intérieure du tube jusqu'à une hauteur pouvant atteindre 500mm. Le jet est relativement fin au départ (environ 0.5mm), pour tolérer un mauvais positionnement de la buse par rapport à l'axe du tube concerné. Pour un tube GV de diamètre 20mm, il suffit de positionner la buse à +6mm près. L'attaque chimique se produit au cours du ruissellement. Description (figure 2): Chaque panneau est constitué d'une série de canalisations 910 parallèles entre elles, maintenues à leurs extrémités par deux corps transversaux 911 faisant office de collecteurs 912. L'écartement entre les canalisations est fonction du réseau d'implantation des tubes. L'ensemble constitue une structure rigide. Les alimentations en fluides sont connectées par raccords rapides 913 sur un des collecteurs d'extrémité 912, qui les distribuent dans les canalisations. Ces canalisations portent une série de buses 914 régulièrement espacées selon le pas d'implantation des tubes, qui peuvent être obstruées individuellement par un bouchon. selon qu'elles se positionnent vis à vis d'une obstruction (tube bouchonné par exemple). Une bâche 915 de récupération des effluents est suspendue sous le panneau, maintenue par des languettes 916 sur les corps 911 et sur deux longerons 917 parallèles aux canalisations Un ombilic 918 ramène ces effluents contaminés hors du bol GV, jusqu'a" leur lieu de traitement (groupes de filtration). Chaque panneau est suspendu à la plaque tubulaire par deux dispositifs manuels de clampage rapide 919, solidaires des corps d'extrémité 911. Le dimensionnement des panneaux doit tenir compte du diamètre de passage que réserve le trou d'homme d'accès au bol, en conciliant les impératifs d'une couverture maximale de la plaque tubulaire et d'une manipulation minimale pour l'opérateur chargé de les mettre en place. La figure 3 schématise deux types de disposition des panneaux sous la plaque tubulaire: - la disposition parallèlement à la plaque de partition 904 (fig.3a) réclame 9 panneaux 920, mais les ombilics d'alimentation et d'évacuation peuvent constituer une gêne pour l'accès au trou d'homme de l'opérateur; - la disposition perpendiculaire à la plaque de partition (fig.3b) nécessite 10 panneaux pour une couverture équivalente de la plaque tubulaire, mais les ombilics sont tous reportés le long de la plaque de partition 904, dégageant au maximum le volume du bol pour ltopérateur,.ainsi que le trou d'homme 905. Cette disposition est donc préférable à la précédente. Les figures 4a, 4b, schématisent l'implantation des plateaux 920 sous la plaque tubulaire, perpendiculairement à la plaque de partition 904, reliés à un collecteur placé dans le bol, sur lequel sont raccordés les ombilic-s d'alimentation 934 et de récupération des effluents 918. Ce collecteur est constitué d'un bac 930 recevant les effluents contaminés, qui sont ensuite pompés en 931 hors du bol, et de deux canalisations 932 alimentées en 933 depuis l'extérieur, sur lesquelles se raccordent 5 ombilics d'alimentation 934 des panneaux 920. Cette disposition est destinée à faciliter les manoeuvres de montage des panneaux 920 par l'opérateur, tout en dégageant. le volume du bol et l'accent au trou d'homme 905 des encombrements dus aux multiples ombilics de connection. Pour enlever par électropolissage une épaisseur de un micron de la surface interne d'un tube, avec une densité de courant de 100Amp/dm2, il suffit de 6 secondes. La zone électropolie (décontaminée) se trouve en regard direct de l'électrode. L'épaisseur enlevée est proportionnelle au paramètre Temps x Ampère. Pour 3300 tubes (nombre moyen des tubes débouchants dans un bol) électrolysés l'un après l'autre avec cette densité de courant, le temps net de passage du courant sera de: 6 secondes x 3300 soit 5 heures 40 environ. Avec une source de 500 Amp, ce temps net serait réduit d'un facteur cinq. A noter qu'il y a tout intérèt à travailler en parallèle sur un certain nombre de tubes. Selon un autre mode de réalisation, les panneaux portent des canules jouant le rôle d'électrode. Ces canules sont disposées selon le pas du réseau des tubes, elles sont individuellement démontées lorsqu'il se trouve une pbstruction sur tel noeud du réseau (tubes bouchonnés par exemple). Elles pénètrent à l'intérieur des tubes sur une longueur d'environ 250mm. Description (figure 5): Ces panneaux 920 ont la même configutation que les précédents, à quelques aménagements près: - Les canalisations tubulaires sont ici remplacées par des canalisations 921 présentant un plat en partie supérieure, qui supporte une plaque de connection électrique 922 des canules-électrodes 923. Le câble d'alimentation électrique 924 se visse sur le corps du plateau. - Les buses sont remplacées par des canules-électrode 923, constituées d'un ressort à spires jointives 925, qui constitue l'électrode, soudé entre une embase conductrice 926 et une pièce de tête 927. En effet, compte tenu de la longueur de la canule (250mm), celle-ci doit être flexible, mais non déformable, pour l'introduction des panneaux par le trou d'homme. Un cône d'engagement 928 en matériau isolant souple facilite l'introduction de la canule dans le tube, et y assure son centrage. Un joint semi-étanche 929 est plaqué entre l'embase 926 et l'extrémité du tube, pour permettre le remplissage et le maintien à niveau de l'électrolyte dans le tube. Dans un autre mode de réalisation, une décontamination par voie chimique peut être réalisée en remplaçant les canules 923 par des cannes chauffantes flexibles, d'une puissance d'environ 100 Watts, qui déclenchent l'attaque chimique en portant à température une solution maintenue à niveau dans le tube au moyen du joint 929. REVENDICATIONS: Revendication 1: Dispositif de décontamination rapide de l'intérieur des tubes de générateurs, dans la plaque tubulaire, opérant à partir de la botte à eau, caractérisé en ce que: il comporte une série de cadres ou panneaux 920 qui sont suspendus manuellement par un opérateur sous la plaque tubulaire, pourvus de moyens d'intervention disposés en regard de chaque tube. Revendication 2: Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que: les panneaux comportent des canalisations 910 qui alimentent des buses 914 placées sous la plaque tubulaire en regard de chaque tube, pour l'aspersion par jets focalisés de l'intérieur du tube, avec des liquides appropriés de décontamination. Revendication 3: Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que: les panneaux 920 comportent des canalisations 921 qui alimentent des canules flexibles 923, individuellement démontables, qui pénètrent à l'intérieur des tubes sur une longueur d'environ 250mm. Revendication 4: Dispositif selon la revendication 3, où ces canules 923 sont des électrodes utilisées pour la décontamination des tubes par électropolissage, alimentées électriquement par leur panneau support, et qui comportent chacune un joint de semi-étanchéité 929 plaqué à la base du tube pour y maintenir un niveau suffisant d'électrolyte. Revendication 5: Dispositif selon les revendications 3 et 4, où les canules 923 sont des cannes chauffantes flexibles pour une décontamination par voie chimique, qui portent à température une solution maintenue dans le tube à un niveau donné. Revendication 6: Collecteur 930 d'alimentation des panneaux et de récupération des effluents contaminés, introduit dans le bol, destiné à faciliter les manoeuvres de montage des panneaux 920 par l'opérateur, en dégageant le volume du bol et l'accès au trou d'homme 905 de l'encombrement des ombilics de connection.