Brevet FR2712983A1 — publié le 19950602

PROCEDE DE RINCAGE D'UN DISPOSITIF DE MISE EN CIRCULATION D'UN LIQUIDE EN VUE D'EFFECTUER UN PRELEVEMENT La présente invention concerne un procédé de rinçage d'un dispositif de mise en circulation d'un liquide en vue d'effectuer un prélèvement. Ce type de dispositif est en particulier utilisé dans l'industrie nucléaire pour le prélèvement d'échantillons de liquide radioactif. Le document EP-A-O 296 917 divulgue un dispositif de mise en circulation continue d'un liquide en vue d'un prélèvement ou d'un contrôle de ce liquide. Le circuit de prélèvement est mis sous vide ce qui provoque une montée du liquide contenu dans une cuve à l'intérieur d'une conduite d'alimentation. L'injection d'air permet la montée du liquide jusqu'à une capacité intermédiaire. L'air injecté est extrait par une conduite et le liquide arrive, après dégazage, jusqu'à une tête de prélèvement. Cette technique de prélèvement est connu de l'homme du métier sous le nom d'air-lift. Les dispositifs d'air-lift utilisés actuellement possèdent les caractéristiques suivantes les tuyauteries utilisées pour la montée du liquide prélevé sont de petite section, les solutions à analyser sont chargées de précipités, impossibilité de remise brutale de l'installation aux évents en fin d'activité à cause de la présence d'un séparateur noyé. En outre, on constate une généralisation des systèmes de banc-cuve avec jusqu'à 24 possibilités de prélèvement, ce qui conduit à aller prendre des échantillons dans des cuves parfois éloignées du banc. I1 en résulte l'utilisation de tronçons de tuyauteries à faible pente ce qui favorise les risques de sédimentation. Certaines installations permettent, en cas de bouchage des tuyauteries de l'air-lift de procéder à une attaque chimique du bouchon. On peut aussi agir préventivement en procédant, en fin d'activité, à un rinçage systématique de l'ensemble des tuyauteries par l'envoi de grandes quantités d'eau à fort débit (80 à 800 l/h sous une pression d'environ 7 bars). Avant la mise en fonctionnement, on peut également procéder à un test d'écoulement, ce qui implique la consommation de cruchons de prélèvement contenant des déchets très actifs. D'autres installations, plus récentes, n'offrent pas la possibilité de mettre en oeuvre un rinçage systématique de l'ensemble des tuyauteries de l'air-lift à cause des énormes quantités d'eau requises pour effectuer ce rinçage. I1 est pourtant impératif, notamment avec la généralisation des systèmes à banc-cuve, de prévoir une possibilité de rinçage efficace des tuyauteries susceptibles de se boucher. Ce rinçage devrait aussi pouvoir être effectué à faible coût. L'invention permet d'apporter une solution à ces problèmes. Elle consiste à connecter une tuyauterie véhiculant un fluide de rinçage sur l'une des conduites situées en aval d'une tête de prélèvement, de préférence sur la conduite d'air moteur de l'air-lift, pour admettre un débit fluide préréglé. L'injection de fluide de rinçage se fait tout en alimentant en gaz la conduite d'air moteur. L'invention a donc pour objet un procédé de rinçage d'un dispositif de mise en circulation d'un liquide entre une cuve de stockage et une tête de prélèvement situé à un niveau supérieur à celui de la surface libre du liquide contenu dans la cuve, comprenant - une conduite d'alimentation pour le transport du liquide entre la cuve de stockage et la tête de prélèvement, - une source de gaz comprimé reliée par une conduite dite conduite d'air moteur à la conduite d'alimentation en une zone dite té d'air-lift, - un séparateur situé à un niveau intermédiaire entre la tête de prélèvement et la surface libre du liquide contenu dans la cuve de stockage, ayant une partie supérieure et une partie inférieure, - une conduite reliant la tête de prélèvement au séparateur, - une conduite, équipée d'un dévésiculeur, reliant la partie supérieure du séparateur à des moyens permettant de créer une dépression, - une conduite de retour reliant la partie inférieure du séparateur à la cuve de stockage, caractérisé en ce qu'il consiste à injecter un fluide de rinçage dans la conduite d'alimentation ou dans la conduite d'air moteur, la conduite d'air moteur étant alimentée en gaz pendant le rinçage du dispositif. Si le fluide de rinçage est injecté sous le té d'air-lift dans la conduite d'alimentation, son débit est de préférence compris entre 1 et 1,8 fois le débit nominal du dispositif. Si le fluide de rinçage ne peut pas être injecté dans la conduite d'alimentation et si la conduite d'air moteur est équipée d'un rotamètre et est dépourvue de diaphragme, le fluide de rinçage est injecté à proximité du rotamètre. Si, la conduite d'air moteur est pourvue d'un diaphragme, le fluide de rinçage est injecté entre le diaphragme et le té d'air-lift. Le fluide de rinçage peut être injecté juste sous le diaphragme pour permettre un rinçage isolé de ce diaphragme. Si le dispositif est pourvu d'un stabilisateur connecté en dessous du té d'air-lift, le fluide de rinçage est injecté via ce stabilisateur. Le fluide de rinçage peut être d'abord injecté pendant une durée déterminée au terme de laquelle on diminue progressivement le débit du gaz alimentant la conduite d'air moteur pour rincer la partie de la conduite d'alimentation située en dessous du té d'air-lift par décrochement du débit liquide dans la conduite d'alimentation. Le rinçage peut être effectué automatiquement à la fin d'une séquence de mise en circulation du liquide de la cuve de stockage par le dispositif. Avantageusement, le gaz alimentant la conduite d'air moteur pendant le rinçage du dispositif est fourni par la source de gaz comprimé. L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages et particularités apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple non limitatif, accompagnée des dessins annexés parmi lesquels - la figure 1 représente, de manière schématique et selon l'art connu, un dispositif de mise en circulation d'un liquide en vue d'effectuer un prélèvement, - la figure 2 illustre l'application du procédé selon l'invention au dispositif selon l'art connu représenté à la figure 1, - la figure 3 illustre une autre application du procédé selon l'invention à ce dispositif de l'art connu, - la figure 4 illustre encore une autre application du procédé selon l'invention à ce dispositif de l'art connu. La figure 1 illustre un dispositif connu de mise en circulation continue d'un liquide contenu dans une cuve de stockage 1. La mise en circulation est destinée à amener une certaine quantité du liquide jusqu'à la tête de prélèvement 2, le liquide non prélevé étant renvoyé dans la cuve 1. La tête de prélèvement 2 est relié à la cuve 1 par une conduite d'alimentation 3 plongeant dans le liquide de la cuve. La pente de la conduite 3 doit être supérieure ou égale à 35%. La tête de prélèvement 2 se trouve au-dessus de la cuve 1 et en tout cas à un niveau plus élevé que celui de la surface libre du liquide contenu dans la cuve 1. Le dispositif comporte en outre un séparateur 4 situé entre la tête de prélèvement 2 et la cuve de stockage 1. La partie supérieure du séparateur 4 communique avec la tête de prélèvement 2 par une conduite 5 dont la pente est supérieure ou égale à 5%. Une conduite de retour 6, de pente supérieure ou égale à 5%, fait communiquer la partie inférieure du séparateur 4 et la cuve de stockage 1. Le liquide non prélevé par la tête 2 retourne donc à la cuve 1 par le circuit comprenant la conduite 5, le séparateur 4 et la conduite 6. Une conduite 7 équipée d'un dévésiculeur 8 met la partie supérieure du séparateur 4 en communication avec un appareil permettant de créer une dépression, par exemple une pompe à vide. La liaison entre le dévésiculeur 8 et la conduite de vide 9 reliée à la pompe à vide comprend un filtre 10 logé dans la paroi de protection 11 surmontant la cuve de stockage 1 et le dispositif de mise en circulation du liquide de la cuve 1. Les conduites 16 et 17 assurent les communications entre dévésiculeur, filtre et conduite de vide. Une conduite 12 dite conduite d'air moteur fait communiquer une source de gaz comprimé 13 et la conduite d'alimentation 3 en traversant la paroi 11. Un rotamètre 18 équipe la conduite 12. La jonction des conduites 12 et 3 se fait à proximité de la cuve de stockage 1 en une zone 14 dite té d'air-lift. La partie de la conduite d'alimentation 3 située en dessous du té 14, appelée pied d'air-lift est de pente supérieure ou égale à 2%. Le fonctionnement du dispositif est le suivant: lorsque l'appareil permettant de créer une dépression dans la conduite 9 est mis en marche, il se crée une dépression dans le dispositif et notamment dans la conduite d'alimentation 3. Le liquide contenu dans la cuve de stockage 1 monte dans cette conduite. La source de gaz comprimé (par exemple une source d'air) 13 est mise en route de manière à insuffler du gaz dans la conduite d'alimentation 3 et dans la masse du liquide contenu dans celle-ci. Comme l'appareil permettant de créer une dépression est toujours en marche, il se crée dans la conduite 3 des bulles qui montent et entraînent le liquide vers la tête 2. Après être passé dans la tête 2 où une partie du liquide est prélevée, le liquide retourne dans la cuve de stockage 1. C'est en fait un mélange de gaz et de liquide qui arrive dans le séparateur 4. Comme celui-ci est relié à l'appareil de mise en dépression par la conduite 7, le gaz est extrait par cette conduite tandis que le liquide se rassemble à la partie inférieure du séparateur et retombe par gravité dans la cuve de stockage en suivant la conduite 6. Le dévésiculeur 8 a pour rôle de permettre la séparation des gouttelettes de liquide qui pourraient être entraînées avec le gaz le long de la conduite 7. Le rinçage de ce dispositif de l'art connu se fait en injectant de l'eau par la conduite 15 qui traverse la paroi 11 pour se brancher sur la conduite 16 reliant le dévésiculeur 8 au filtre 10. On peut ainsi rincer le dévésiculeur 8, le séparateur 4 et les conduites 6 et 7. Les figures 2 à 4 illustrent la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. Les mêmes références que sur la figure 1 désignent les mêmes éléments. On va maintenant décrire plusieurs possibilités de rinçage selon l'invention, c'est-à-dire avec l'air-lift laissé en marche. Un rinçage effectué par piquage d'une tuyauterie d'eau sur la conduite d'alimentation 3, au-dessus du té d'air-lift 14 (pour éventuellement le placer au-dessus du dôme de la cuve 1 dans le cas d'un té noyé) donne une dilution relativement importante de la solution active contenue dans la cuve. On n'aboutit à un rinçage total du dispositif que pour un rapport débit de rinçage/débit liquide de l'air-lift très pointu. On risque en outre, sans s'en rendre compte, par un effet d'étouffement, de voir le liquide de rinçage s'écouler directement vers la cuve 1 sans rincer tout le dispositif. Un rinçage effectué par piquage d'une tuyauterie d'eau en dessous du té d'air-lift 14 donne des résultats très satisfaisants dans la mesure où le débit de rinçage est compris entre 1 et 1,8 fois le débit liquide de l'air-lift. Le dispositif est, dans ces conditions, entièrement rincé. Dans le cas d'un té d'air-lift noyé, le problème se pose de percer le dôme de la cuve 1 s'il n'y a pas de tuyauterie en attente. Un rinçage effectué par piquage d'une tuyauterie d'eau sur la conduite d'air moteur donne satisfaction. Les essais effectués mettent en évidence deux possibilités intéressantes illustrées par les figures 2 et 3. Selon la figure 2, une tuyauterie d'eau 21 est piquée sur la conduite d'air moteur 12 au-dessus de la paroi 11, à proximité du rotamètre 18 s'il n'y a pas de diaphragme sur la conduite 12. Le té d'air-lift peut être immergé ou non. Le débit de rinçage est avantageusement réglé entre 0,8 et 1,5 fois le débit normal de l'air-lift. La tuyauterie d'eau 21 est connectée à une ligne 22 du circuit d'eau désiliciée. Elle comporte une vanne manuelle 23, une électrovanne 24 et un diaphragme 25. Avec une telle disposition, on peut rincer entièrement le dispositif du pied d'air-lift jusqu'à la tête de prélèvement 2 ainsi que la base du séparateur 4 et le circuit de retour vers la cuve. Ce rinçage s'effectuant air-lift en fonctionnement, il est facilement automatisable à la fin d'une séquence de circulation de l'air-lift. Une durée de 3 minutes est largement suffisante pour un rinçage correct. Dans la pratique, les débits de rinçage sont compris entre 50 et 120 l/h ce qui provoque l'arrivée de 1,5 à 6,4 1 de solution dans la cuve de stockage. En général, la dilution engendrée lors d'un rinçage peut être négligée. La figure 3 illustre le cas où, pour améliorer le fonctionnement de l'air-lift, on a installé un diaphragme 30 sur la conduite d'air moteur 12. Le piquage de la tuyauterie d'eau de rinçage 31 est alors effectué entre ce diaphragme 30 et le té d'air-lift 14. Le débit de rinçage est avantageusement réglé entre 0,6 et 1,6 fois le débit normal de l'air-lift. Si l'on veut également rincer le diaphragme 30, il suffit d'effectuer le piquage de la tuyauterie 31 à proximité du diaphragme (par exemple 10 ou 15 cm en dessous). On peut alors déclencher une séquence de rinçage de manière isolée pour ce diaphragme. La figure 4 illustre le cas où le dispositif comprend un stabilisateur (ou tranquiliseur) 40 permettant d'améliorer sa stabilité. Le stabilisateur est connecté d'une part à la conduite 7 par une conduite 41 et, d'autre part, à la conduite d'alimentation 3 sous le té d'air-lift 14 par une conduite 42. Dans ce cas, la tuyauterie d'eau de rinçage 43 est connectée sur la conduite 41. Les essais effectués ont été très satisfaisants. Le procédé de rinçage selon l'invention est efficace et peu onéreux de mise en oeuvre. I1 n'est plus alors nécessaire d'intervenir sur les différents éléments du dispositif. REVENDICATIONS 1. Procédé de rinçage d'un dispositif de mise en circulation d'un liquide entre une cuve de stockage (1) et une tête de prélèvement (2) situé à un niveau supérieur à celui de la surface libre du liquide contenu dans la cuve, comprenant - une conduite d'alimentation (3) pour le transport du liquide entre la cuve de stockage (1) et la tête de prélèvement (2), - une source de gaz comprimé (13) reliée par une conduite (12) dite conduite d'air moteur à la conduite d'alimentation (3) en une zone dite té d'air-lift (14), - un séparateur (4) situé à un niveau intermédiaire entre la tête de prélèvement et la surface libre du liquide contenu dans la cuve de stockage (1), ayant une partie supérieure et une partie inférieure, - une conduite (5) reliant la tête de prélèvement (2) au séparateur, - une conduite (7), équipée d'un dévésiculeur (8), reliant la partie supérieure du séparateur à des moyens (9) permettant de créer une dépression, - une conduite de retour (6) reliant la partie inférieure du séparateur (4) à la cuve de stockage (1), caractérisé en ce qu'il consiste à injecter un fluide de rinçage dans la conduite d'alimentation (3) ou dans la conduite d'air moteur (12), la conduite d'air moteur étant alimentée en gaz pendant le rinçage du dispositif. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, le fluide de rinçage étant injecté dans la conduite d'alimentation (3) sous le té d'air-lift (14), il est injecté avec un débit compris entre 1 et 1,8 fois le débit nominal du dispositif. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le fluide de rinçage est injecté dans la conduite d'air moteur (12). 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la conduite d'air moteur (12) étant équipée d'un rotamètre (18) et étant dépourvue de diaphragme, le fluide de rinçage est injecté à proximité du rotamètre. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le fluide de rinçage est injecté avec un débit compris entre 0,8 et 1,5 fois le débit nominal du dispositif. 6. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que, la conduite d'air moteur (12) étant pourvue d'un diaphragme (30), le fluide de rinçage est injecté entre le diaphragme et le té d'air-lift. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que le fluide de rinçage est injecté avec un débit compris entre 0,6 et 1,6 fois le débit nominal du dispositif. 8. Procédé selon l'une des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que le fluide de rinçage est injecté juste sous le diaphragme (30) pour permettre un rinçage isolé du diaphragme. 9. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que, le dispositif étant pourvu d'un stabilisateur (40) connecté en dessous du té d'air-lift (14), le fluide de rinçage est injecté via le stabilisateur. 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le fluide de rinçage est d'abord injecté pendant une durée déterminée, puis on diminue progressivement le débit du gaz alimentant la conduite d'air moteur (12) pour rincer la partie de la conduite d'alimentation située en dessous du té d'air-lift (14) par décrochement du débit liquide dans la conduite d'alimentation. 11. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le rinçage est effectué automatiquement à la fin d'une séquence de mise en circulation du liquide de la cuve de stockage (1) par le dispositif. 12. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le fluide de rinçage est de l'eau désiliciée. 13. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le gaz alimentant la conduite d'air moteur pendant le rinçage du dispositif est fourni par la source de gaz comprimé (13).