Brevet FR2801414A1 — publié le 20010525

DISPOSITIF DE TRANSPORT ET D'EJECTION D'UN TRACEUR RADIOACTIF DESCRIPTION Domaine de l'invention L'invention concerne le domaine du génie réacteurs chimiques et en particulier de utilisation de traceurs radioactifs employes pour caractériser les écoulements de matières à l'intérieur de ces réacteurs. Bien entendu, leur utilisation necessite une garantie totale de leur innocuité radiologique, lors de leur manipulation. Etat de la technique et problème posé L'utilisation de traceurs radioactifs pour étudier les écoulements de matières à l'intérieur des canalisations d'un réacteur est connue et employée, les avantages de ces traceurs étant nombreux. En effet, ils peuvent être spécifiques des phases gazeuses, liquides, solides, tracées. La sensibilité de leur mesure est sans équivalent. Ils permettent la caractérisation non perturbante et non intrusive des écoulements. Enfin, lorsqu'ils sont émetteurs de rayonnements gamma, leur détection peut se faire à travers les parois des installations à l'intérieur desquelles sont injectés. En référence à la figure 1, le principe d'un injecteur de traceurs est le suivant. Le traceur radioactif est conditionné dans une ampoule de quartz, placée elle-même dans un conteneur en plomb muni de poignées de manutention 2. Ce conteneur 1 équipé d'un dispositif d'impact 3, placé dans partie supérieure, dans le but de briser l'ampoule. Il est également équipé d'une vanne de mise à pression atmosphérique 4 de la partie supérieure de volume intérieur. Une source d'alimentation en fluide pressurisé 5 alimente le volume intérieur du conteneur 1 par arrivée de fluide pressurisé 6 dans la partie supérieure du conteneur 1. Dans sa partie inférieure, le conteneur 1 possède une sortie équipée d'une vanne d'isolement 8 pour injecter le traceur radioactif dans les circuits du réacteur, par l'intermédiaire d'une canalisation d'injection 10. La pression de chasse du traceur radioactif est habituellement supérieure d'une dizaine bars à la pression régnant à l'intérieur du réacteur, mais ne peut pas excéder 85 bars pour des causes de normalisation. L'ensemble est monté sur des pieds 9. Dans ce type d'injecteur, la fonction d'éjection est dissociée de la fonction de transport sur le site de l'injecteur. En d'autres termes, le transport préalable du traceur radioactif dans son ampoule est assuré par d'autres moyens que le matériel décrit précédemment, c'est-à-dire un conteneur spécial de transport, tel qu'un château de plomb. Dans ce concept, toutes les opérations sont sécurisées, sauf le transbordement de l'ampoule du château de plomb de transport dans le conteneur 1 de l'injecteur. En effet, lors de ce transbordement, la sécurité des opérateurs n'est pas totalement garantie, étant précisé le positionnement de l'ampoule dans le conteneur 1 fait manuellement à l'aide d'une pince. Par contre, bris l'ampoule se fait à distance. Dans cette operation transbordement, l'opérateur est expose au rayonnement et risque de faire chuter l'ampoule dans un environnement non protégé, lors du transbordement entre le conteneur de transport et le conteneur 1 de l'injecteur. De plus, il existe une législation française basée sur une charte internationale donnant les doses autorisées recevables par un opérateur. Celle-ci autorise une exposition externe maximale de 50 mS sur 1 an ou 30 mS sur 3 mois = milli-Sievert). Le respect de telles normes entraîne evidemment des contraintes énormes sur tous les dispositifs en contact avec la radioactivité. Le but de l'invention est donc d'éviter le transbordement entre le conteneur de transport et le conteneur 1 de l'injecteur. On précise qu'une cellule blindée du type ICPE (Installation Classée pour la Protection de l'Environnement) est exigée pour manipuler l'ampoule, que le transport de l'ampoule sur lieu de l'installation et l'injection du traceur sans manipulation directe de l'opérateur doivent être exécutés. La figure 2 montre en détail l'injecteur actuellement utilisé. Il comprend une enceinte blindée 21 en plomb constituant une protection primaire et confinée dans une enveloppe 20, elle-même équipée de poignées ou d'anses de manipulation 22. Cette enceinte blindée 21 en plomb est munie d'une cavité centrale dans laquelle est placé l'injecteur lui-même. Celui-ci est constitué d'un corps intérieur cylindrique définissant un volume à l'intérieur duquel est placé étui 30. ampoule 11 est placée à l'intérieur de dernier, un support annulaire interne 13, de façon à ce que la pointe 12 de l'ampoule 11 soit placée vers le haut. Dans la partie supérieure de l'enceinte blindée 21 est placé un dispositif à impact constitué principalement d'un percuteur 18, destinée à frapper la pointe 12 de l'ampoule 11, actionnable par une poignée 17 pour coulisser dans une pièce support 15. Celle-ci est fixée sur le corps intérieur cylindrique 14 moyen d'un volant ou de plusieurs leviers de man#uvre 16 permettant également la mise à la pression atmosphérique de l'intérieur du corps 14. La partie supérieure du dispositif reçoit l'arrivée de fluide pressurisé 6 utile pour chasser le traceur radioactif vers la partie inférieure de l'appareil. Sur cette figure 2, la vanne d'isolement n'est pas représentée. Il en est de même du conteneur de transport. Résumé de l'invention L'objet principal de l'invention est donc un dispositif de transport et d'éjection d'un traceur radioactif contenu dans une ampoule, comportant - un conteneur unique étanche présentant logement pour le transport et le bris de l'ampoule ; - des moyens de pressurisation du conteneur ; - dispositif à impact pour briser l'ampoule ; - moyens de commande pour actionner le dispositif à impact, ces moyens étant antidéflagrants et commandés à distance ; - un filtre placé en aval de l'endroit où doit être placee l'ampoule, pour maintenir les éclats de verre de l'ampoule à l'intérieur du conteneur ; et - des moyens d'isolement du traceur, antidéflagrants et commandés à distance. Dans une réalisation particulièrement avantageuse du dispositif selon l'invention, les moyens d'isolement du conteneur comprennent un clapet anti-retour une vanne d'isolement commandée à distance places aval du filtre. De preférence, les moyens de pressurisation du traceur comprennent une arrivée de fluide pressurisé en amont de l'endroit où doit être placée l'ampoule. De préférence, les moyens de commande sont en partie des moyens pneumatiques. Dans le but de faciliter leur décontamination, les parois internes des moyens d'injection possèdent une rugosité de surface de Ra 1,6 au maximum. Liste des figures L'invention et ses différentes caractéristiques techniques seront mieux comprises à la lecture de la description suivante, accompagnée de quelques figures représentant respectivement - figure 1, schématiquement, l'installation d'éjection d'un tracteur radioactif selon l' antérieur ; - figure 2, en coupe partielle, injecteur utilisé dans l'installation de la figure 1 , - figure 3, un dispositif selon l'invention équipé pour la phase de transport ; - figure 4, le dispositif selon l'invention partiellement coupé, équipé pour la phase d'éjection ; et - figure 5, la partie centrale du dispositif selon l'invention représenté à la figure 4. Description détaillée d'une réalisation de l'invention La figure 3 permet donc de voir le dispositif selon l'invention dans son mode transport. I1 est constitué, entre autres, d' conteneur étanche composé d'une enceinte 25 en plomb entourant un corps intérieur 26 cylindrique, à l'intérieur duquel se trouve l'étui 34 contenant l'ampoule 11 de traceur radioactif transporté. conteneur est fermé dans sa partie supérieure par bouchon 28 et dans sa partie inférieure par un clapet anti-retour 27. L'ensemble est placé dans un conteneur transport constitué d'un corps principal 30 surmonté un chapeau 31, lui-même équipé d'un anneau d'amarrage 32. Le corps principal 30 est disposé sur un châssis de positionnement 33 solidaire de plusieurs pieds 22 de positionnement sur le sol. Des roulettes 35 sont fixées près de deux pieds adjacents 22. Une poignée de manipulation 36 est fixée au châssis de positionnement 33 du même côté que celui des roulettes 35 pour permettre le roulage de l'ensemble. En référence à la figure 4, dans son mode d'éjection, le dispositif selon l'invention est également posé sur plusieurs pieds reposant sur sol, réunis à leur partie supérieure par un socle 23. ce dernier repose le conteneur étanche constitué corps intérieur 11, entouré de l'enceinte 25 plomb, elle-même entourée d'une ceinture de blocage 24 contre une butée verticale 28 constituant une protection secondaire solidaire du support 23. Les moyens d'éjection eux-mêmes sont constitués principalement du dispositif d'impact 42, placé au-dessus du conteneur et maintenu par un montant 40, de l'ensemble de la vanne d'isolement qui est placé en dessous du conteneur du socle 23, entre les pieds 22 et des moyens de pressurisation. Les moyens de pressurisation comprennent, comme dans ceux de l'art antérieur, une conduite d'arrivée du fluide pressurisé 6, débouchant dans un corps supérieur 49 fixé sur le conteneur. L'ensemble se complète d'une vanne de mise à pression atmosphérique 45, commandée par une manette 44, complétée un manomètre 43 et reliée hydrauliquement à l'intérieur du conteneur par l'intermédiaire du corps supérieur 49. Au niveau du corps supérieur 49, on utilise des coupleurs rapides 63A et 63B pour le raccordement de la conduite arrivée de fluide pressurisé 6 et de la vanne de mise a pression atmosphérique 45. L'arrivée de fluide pressurisé est commandé à partir de la source d' pressurisée, c'est-à-dire, à distance. Le dispositif d'impact est surmonté d'un âctionneur 41, solidaire du montant 40 et dont l'organe percussion 41A est prêt à venir percuter une enclume du dispositif d'impact 42. L'actionneur 41 est antidéflagrant, amovible et escamotable. Il est pilote à distance par des moyens de commande éloignés représentés sur les figures. L'ensemble d'isolement comprend principalement la vanne d'isolement 46, fixée à la sortie du clapet anti-retour 27 placé dans la partie inférieure du conteneur et commandée par des organes commande 47 pilotés par une commande à distance B, représentée, fixés à la vanne d'isolement 46 et supportés par une potence 48 fixée elle-même à la base 23 du conteneur. La sortie de la vanne d'isolement aboutit dans la canalisation d'éjection 10 qui destinée à transférer le traceur radioactif vers le réacteur. Cette vanne d'isolement 46 est antidéflagrante et télécommandée à une distance minimale de 5 mètres. De la sorte, les risques d'exposition à la radioactivité sont réduits pour les opérateurs. Le volume intérieur où se trouve l'ampoule 11 est pressurisé après que cette dernière soit brisée. En référence à la figure 5, le dispositif d'impact 42 est fixé à la partie supérieure de l'enceinte 25, et plus précisément à l'intérieur du corps intérieur 11 placé à l'intérieur de l'enceinte 25. Il comprend, à sa partie supérieure, l'enclume 42A ' reçoit un choc de l'actionneur, référencé 41 sur figure 4. On précise que le dispositif de commande fonctionnant par télécommande est actionné à distance de sécurité de 5 mètres minimum par une commande pneumatique A. Ceci permet de prévenir toute exposition à la radioactivité pour l'opérateur et de limiter les risques de déflagration dans les environnements industriels soumis à un risque, par exemple la présence d'hydrogène. Le dispositif d'impact 42 se complète d'un central 61, surmonté de l'enclume 42A. Cet axe central 61 coulisse, au moyen d'un ressort 60 et d'un guide, dans le corps supérieur 49, qui assure raccordement de l'axe central avec l'ensemble l'enceinte 25. La partie inférieure de l'impacteur constituée d'un percuteur 53 solidaire de l'axe central 61 et destiné à briser l'ampoule 11. La position du percuteur 53 par rapport à l'ampoule 11, c'est-à-dire la course d'impact, est réglable grâce à un écrou 42B placé dans la partie supérieure du dispositif d'impact. L'ampoule 11 est positionnée sur des appuis 51 solidaires d'une jupe interne 50 placée dans le corps intérieur 26. La présence de cette jupe interne 50 est conditionnée par le confinement de la radioactivité, cette jupe interne 50 étant facilement decontaminable. De plus, les appuis 51 solidaires de la j interne 50 facilitent la brisure de l'ampoule 11. L'enceinte 25 est, par exemple, en plomb allié à 4 % d'antimoine pour des questions de tenue mécanique. Son épaisseur est de l'ordre de 30 mm. La jupe interne 50 est, par exemple, acier 316 L (Z3CN18.12.02). Son diamètre interne est de l'ordre de 24 mm et son volume utile est au maximum de 100 cl. Un filtre 52 est placé en dessous appuis 51 et au-dessus du clapet anti-retour 27. fonction est de retenir les brisures d'ampoules contaminées, afin de ne pas polluer l'installation industrielle où le traceur radioactif doit être injecte. I1 peut être de préférence en acier 316 L. Le clapet anti-retour 27, faisant partie des moyens d'isolement du conteneur, permet à la fois l'étanchéité à la matière, comme le fluide pressurise, le traceur gaz ou liquide ou poudre, mais aussi à radioactivité. Le ressort 27B, qui maintient la soupape 27A de ce clapet anti-retour 27, est tarée à 2 bars + 20 % et est également en acier 316 L. Un coupleur rapide, non représenté sur cette figure, peut permettre le raccordement de ce clapet anti-retour 27 sur la vanne isolement 46, précédemment décrite. L'ampoule 11 contenant le traceur est, par exemple, en quartz et son diamètre externe est de l'ordre de 22 mm, sa hauteur maximale de l'ordre de 50 mm son épaisseur de l'ordre du millimètre. Les parois internes des moyens d'éjection possèdent une rugosité de surface de Ra 1,6 au maximum. La rugosité générale de l'ensemble est de Ra 3,2 au maximum De la sorte, l'intégralité du dispositif est décontaminable. Les joints doivent convenir aux risques chimiques et d'exposition aux radiations et sont, exemple, en éthylène propylène. La commande pneumatique et, dans ce cas, assurée avec de air comprime industriel à 6 bars. L'optimisation des formes et des matériaux permet de fabriquer un appareil dont le poids minimal est de 13 kg et assure une manutention aisée pour un opérateur. La hauteur totale du dispositif est de 667,5 mm. Avantages de l'invention Le mode de transport, représenté a la figure 3, permet donc le transport de l'ampoule 11 jusqu' lieu de l'expérience ou de l'utilisation. Le raccordement à des circuits de commande, pour l'activation de l'impacteur et pour l'éjection du traceur, le bris de l'ampoule et l'éjection du traceur vers un circuit extérieur et enfin la récupération des éclats de verre contaminés, sont complètement confinés à l'intérieur de la même enceinte étanche 25, d'un volume restreint. On indique que ce dispositif émet à 1 mètre, 4 mS par heure, ce qui signifie que l'opérateur devra cumuler environnement 8 heures à un mètre du dispositif sur une durée de 3 mois pour dépasser la dose autorisée. Comme cette durée est largement supérieure à la durée d'intervention nécessaire à l'opérateur, environ 10 fois plus, la sécurité de celui-ci est toujours assurée. Le domaine d'application de l'invention est étendu à tous les types de réacteurs, pour lesquels la pression de chasse du traceur n'a pas besoin d'excéder 85 bars, en particulier à ceux dans lesquels circulent des fluides déflagrants. Toutefois, l'invention peut avoir de nombreux autres domaines applications. Le poids, facilité, la rapidité de manipulation et la stabilité du dispositif en fonctionnement le rendent très fiable. Une fois le traceur radioactif évacué, les bris d'ampoule sont tres simplement extraits du conteneur. Les traceurs sont pas nécessairement radioactifs. Ils peuvent être chimiques et présenter des risques biologiques, sanitaires, etc. On peut alors les utiliser pour inspecter des milieux naturels ou industriels (exemple application en hydrogéologie). REVENDICATIONS 1. Dispositif de transport et d'éjection d'un traceur radioactif contenu dans une ampoule (11) comportant - un conteneur unique étanche présentant logement pour le transport et le bris de l'ampoule ; - des moyens de pressurisation du conteneur - un dispositif à impact (42) pour briser l'ampoule 11) ; - des moyens de commande pour actionner le dispositif à impact (42), ces moyens étant antidéflagrants et commandés à distance ; - un filtre (52) placé en aval de l'endroit où doit être placée l'ampoule (11), pour maintenir les éclats verre de l'ampoule à l'intérieur conteneur , et - des moyens d'isolement du traceur antidéflagrants, et commandés à distance. 2. Dispositif de transport et d'éjection selon la revendication 1, caractérisé en ce que le conteneur est réalisé de préférence par une enceinte étanche (25) en plomb à l'intérieur de laquelle se trouve un corps intérieur (26) recevant une jupe interne (50) équipé de plots de positionnement (51) de l'ampoule (11). 3. Dispositif de transport et déjection selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'isolement du conteneur comprennent un clapet anti-retour (27) placé en aval du filtre et une vanne d'isolement (46) placée en aval du clapet anti-retour. 4. Dispositif de transport et d'éjection selon la revendication 1, caractérisé en que les moyens de pressurisation du traceur comprennent une arrivée fluide pressurisé (6) en amont l'endroit où doit etre placée l'ampoule (11). 5. Dispositif de transport et d'éjection selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de commande sont en partie des moyens pneumatiques. 6. Dispositif de transport et d'éjection selon la revendication 1, caractérisé en que les parois internes des moyens d'éjection possedent une rugosité de surface de Ra 1,6 au maximum.