Brevet FR2630249A1 — publié le 19891020

PROCEDE ET DISPOSITIF DE CONFINEMENT RADIOACTIF DYNAMIQUE DU COUVERCLE D'UNE CUVE DE REACTEUR NUCLEAIRE DESCRIPTION Dans le domaine de L'énergie nucléaire, L'invention concerne des dispositions qu'il est nécessaire de prendre vis-àvis des risques de contamination radioactive, lors de nombreux arrets d'entretien nécessaires au fonctionnement d'un réacteur. Il s'agit plus particuLièrement du confinement radioactif d'un couvercle de cuve de réacteur nucléaire pendant le stockage de ce couvercle lors de ses différents arrêts. Pendant de nombreux arrets du réacteur nucléaire, et en particulier des arrets dits "de tranche", La cuve du réacteur nucléaire est ouverte pour permettre diverses opérations d'entretien. Durant ces différents arrêts, le couvercle du réacteur est donc séparé du corps de ce dernier et est stocké dans un endroit approprié. Ce stockage du couvercle de cuve, lors des arrêts de tranche, ainsi que les travaux engagés, tels que l'extraction des joints, Le nettoyage du plan de joints, etc..., représente un risque de contamination atmosphérique radioactive qu'il est nécessaire de maîtriser. Une solution utilisée jusqu'à présent, consiste à protéger l'environnement immédiat du chantier du couvercle, par l'intermédiaire de l'installation d'un sas constitué d'une paroi et d'un toit en vinyle.Ce sas est mis en dépression à L'aide d'une gaine de fort diamètre, et d'un appareil déprimogène filtrant à grand débit l'air du sas. Les opérateurs intervenant, assurant le changement des joints et le nettoyage du plan de joint, travaillent en tenue vinyle ventilée, y compris lorsque le nettoyage se fait à l'aide d'une machine spécialement construite à cet effet, cette machine assurant le nettoyage et ayant un dispositif d'aspiration autonome. Cette méthode, dite de confinement statique est efficace par rapport à L'environnement. Par contre, elle n'assure aucune protection rapprochée des opérateurs intervenant vis-à-vis de la surface interne contaminée du couvercle, ou lors de l'enlèvement des joints. De plus, lors du nettoyage du plan de joint, la machine étudiée à cet effet, n'assure qu'une aspiration ponctuelle relative. Une augmentation de l'aspiration ne résoudrait pas le problème soulevé précédemment, et ne pourrait se faire qu'à l'aide d'appareils beaucoup plus encombrants. La construction du toit du sas, le port par les opérateurs de la tenue vinyle ventilée occasionne des temps de travail et une dosimétrie relativement importante. Ainsi le montage du toit du sas nécessite au moins cinq personnes pendant deux heures et engendre une dosimétrie de 500 mrem.Il faut tenir compte également du fait que le matériau utilisé pour constituer le toit du sas, c'est-a-dire le vinyle, les tenues vinyle ventilées et le carton ignifugé, viennent gonfler le stock de déchets, très coûteux en soi, et qu'il est nécessaire d'enfûter. De plus l'inspection du plan de joint devant s'effectuer visuellement, sans tenue ventilée il existe des risques de contamination des opérateurs. Le but de la présente invention est de remédier à ces inconvénients. Il consiste précisément à fournir un procédé de confinement du couvercle d'une cuve de réacteur nucléaire permettant le piégeage efficace des contaminants, en fournissant une vitesse d'air au niveau du plan de joint au moins égale à 0,25 m/s dans le cas d'émission de polluants sans vitesse initiale. Un premier objet de L'invention est un procédé de confinement radioactif dynamique d'un couvercle de cuve d'un réacteur nucléaire pendant les stockages dudit couvercle, lors des différents arrêts, le couvercle comportant un siège dont la face interne constitue une portée de joints placés sur le plan de joint, des trous de goujons de serrage du couvercle placés verticalement dans le siege et débouchant sur la face interne du siège.Le procédé se caractérise en ce qu'il consiste à utiliser les trous de goujons de serrage pour aspirer des contaminants au plus près de la portée de joints sur toute la périphérie du couvercle, au moyen de tuyères descendant dans chaque trou de goujons et d'un collecteur desdites tuyères placé au-dessus du siège du couvercle, ce collecteur etant relié à au moins une source de dépression, de façon à assurer au niveau de la portée de joints une aspiration suffisante. Ce procédé procure différents avantages, en particulier, Le temps de travail , la pollution radioactive et les déchets sont grandement diminués. D'autres avantages apparaissent au niveau de l'environnement, et seront explicités Lors de ta description. Un autre objet de l'invention est un dispositif de confinement radioactif dynamique utilisant le procédé qui vient d'être décrit. Ce dispositif comprend au moins une source de dépression, un collecteur circulaire de même diamètre que le siège du couvercle, relié à la source de depression, et des tuyères reliées au collecteur et destinées à être introduites dans les trous de goujons de serrage pour mettre en oeuvre l'aspiration nécessaire. Une réalisation particulière du collecteur prévoit que celui-ci est en plusieurs tronçons. Chaque tuyère peut, en outre, bénéficier d'un dispositif de réglage de débit. L'invention et ses caractéristiques seront mieux comprises à la Lecture de la description qui va suivre et qui est annexée des figures suivantes. - Figure 1, une coupe partielle d'un couvercle de cuve de réacteur nucléaire équipé du dispositif selon l'invention. - Figure 2, une vue de dessus d'un couvercle de cuve de réacteur nucléaire équipé d'un dispositif selon l'invention. Le système selon t'invention utilise la méthode du confinement dynamique. Les méthodes de confinement statique consistent à positionner la pièce ou l'ensemble de pièces à confiner, vis-å-vis des contaminants radioactifs, dans un volume dans lequel on fait passer un courant d'air suffisant pour assurer ce confinement par rapport au mi lieu extérieur. Dans ce. but, un couvercle peut être placé dans un sas dans lequel on peut faire régner un flux d'air, pendant que les intervenants effectuent les différentes operations prévues. La méthode de confinement dynamique consiste à piéger les constaminants au plus près du point d'émission permettant d'effectuer les opérations sans port de protections complémentaires. En référence à la figure 1, pour un couvercle de cuve de réacteur nucléaire, tes parties contaminées sont la face interne 20 du couvercle et la face interne 4 du siège 2 du couvercle. Un couvercle de cuve de reacteur nucléaire est fixé sur le corps de ce réacteur au moyen de goujons de serrage qui traversent le siège 2 du couvercle par de nombreux trous de goujons de serrage 6. Cette fixation a lieu sur le plan de joint 26, l'étanchéité étant assurée par au moins un joint torique 14. Le principe de l'invention consiste à utiliser ces trous de goujons de serrage 6 pour créer une aspiration suffisante sur la face interne 4 du siège 2, de façon à assurer entièrement la fonction de confinement du couvercle, et en particulier des parties contaminées, c'est-à-dire cette surface interne 4 du siège et la surface interne 20 du couvercle. En référence également à la figure 2, le procédé de confinement selon l'invention consiste à disposer d'au moins une source de dépression 12 pour créer un courant d'air vertical de bas en haut à l'intérieur des trous de goujons de serrage. A cet effet, on utilise selon l'invention un collecteur 10 placé sur La partie supérieure 22 du siège 2, et relié à la source de dépression 12 par plusieurs conduits 24. Ils ont éte représentés au nombre de trois sur la figure 2, et disposés angulairement à 1200 les uns par rapport aux autres. Au niveau de chacun des trous de goujons de serrage 6, le collecteur 10 est relié à une tuyère 8. Il y a autant de tuyères 8 que de trous de goujons de serrage 6. Chaque tuyère a un diamètre inférieur à ces trous de goujons de serrage 6, de manière à pouvoir y être insérée.La longueur de chacune des tuyères est telle aue son extrémité inférieure soit au même plan que la face interne 4 du siège 2. Le collecteur 10 peut se présenter sous la forme d'un anneau de section rectangulaire. De façon préférentielle, il est divisé en onze tronçons 16 de longueurs différents, et agrafables ou emboîtables. Il est prévu plusieurs dizaines de tuyères 8, et plus précisément cinquante huit, dans le cas d'un couvercle de cuve de réacteur du type 900 MWE. Les trois conduits 24 sont constitués de gaines souples de diamètre de 250a 300 mm. Dans ce cas, la source de dépression est un ou plusieurs appareils déprimogènes assurant un débit de plusieurs milliers de m3 par heure (au minimum 9000). En référence à la figure 1, on prévoit d'équiper chaque tuyère 8 d'un dispositif de réglage 18 du débit positionné à l'intérieur de chaque tuyère. Ce dispositif de réglage 18 permet d'obtenir une vitesse identique et déterminée de l'air à l'entrée de chaque tuyère. Un avantage de cette méthode de confinement dynamique par rapport à la méthode de confinement statique, est qu'elle évite la presence du flux préférentiel d'air entre la porte d'un sas et la bouche d'aspiration de ce dernier. Un tel dispositif selon l'invention ne nécessite que deux personnes pendant 30 minutes tant au montage qu'au démontage du dispositif. En outre, il nioccasionne globalement qu'une dose de 80 mrem. Du point de vue matériel, le toit du sas n'est plus nécessaire, le port de la tenue vinyle ventilée n'est plus demandée pour Le nettoyage du plan de joint 26. Il restera néanmoins obligatoire pour la dépose des joints, et lors de certains travaux aléatoires d'entretien ou de réparations. Concernant l'environnement du couvercle pendant son confinement, le sol de la pièce, dans lequel il est entreposé, n'est plus recouvert de matériau protecteur tel que du carton ignifugé. En effet, les poussières étant aspirées à leur source, elles n'ont plus l'occasion de venir contaminer Le sol de cette pièce. On constate donc que les déchets ont amplement diminué, leur enfutage étant réduit de la même proportion. L'ensemble peut être réalisé en tôles d'aluminium. Des essais ont déjà été effectués à l'aide de fumigène, et ont permis de verifier que l'aspiration des fumées est effective jusqu'à une distance de 30 cm autour de chaque bouche d'aspiration créée par les tuyères placées dans les goujons de serrage. Des prélèvements ponctuels, effectués à différentes phases du chantier, n'ont pas révélé de contamination atmosphérique. REVENDICATIONS 1. Procédé de confinement radioactif dynamique d'un couvercle de cuve de réacteur nucléaire pendant les stockages, lors des différents arrêts, le couvercle comportant un siege (2), dont la face interne (4) constitue une portéede joint au niveau du plan de joint (26), des trous de goujons (6) de serrage du couvercle, placés verticalement dans le siège (2) et débouchant sur la face interne (4) du siège (2), -le procédé étant caractérisé en ce qu'il consiste à utiliser lesdits trous de goujons (6) pour aspirer les contaminants au plus près de la portée de joint sur toute la périphérie du couvercle au moyen de tuyères (8) descendant dans chaque trou de goujons (6),et d'un collecteur (10) desdites tuyères (8), placé au-dessus du siège (2) du -couvercle et relié à au moins une source de dépression (12), de façon à assurer au niveau de la portée de joint une aspiration suffisante. 2. Dispositif de confinement radioactif dynamique, utilisant le procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend - au moins une source de dépression (12), - un collecteur (10) circulaire, de même diamètre que le siège (2) du couvercle, relie à ladite source de dépression (12), et - des tuyères (8) reliées audit collecteur (10), et étant de diamètre inférieur à celui des trous de goujons (6) pour pouvoir s'insérer dans ces trous de goujons (6). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le col Lecteur (10) est constitué de plusieurs tronçons (16) de longueurs différentes. 4. Dispositif selon la revendication 1 ou 3, caractérisé en ce que chaque tuyère (8) possède un dispositif de réglage (18) du débit de ladite tuyère (8).