Brevet FR2683376A1 — publié le 19930507

DISPOSITIF CONTENANT AU MOINS UN FILTRE PROTEGE ET ASSURANT LA PROTECTION CONTRE LES RAYONNEMENTS IONISANTS, PROCEDE DE REALISATION D'UN TEL DISPOSITIF ET INSTALLATION POUR SA MISE EN OEUVRE La présente invention a pour objet un dispositif contenant au moins un filtre protégé et assurant la protection contre les rayonnements ionisants, un procédé de réalisation d'un tel dispositif, et une installation pour sa mise en oeuvre. Dans les circuits de fluide des centrales nucléaires, il existe des matières en suspension dans la veine fluide qui sont récupérées au niveau de filtres. Au cours des opérations de maintenance de ces filtres, il est connu de réaliser un circuit de dérivation passant par l'intermédiaire d'un filtre provisoire. Les particules retenues par ce filtre étant radioactives, il convient de prendre des précautions tant lors des opérations de maintenance, que pour l'évacuation de ce filtre et son stockage ultérieur. La protection en cours d'utilisation est réalisée à l'aide d'écrans ou de cloches. Toutefois, il va de soi qu'une telle protection ne peut pas être totalement satisfaisante du fait que les éléments de protection ne peuvent pas à tout moment faire écran entre le filtre et les opérateurs, notamment lors de la manipulation du filtre depuis son lieu d'utilisation, jusqu'au récipient de confinement dans lequel il doit être stocké. Après utilisation d'un tel filtre, que celui-ci soit colmaté ou non, il doit être confiné sur le site même d'utilisation, c'est-à-dire dans l'enceinte de la centrale nucléaire. I1 convient, pour réaliser le confinement de ce filtre, de le noyer à l'intérieur d'une masse de mortier dont la formulation est adaptée au besoin. I1 doit être noté que ces manipulations et opérations multiples sont astreignantes, et que les centrales nucléaires ne sont pas toujours parfaitement équipées pour y procéder. Le but de l'invention est de fournir un dispositif contenant au moins un filtre, dans lequel la protection des intervenants vis-à-vis des rayonnements ionisants soit assurée dès le début de l'utilisation, de telle sorte que le dispositif puisse être manipulé sans aucun risque pour les opérateurs, et puisse, après fin de filtration, être placé très rapidement dans un état de confinement ne présentant aucun risque pour les personnes extérieures, ni pour l'environnement. A cet effet, le dispositif qu'elle concerne, comprend un fût extérieur métallique à l'intérieur duquel est logé le filtre, avec interposition entre le fût et le filtre d'une couche continue de mortier d'au moins 10 cm d'épaisseur, les tubulures de raccordement du filtre, et les évents de celui-ci étant tournés vers le haut, leurs extrémités débouchant en-dessous du plan de l'ouverture du fût, à l'intérieur d'une réservation ménagée dans le mortier. Dans ces conditions, le filtre est, avant utilisation, confiné à l'intérieur d'un fût métallique avec interposition, entre le fût et le filtre, d'une couche de mortier d'une composition définie. I1 ne reste accessible que les extrémités des tubulures, et les évents du filtre. Dans ces conditions, au cours de l'opération de filtration, le fût se trouve déjà isolé de l'extérieur par la couche de mortier, de telle sorte que sa mise en oeuvre offre toutes les conditions de sécurité requises pour les opérateurs. Avantageusement, le fond du carter du filtre est incliné par rapport au fond du fût, et possède un point bas situé du côté de la tubulure de sortie du filtre. En outre, ce dispositif comprend un système d'assèchement comportant une canule, reliée à une source de vide, adaptable sur le conduit branché sur la tubulure de sortie du filtre, et plongeant jusqu'au point bas du fond de ce dernier. A la fin de l'opération de filtration, il est possible, sans nécessiter des opérations spécifiques pouvant être dangereuses pour les utilisateurs, de procéder à la vidange du fluide contenu dans le filtre, par aspiration de celui-ci, égouttage du filtre, et nouvelle aspiration. Le volume résiduel est très faible compte tenu du fait que le fond du filtre est incliné et que l'aspiration a lieu en partie basse de ce fond. Après aspiration, il est procédé au remplissage du filtre à l'aide d'un mortier du type défini précédemment. Enfin, la réservation ménagée autour des extrémités des tubulures de raccordement du filtre est également obturée par un mortier. Il s'agit d'une opération très simple à réaliser, ne nécessitant aucune précaution particulière, à la portée des opérateur s intervenant sur les sites des centrales nucléaires. En fonction de l'activité des particules retenues par le filtre, un tel confinement peut être suffisant dans la mesure où l'activité est inférieure à un seuil défini par les organismes agréés, ou encore il est possible de procéder un reconditionnement à l'intérieur d'une enceinte en mortier, dans la mesure où l'activité est supérieure à ce seuil. Par rapport à la technique traditionnelle, cette technique offre une grande sécurité pour les opérateurs, puisque la protection vis-à-vis des radiations joue dès le début de la filtration, ainsi qu'au cours de toutes les opérations de manipulation du dispositif. En outre, l'ensemble filtrant étant placé à l'intérieur du fût avec interposition d'une couche continue de mortier en usine, il existe une parfaite reproductibilité des conditions de protection d'un dispositif à un autre, de telle sorte que l'on peut procéder au stockage de tels dispositifs sur des sites de stockage dans d'excellentes conditions de sécurité. Selon une forme d'exécution, une installation pour la réalisation de ce dispositif, comprend deux profilés métalliques croisés en X formant traverses, destinés à prendre appui et à être fixés sur le bord supérieur du fût, sur l'un desquels sont fixés deux manchons traversant le profilé considéré, et dont les fonds comportent chacun une ouverture de diamètre réduit, chaque manchon servant au logement d'une vis engagée dans l'extrémité taraudée d'un tube d'évent, les profilés comportant également des éléments formant obturateur pour les tubulures de raccordement du filtre, ainsi que des éléments de positionnement et de fixation d'un coffrage pour le ménagement d'une réservation aux extrémités des tubulures et des évents. Avantageusement, cette installation, comporte deux traverses centrales en X formées par des profilés métalliques, de longueur légèrement inférieure au diamètre du fût, pour pouvoir être engagées dans celui-ci, chaque traverse comportant, à ses deux extrémités, deux rehausses destinées à prendre appui sur le bord du fût, et comportant chacune un boulon pour le serrage sur le bourrelet du fût. La suspension de l'ensemble filtrant est réalisée par l'intermédiaire des deux évents de celui-ci. La longueur des manchons utilisés détermine la position en hauteur de l'ensemble filtrant à l'intérieur du fût. Le fait que les deux traverses centrales soient engagées à l'intérieur du fût avec un très léger jeu, permet d'assurer un centrage latéral. Enfin, les boulons assurent un serrage de l'ensemble sur le bourrelet du fût, rendant l'installation solidaire de ce dernier. Selon une autre caractéristique de l'invention, chaque élément obturateur d'une tubulure est constitué par une pièce cylindrique fermée, sensiblement au diamètre de la tubulure, dont l'extrémité de diamètre réduit est destinée à pénétrer dans la tubulure. Compte tenu de la structure de ces éléments, ceux-ci assurent non seulement l'obturation des tubulures, c'est-à-dire la protection de celles-ci contre les entrées de mortier au cours de la coulée, mais aussi un blocage de l'installation de filtration à l'intérieur du carter, lui supprimant tout degré de liberté pendant la coulée du mortier. Avantageusement, les traverses comportent, faisant saillie de leur face tournée vers l'intérieur du fût, un élément annulaire servant au centrage d'une pièce tubulaire qui, formant coffrage pour les tubulures, est fixée mécaniquement sur les traverses. Ce coffrage peut être constitué par un coffrage perdu détruit après chaque utilisation, réalisé par exemple en carton empli de polystyrène percé pour le passage des tuyauteries, la fixation sur les traverses pouvant être réalisée par exemple par des bandes de matériaux adhésifs. Conformément à une autre possibilité, le coffrage est constitué par cylindre métallique chaudronné, démontable, avec des joints d'étanchéité au niveau des ouvertures de passage des tuyauteries. Dans ce dernier cas, il est possible de réaliser une suspension mécanique par vissage, clavetage ou par un système à cames. I1 est intéressant de prévoir, au-dessus des traverses, un cône de protection démontable recouvrant le support, pour éviter les infiltrations de mortier à l'intérieur du coffrage pendant la coulée du mortier. En outre, l'une des traverses au moins comporte, disposés symétriquement par rapport à l'axe du fût, deux supports d'inserts comportant un écrou supérieur et une rondelle tronconique inférieure, chaque insert étant constitué par une douille de manutention. Une fois le filtre suspendu de la façon indiquée précédemment à l'installation associée au fût, il est procédé à la préparation et au coulage du mortier d'enrobage. Le niveau est arasé en-dessous des traverses, et il est procédé à la mise en vibration du mortier pour homogénéiser parfaitement celui-ci. Après séchage, il est procédé au démontage du support, ainsi qu'au démontage du coffrage de réservation ou à la destruction de celui-ci s'il s'agit d'un coffrage perdu. Des bouchons sont posés sur les embouts des tubulures et des évents, après quoi, le couvercle métallique est mis en place, le colis pouvant être manutentionné par des anneaux équipés de tiges traversant deux ouvertures ménagées dans le couvercle, et vissés à l'intérieur des douilles noyées dans le mortier. Lorsque les anneaux de manutention sont retirés, une vis à tête hexagonale avec rondelle est mise en place afin d'obturer chaque perçage du couvercle. Ce dispositif permet de manutentionner le dispositif en toute sécurité et sans appliquer d'efforts de serrage sur les fûts. De toute façon, l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit, en référence aux dessins schématiques annexés représentant, à titre d'exemples non limitatifs, une forme d'exécution de ce dispositif, ainsi qu'une forme d'exécution d'une installation pour la mise en oeuvre du procédé d'obtention de ce dispositif Figure 1 est une vue en coupe longitudinale du dispositif avant utilisation Figure 2 en est une vue après filtration, en période d'assèchement Figure 3 en est une vue en coupe longitudinale après fermeture, lors de l'expédition vers un site de stockage Figure 4 est une vue en perspective éclatée d'une installation pour l'obtention du dispositif selon l'invention Figure 5 est une vue en perspective de l'installation de suspension du filtre à l'intérieur du fût Figure 6 est une vue partielle, en coupe longitudinale selon la ligne VI-VI de figure 5. Le dispositif selon l'invention comprend un fût métallique 2 à l'intérieur duquel est logé un ensemble filtrant 3, encore appelé filtre pour des raisons de simplicité de la description, étant précisé que cet ensemble filtrant peut ne comporter qu'un seul filtre, ou comporter plusieurs filtres de dimensions et de formes différentes de celles du filtre représenté au dessin. Le filtre est logé à l'intérieur du fût 2 avec interposition entre lui-même et le fût d'une couche de mortier 4, continue, d'au moins 5 cm d'épaisseur. Les deux tubulures de raccordement 5 et 6 du filtre, ainsi que les deux évents 7 que comporte celui-ci, présentent des extrémités qui débouchent en-dessous du plan de l'ouverture du fût, à l'intérieur d'une réservation 8 ménagée dans le mortier. Dans la face supérieure de l'enrobage en mortier débouchent également deux douilles taraudées 9, destinées chacune au vissage d'une tige filetée 10, dont l'extrémité libre est équipée d'un anneau de manutention 12. Comme montré à la figure 2, le fond du carter du filtre, désigné par la référence 13, est incliné par rapport au fond du fût, et possède un point bas situé du côté de la tubulure de sortie 6. A cette tubulure de sortie est associé un système d'assèchement comprenant une canule 14 reliée à une source de vide non représentée au dessin, adaptable sur le conduit 15 branché sur la tubulure 6, et plongeant jusqu'au point bas du filtre. Ainsi, en fin d'utilisation du filtre, il est possible, par aspiration, de recueillir le fluide contenu dans ce dernier, cette opération étant réalisée en plusieurs temps avec égouttage entre deux phases d'aspiration. Une fois le filtre vidé, il est procédé au remplissage du filtre par du mortier, puis au remplissage de la réservation par du mortier qui forme ainsi un bouchon 11. La fermeture du dispositif est complétée par la mise en place du couvercle 16 du fût métallique 2. Les figures 4 à 6 représentent une installation pour la réalisation de ce dispositif. Comme montré à la figure 4, cette installation comprend deux traverses horizontales 17 constituées par des profilés en U, pénétrant à l'intérieur du fût avec un très léger jeu pour assurer un centrage latéral. A chacune de ces extrémités, chaque traverse est équipée d'une rehausse 18, prenant appui sur le bord supérieur du fût, et équipée d'un boulon de serrage 19 prenant appui sous le bourrelet 20 de la tête du fût. Sur l'une des deux traverses 17, sont fixés deux manchons cylindriques creux 22, dont l'extrémité inférieure présente une ouverture 23 de diamètre réduit. Cette ouverture 23 sert au passage d'une vis 24 destinée à être engagée dans l'extrémité taraudée d'un évent 7, la tête de la vis 24 prenant appui contre l'épaulement résultant de la section réduite de l'ouverture 23.L'ensemble filtrant se trouve donc suspendu par les deux évents 7. L'autre traverse comporte, pour sa part, deux manchons 25, obturés, dont l'extrémité inférieure comporte une partie 26 rétrécie destinée à pénétrer dans l'une des tubulures 5 ou 6 de raccordement du filtre. Outre la fonction de bouchage de ces tubulures, les manchons 25 suppriment tous degrés de liberté au filtre, assurant une parfaite stabilisation de celui-ci au cours de l'opération de coulée du mortier. Un élément annulaire 27 de section carrée, est fixé sur la face inférieure des traverses, qui sert au centrage d'un coffrage 28. Ce coffrage 28 peut être perdu, réalisé par exemple en polystyrène ou carton, ou être métallique, avec possibilité de démontage, après décoffrage. Les traverses comportent également deux supports d'inserts, ces inserts étant constitués par des douilles taraudées 29, auxquelles sont associées des épingles 30. Chaque support d'inserts est constitué par un écrou supérieur 32, et une rondelle tronconique inférieure 33. Une fois tous ces éléments en place, il est procédé à la coulée du béton, à l'arasement de celui-ci en-dessous des traverses, au niveau de l'arête inférieure de la rondelle tronconique 33. Après vibration du mortier et séchage, il est procédé au décoffrage et à l'utilisation du dispositif comme indiqué précédemment. Comme il ressort de ce qui précède, l'invention apporte une grande amélioration à la technique existante en fournissant un dispositif contenant au moins un filtre, et assurant la protection contre les rayonnements ionisants, offrant la fiabilité d'une fabrication industrielle, ainsi qu'une sécurité excellente pour les opérateurs au cours de tous les stades d'utilisation. REVENDICATIONS 1.- Dispositif contenant au moins un filtre et assurant la protection contre les rayonnements ionisants, caractérisé en ce qu'il comprend un fût extérieur métallique (2) à l'intérieur duquel est logé le filtre (3), avec interposition entre le fût et le filtre d'une couche (4) continue de mortier d'au moins 10 cm d'épaisseur, les tubulures (5, 6) de raccordement du filtre, et les évents (7) de celui-ci étant tournés vers le haut, leurs extrémités débouchant en-dessous du plan de l'ouverture du fût, à l'intérieur d'une réservation (8) ménagée dans le mortier. 2.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que, dans la face supérieure de l'enrobage (4) en mortier, débouchent des douilles taraudées (9) destinées au vissage de tiges filetées (10) qui, traversant des ouvertures du couvercle (16) du fût, sont équipées d'anneaux de manutention (12). 3.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le fond (13) du carter du filtre est incliné par rapport au fond du fût (2) et possède un point bas situé du côté de la tubulure (6) de sortie du filtre. 4.- Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend un système d'assèchement comportant une canule (14), reliée à une source de vide, adaptable sur le conduit (15) branché sur la tubulure (6) de sortie du filtre, et plongeant jusqu'au point bas du fond (13) de ce dernier. 5.- Procédé pour la réalisation d'un dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il consiste à suspendre l'ensemble filtrant (3) à l'intérieur d'un fût (2) en le maintenant écarté de toutes les parois du fût, à réaliser un coffrage (28) autour des extrémités libres des tubulures (5, 6) de raccordement du filtre et des évents (7) de celui-ci, puis à couler un mortier (4) dans l'espace compris entre le fût et l'ensemble filtrant. 6.- Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'après utilisation du filtre (3), il consiste à réaliser l'assèchement du filtre, son remplissage par du mortier (4), et le remplissage, également par du mortier, de la réservation (8) dans laquelle débouchent les tubulures de raccordement du filtre. 7.- Installation pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 5, caractérisée en ce qu'il comprend deux profilés métalliques croisés en X formant traverses (17), destinés à prendre appui et à être fixés sur le bord supérieur du fût (2), sur l'un desquels sont fixés deux manchons (22) traversant le profilé considéré, et dont les fonds comportent chacun une ouverture (23) de diamètre réduit, chaque manchon (22) servant au logement d'une vis (24) engagée dans l'extrémité taraudée d'un tube d'évent (7), les profilés comportant également des éléments (25) formant obturateur pour les tubulures (5, 6) de raccordement du filtre, ainsi que des éléments (27) de positionnement et de fixation d'un coffrage (28) pour le ménagement d'une réservation aux extrémités des tubulures (5, 6) et des évents (7). 8.- Installation selon la revendication 7, caractérisée en ce qu'il comporte deux traverses centrales (17) en X formées par des profilés métalliques, de longueur légèrement inférieure au diamètre du fût, pour pouvoir être engagées dans celui-ci, chaque traverse comportant, à ses deux extrémités, deux rehausses (18) destinées à prendre appui sur le bord du fût, et comportant chacune un boulon (19) pour le serrage sur le bourrelet du fût. 9.- Installation selon la revendication 7, caractérisée en ce que chaque élément (25) obturateur d'une tubulure (5, 6), est constitué par une pièce cylindrique fermée, sensiblement au diamètre de la tubulure, dont l'extrémité (26) de diamètre réduit est destinée à pénétrer dans la tubulure (5, 6). 10.- Installation selon la revendication 7, caractérisée en ce que les traverses (17) comportent, faisant saillie de leur face tournée vers l'intérieur du fût, un élément annulaire (27) servant au centrage d'une pièce tubulaire (28) qui, formant coffrage pour les tubulures, est fixée mécaniquement sur les traverses (17). 11.- Installation selon la revendication 10, caractérisée en ce que le coffrage (28) est constitué par cylindre métallique chaudronné, démontable, avec des joints d'étanchéité au niveau des ouvertures de passage des tuyauderies. 12.- Installation selon la revendication 7, caractérisée en ce que l'une des traverses (17) au moins comporte, disposés symétriquement par rapport à l'axe du fût (2), deux supports d'inserts comportant un écrou supérieur (32) et une rondelle tronconique inférieure (33), chaque insert étant constitué par une douille de manutention (9).