Brevet FR2646955A1 — publié le 19901116

"Procédé et dispositif de conditionnement pour le stockage définitif de pièces de réacteur nucléaire en forme de tiges très activées". L'invention concerne un procédé et un dispositif de conditionnement de pièces constitutives en forme de tiges de grande longueur à diamètre réduit, qui sont utilisées dans les centrales nucléaires. On connaît différents procédés et dispositifs pour manipuler et pour conditionner des pièces de réacteur en forme de tiges radioactives de grande longueur (k 10 m) et de faible diamètre (environ 10 mm), et ayant une répartition d'activité variable. Les solutions de conditionnement proposées pour les pièces de réacteur consistent à: - découper par séparation mécanique lors de la sortie du réacteur ainsi que récupérer le produit pulvérulent dans des récipients absorbant les radiations (DE- OS 3301814) avec ou sans tri des déchets selon le type d'activité; - à la sortie du réacteur sans découpe, éliminer des longueurs partielles contaminées à faible activité, la réunion des longueurs partielles en faisceau dans des récipients absorbant les radiations 26469S5 (DD - WP 317712) puis la découpe, - enrouler sur les corps de bobinage d'une machine de bobinage télécommandée dans des récipients blindés transportables (DE-OS 3018857). Une utilisation avantageuse dépend des conditions d'emploi dans la centrale nucléaire en accord suivant le système de déchargement et les réglementations. Dans chaque cas d'application, pour le stockage définitif des déchets hautement actifs dans des récipients étanches, il faut procéder avec des dispositifs pour manipuler et conditionner les pièces en vue du transport et du stockage définitif. Dans le cas d'un bobinage en vis, l'encombrement volumique dans des récipients de stockage est défavorable et conduit à des gaspillages de place. Le but de l'invention est de créer un dispositif et un procédé technologiquement pratique de conditionnement de pièces de réacteur, en forme de tiges très activées, pour garantir un déchargement non polluant et non irradiant de la centrale nucléaire jusqu'à un stockage provisoire ou définitif avec un taux élevé de compacité des déchets. Le but de l'invention est de créer, pour des pièces de réacteur en forme de tiges très activées de grande longueur et de faible diamètre et de répartition d'activité variable, un procédé et un dispositif de réalisation d'un état approprié au transport et au stockage définitif afin de pouvoir réaliser une chaîne de déchets, pratique, à enrobage réduit, à un coût d'équipement minimal, ainsi qu'avec une exploitation optimale de la place afin d'obtenir une efficacité et sécurité élevée du conditionnement. Selon l'invention, ce problème est résolu en ce qu' on réunit mécaniquement sur un noyau de bobinage, les pièces de réacteurs issues de leur fonctionnement, avec des longueurs partielles contaminées de faible activité et on les extrait du coeur du réacteur sur toute leur longueur pour les enrouler en spirale radialement, dans un plan, entre deux disques de séparation latéraux. On dispose axialement, sur le noyau de bobinage, plusieurs plans de bobinage fixe, l'un à côté de l'autre, délimités par des disques de séparation ayant un écart minimal correspondant au diamètre des pièces constitutives du réacteur, ce qui permet de bobiner en spirale, l'une derrière l'autre, les pièces constitutives reliées mécaniquement. Grâce à la disposition serrée et au degré de compactage dû au procédé des spirales, on obtient une utilisation optimale- du volume du récipient de stockage. Le noyau de bobinage perdu peut tourner et se déplacer axiaiement d'un écart correspondant aux plans de bobinage établis, dans un canal de bobinage d'un blindage de protection pouvant être accouplé (module de bobinage) et est entraîné de l'extérieur par un système d'entraînement par l'intermédiaire d'un élément d'accouplement élastique. Les disques latéraux de séparation et les extrémités de spirale sont limités par la périphérie du canal de bobinage, adapté au diamètre interne du récipient de stockage coaxial et ouvert d'un côté. Ainsi est-on sûr que le noyau de bobinage, après chaque étape de bobinage est déplacé pas à pas de la largeur d'un plan de bobinage sur toute sa longueur, sans manipulation ni opérations ultérieures de déchargement, directement dans le récipient de stockage. Le récipient de stockage est placé, de préférence, dans un récipient blindé de protection contre les radiations avec un coulisseau tournant ou un module rotatif blindé de tous côtés; il peut être rempli selon le procédé connu sans déchargement dans ce dispositif en découplant le module de bobinage et peut être transporté dans un lieu de stockage intermédiaire ou en exécution de Type B(U) jusqu'au lieu de stockage définitif après transport souterrain. Un tri des déchets selon le groupe de rayonnement est en principe possible si le canal d'introduction de la pièce constitutive du réacteur peut être obturé par le blindage et qu'un dispositif de mesure d'activité et de découpe est placé dans la zone de l'orifice de sortie. Par mise en place d'un dispositif de découpe dans la zone du canal d'introduction de pièces de réacteur, avant le noyau de bobinage, on peut, en cas de problème, séparer l'unité de la pièce constitutive de réacteur. Les avantages de cette invention sont les suivants: par le bobinage de spirales et l'agencement multiple sur un noyau de bobinage, on obtient un niveau de compactage qui, par rapport aux solutions connues apporte une meilleur utilisation volumique du récipient de stockage et ainsi du stockage intermédiaire et définitif. Grâce à la combinaison du dispositif de bobinage et des récipients blindés de protection contre les radiations, avec des obturations rotatives de protection, on élimine des dispositions de protection supplémentaires ainsi que des opérations de déchargement entre les étapes de procédés: collecte, remplissage et transport. Ainsi, la protection de l'environnement et la sécurité vis-à- vis des radiations est nettement améliorée, le coût en équipement est réduit et l'adaptation ou bien la simplification des systèmes présents de conditionnement est plus efficace. En cas de difficulté, grâce à l'inclusion étanche au rayonnement de tous côtés des déchets très activés, on minimise le risque de pollution de l'environnement et le coût de dépollution. L'invention sera décrite ci-dessus à l'aide d'un mode de réalisation représenté sur le dessin annexé dont l'unique figure représente une coupe du dispositif de bobinage. La figure représente,' en coupe et en position travail, un mode de réalisation du dispositif de conditionnement de pièces de réacteur par bobinage et collecte dans un récipient de stockage. La pièce de réacteur 1 guidée dans le canal d'introduction 2 est accouplée mécaniquement au noyau de bobinage 3, entre deux disques de séparation 4. Le noyau de bobinage 3 disposé dans le canal de bobinage est relié en coulissement axial et rotation par un accouplement souple 6 au moyen d'entraînement 7. La pièce de réacteur 1 est bobinée en spirale 8 dans un plan compris entre deux disques de séparation 4; le noyau de bobinage 3 glisse axialement dans le récipient de stockage 9 fixe et coaxial. Celui-ci maintenu par le dispositif de pression 10 est rempli complètement, pas à pas, avec le noyau de bobinage 3 chargé de plusieurs spirales 8 en tant que pièce à jeter. On sépare le moyen d'entraînement 7 du noyau de bobinage 3, et on le ramène dans le dispositif de bobinage 11; puis on enferme le récipient de stockage 9 dans le canal de chargement du récipient blindé contre les radiations 12 par l'anneau blindé rotatif 13, de manière étanche aux radiations. Ensuite, on éloigne le dispositif de bobinage et on traite le récipient de stockage 9 dans un module spécial de mêmes dimensions. En cas de problème ou de nécessité, un dispositif de découpe 14 permet de couper mécaniquement la pièce constitutive de réacteur i dans le canal d'introduction 2 puis on enlève le dispositif. Liste des références numériques utilisés 1. Pièce de réacteur 2. Canal d'introduction de pièce constitu- tive de réacteur 3. Noyau de bobinage 4. Disque de séparation 5. Canal de bobinage 6. Accouplement 7. Moyen d'entraînement du noyau de bobina- ge 8. Pièce de réacteur bobinée en spirale 9. Récipient de stockage 10. Dispositif de pression 11. Dispositif de bobinage 12. Récipient de protection contre les ra- diations avec anneau de blindage 13. Anneau de blindage 14. Dispositif de séparation. 26469S5 REVENDICATIONS 1 ) Procédé de conditionnement pour le transport et le stockage définitif de pièces de grande longueur en forme de tige, avec un diamètre réduit, notamment des pièces constitutives de réacteur nucléaire, très activées, par bobinage sur un noyau de bobinage et emballage dans un récipient blindé transportable avec une fermeture de protection contre les radiations, pouvant tourner, caractérisé en ce que la pièce (1) en forme de tige est accouplée mécaniquement au noyau de bobinage (3) entre deux disques (4) de séparation dans un canal de bobinage (5) pour être bobinée en spirale dans un plan et ensuite elle est déplacée selon le même axe dans un récipient de stockage (9) de diamètre intérieur correspondant et les spirales (8) bobinées, disposées côte à côte entre le disque de séparation (4) sur le noyau de bobinage, sont rassemblées dans le récipient de stockage (9), conditionnées et transportées. 2 ) Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, constitué d'un récipient (12) blindé de protection contre les radiations dans lequel est disposé un récipient de stockage (9) obturé par un dispositif de bobinage (11), caractérisé en ce que le diamètre interne du récipient de stockage (9) correspond au diamètre du canal de bobinage (5), lui est coaxial et le noyau de bobinage portant solidairement plusieurs disques de séparation (4), à écartement axial fixe correspondant au diamètre des pièces en forme de tige (1), que le noyau de bobinage (3) est accouplé au moyen d'entraînement (7) pour bobiner et déplacer pas à pas dans le récipient de stockage (9). 3') Dispositif selon la- revendication 2, caractérisé en ce qu'un dispositif de séparation (14) pour la pièce (1) en forme de tige (1) est implanté dans le canal d'introduction (2).