Brevet FR2846777A1 — publié le 20040507

L'invention se rattache au secteur technique du démantèlement de cuves de grandes dimensions, notamment de cuves de réacteur. On connaît la nécessité de démanteler au bout de plusieurs dizaines d'années de fonctionnement les éléments constitutifs d'une centrale nucléaire, par exemple. C'est le cas notamment des cuves de réacteurs, qui, après avoir été vidées de leur contenu, tant physique que chimique par exemple, peuvent être réduites en morceaux afin de pouvoir être stockées 10 dans des fts. Cette réduction en morceaux s'effectue par des découpes réalisées le plus souvent par sciage à la fraise-scie de grand diamètre, ce sciage étant effectué à l'intérieur ou à l'extérieur de la cuve. Ces opérations de découpe s'effectuent généralement à distance et/ou sous eau pour des raisons de radio protection. Les opérations de découpe mécanique sont donc délicates à réaliser. La manutention des pièces coupées et leur mise en place dans les fts de stockage constituent également des opérations longues et onéreuses. On observe par ailleurs que les pièces découpées mécaniquement peuvent peser 20 plusieurs centaines de kilogrammes rendant leur manutention délicate. De même, il est souvent très difficile de remplir correctement les fts de stockage avec des pièces découpées qui sont rarement de formes géométriques régulières, interdisant par conséquent un rangement ordonné à l'intérieur des fts de stockage. L'invention s'est fixée pour but de remédier à ces inconvénients, de manière simple, sre, efficace et rationnelle. Le problème que se propose de résoudre l'invention est de réduire la plus grande partie de la cuve en réalisant des copeaux déterminés pour être comprimés en vue de réduire le volume de stockage ultérieur, tout en facilitant les différentes manipulations et le stockage à l'intérieur des fts. Pour résoudre un tel problème, il a été conçu et mis au point un procédé de démantèlement d'une cuve, notamment de réacteur nucléaire, remarquable en ce que: - on soumet la cuve, de haut en bas ou de bas en haut, à une opération 10 d'usinage apte à réaliser des copeaux; - on récupère les copeaux au fur et à mesure de l'opération d'usinage et on les dirige vers un poste de traitement apte à les compacter; - on évacue les copeaux compactés pour les stocker dans des fts. Pour la mise en oeuvre du procédé, l'installation comprend: - une machine d'usinage apte à réaliser des copeaux; - la machine est assujettie à des moyens pour être déplacée à l'intérieur de la cuve pour soumettre ladite cuve à l'action d'au moins un outil d'enlèvement des copeaux; - la machine présente des agencements pour récupérer les copeaux, au fur et à mesure de l'usinage; - les copeaux récupérés sont soumis à l'action d'un moyen apte à les transporter et les diriger vers au moins un poste de compactage pour réaliser des blocs indépendants de copeaux; - le poste de compactage est en relation avec un ensemble pour l'évacuation des blocs de copeaux en vue de les diriger dans des fts de stockage. Pour résoudre le problème posé de réaliser des copeaux, la machine d'usinage est une fraiseuse, le ou les outils étant constitués par des fraises montées sur une tête assujettie à un bras pour être déplacée selon le 5 périmètre interne de la cuve, l'ensemble du bras et de la ou des têtes étant montés sur un bâti support présentant des moyens de guidage et de centrage à l'intérieur de la cuve. A noter que les opérations de fraisage sont réalisées de manière à 10 réaliser des copeaux présentant un profil leur permettant de s'accrocher entre eux. Pour résoudre le problème posé de réduire en copeaux la quasitotalité de la cuve, les moyens de déplacement de la machine sont 15 sélectionnés pour la soumettre à un mouvement de déplacement vertical en hauteur, dans les deux sens, à l'intérieur de la cuve. Selon une autre forme de réalisation, les moyens de déplacement sont constitués par un pont roulant auquel la machine est reliée par un système 20 de câbles. Pour résoudre le problème posé de récupérer les copeaux au fur et à mesure des opérations de fraisage, les agencements pour récupérer les copeaux sont constitués par un réceptacle disposé sous la machine et 25 convenablement profilé et dimensionné pour récupérer lesdits copeaux par gravité. Pour résoudre le problème posé d'assurer la récupération des copeaux et de leur transfert en direction du poste de compactage, le fond du réceptacle coopère avec les moyens aptes à transporter et diriger les copeaux vers le poste de compactage, lesdits moyens étant constitués par un 5 système mécanique du type vis sans fin ou par un système d'aspiration, le système étant combiné avec un ensemble de canalisation modulable traversant la machine, le poste de compactage étant fixe par rapport à la machine. Pour résoudre le problème posé de tenir compte des éventuelles différences de débit entre la fabrication des copeaux et leur compactage, en amont du poste de compactage, est monté un stock tampon des copeaux. Selon une forme de réalisation, le poste de compactage est constitué 15 par une presse afin de réduire le volume des copeaux. L'invention est exposée ci-après plus en détail à l'aide des figures des dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue à caractère schématique d'un exemple de 20 réalisation de l'installation pour le démantèlement d'une cuve de réacteur nucléaire, la machine de fraisage étant représentée montée à l'intérieur de la cuve et avant mise en fonctionnement; - la figure 2 est une vue correspondant à la figure 1 montrant le démantèlement de la cuve au moyen de l'installation selon l'invention; - la figure 3 montre un autre exemple de l'installation dans le cas o le pont roulant est confiné dans une enceinte provisoire. On a illustré, aux figures des dessins, un exemple indicatif nullement limitatif d'une cuve de réacteur nucléaire désigné dans son ensemble par (C). La cuve (C) est de section transversale cylindrique et repose au sol par une embase faisant office de piètement (CI). Bien évidemment, on n'exclut 5 pas le fait que cette cuve (C) soit suspendue. De même, l'ensemble de la cuve (C) est, d'une manière parfaitement connue, en acier, en étant susceptible de recevoir un revêtement intérieur sous forme d'une pellicule matière inoxydable. Selon une caractéristique à la base de l'invention, la cuve (C) est soumise, de haut en bas si elle repose au sol, ou de bas en haut lorsqu'elle est suspendue, à une opération d'usinage apte à réaliser des copeaux. Dans ce but, l'installation met en oeuvre une machine faisant office de fraiseuse. Cette machine comprend un bâti principal (1) présentant des moyens de positionnement et de préhension (2) montés à l'intérieur de la cuve (C) . Une partie (la) du bâti présente un bras pivotant (3) recevant une ou plusieurs têtes de fraisage (4). Chaque tête de fraisage (4) reçoit un outil de fraisage (4a) positionné selon deux axes différents, de manière à travailler 20 selon deux plans perpendiculaires. L'entraînement en rotation du bras (3) par rapport à la partie (la) du bâti (1) s'effectue d'une manière connue et appropriée. A noter que l'outil de fraisage (4a) est déterminé ou sélectionné pour réaliser des copeaux de profils spécifiques pour s'accrocher entre eux. On observe toutefois que la bonne fabrication des copeaux dépend du savoir-faire et de la nature des outils de fraisage, des paramètres d'usinage qui sont toujours différents selon l'épaisseur de la cuve, de sa matière constitutive et de la rigidité de l'ensemble dans la machine de fraisage. A la base du bâti (1), la machine présente un réceptacle (5) destiné à 5 recevoir, par gravité, les copeaux. Ce réceptacle (5) a, par exemple, une forme tronconique, dont les parois convergent en direction de sa partie centrale. L'ensemble de la machine, telle que définie, est assujettie à des 10 moyens aptes à permettre son transfert et son déplacement vertical à l'intérieur de la cuve (C). Par exemple, le bâti (1) de la machine est relié par un système de câbles (6) à un pont roulant (7) qui peut être celui de la centrale, ou installé dans une enceinte particulière (figure 3). Ce pont roulant (7) permet la prise en charge de la machine, sa mise en place à 15 l'intérieur de la cuve, son déplacement au fur et à mesure de l'opération de fraisage et, en fin d'opération, son extraction. Selon une autre caractéristique, le fond du réceptacle (5) coopère avec des moyens aptes à transporter les copeaux et à les diriger vers un 20 poste de compactage (8). Par exemple, ces moyens sont constitués par une vis (9) du type vis d'Archimède, qui peut être entraînée en rotation par un ensemble motorisé (10). Cette vis d'Archimède (9) est, par exemple, montée en combinaison avec des canalisations modulables (11) pour diriger les copeaux au niveau d'une goulotte (12) orientée en direction du poste de 25 compactage (8). Sans pour cela sortir du cadre de l'invention, on n'exclut pas d'autres moyens aptes à assurer le transfert des copeaux en direction du poste de compactage. Par exemple, il est possible d'utiliser des moyens d'aspiration. Le poste de compactage (8) o se rejoignent les copeaux étant fixe, la 5 conduite (11), par exemple, est déterminée pour correspondre à la hauteur de la cuve, lorsque l'ensemble de la machine est situé au niveau inférieur de ladite cuve. Le poste de compactage (8) est déterminé pour réaliser des blocs 10 indépendants de copeaux. Par exemple, ce poste (8) est constitué par une presse présentant un bâti de faibles dimensions et un vérin de forte puissance avec un dispositif à tiroir ou barillet, apte à remplir la dose de copeaux pendant le pressage de la dose précédente. A titre indicatif, la presse peut réduire, dans un rapport de 10 environ et voire plus, le volume 15 des copeaux. Un tiroir ou autre évacue le bloc de copeaux sur un tapis de transfert (13) pour les amener dans un ft de stockage (14). Bien évidemment, le bloc de compactage peut présenter plusieurs têtes de pressage. De même, l'ensemble de l'installation peut présenter plusieurs postes de compactage en fonction notamment du nombre de têtes de fraisage susceptibles d'équiper le bâti de la machine. Le compactage des copeaux peut également résulter d'une opération de granulométrie, laquelle 25 peut avantageusement compléter et/ou remplacer l'opération de compression. A noter qu'à la sortie du moyen de transfert des copeaux, la goulotte (12) peut déboucher sur une partie (8a) du poste de compactage (8) faisant office de stock tampon, afin d'assurer une régulation entre le débit de fabrication des copeaux et le débit de compactage de ces derniers. Le remplissage des fts de stockage (14) s'effectue par tout moyen connu et approprié en combinaison, par exemple, avec un bras manipulateur, pour la manutention desdits fts. Dans le cas o la cuve (C) présente une couche en matière inoxydable, les opérations de fraisage peuvent être effectuées en deux temps, à savoir: fraisage de la couche interne en inox, dans un premier temps, et fraisage de la couche externe en acier, dans un deuxième temps, notamment dans le cas o il s'avérerait avantageux de séparer les deux 15 matériaux. On renvoie aux figures 1 et 2 qui montrent le principe de démantèlement de la cuve, selon les caractéristiques de l'invention. Les avantages ressortent bien de la description, en particulier on souligne et on rappelle: - la réduction en copeaux des parties constitutives de la cuve ce qui génère une économie de temps et d'argent, en opposition aux techniques antérieures résultant d'un découpage de la partie constitutive de la cuve 25 nécessitant de manipuler les morceaux découpés susceptibles de peser de 100 à 300 kilogrammes; - la facilité de remplissage des fts de stockage avec des blocs compacts de copeaux en opposition à des pièces métalliques découpées; - la possibilité de remplir automatiquement et en continu les fts de stockage pendant la fabrication des copeaux, supprimant ainsi des manutentions; - l'homogénéité de remplissage des fts de stockage en supprimant tout risque de crevaison de ces derniers; - la densité des blocs compacts de copeaux qui peut être de l'ordre de 3 assurant un excellent foisonnement de remplissage; à noter que le 10 foisonnement détermine la capacité de charge des fts; dans ces conditions, après étude, ce foisonnement peut être fonction: - du dimensionnement des blocs de copeaux compactés; - de la forme des blocs compacts de copeaux; - de la méthode de remplissage des fts; 15 - la possibilité d'utiliser des fts de stockage de qualité inférieure, étant donné que les produits stockés ne sont pas agressifs et ne présentent pas des parties métalliques anguleuses. REVENDICATIONS -1- Procédé de démantèlement d'une cuve, notamment de réacteur nucléaire, caractérisé en ce que: - on soumet la cuve, de haut en bas ou de bas en haut, à une opération d'usinage apte à réaliser des copeaux qui s'accrochent entre eux; - on récupère les copeaux au fur et à mesure de l'opération d'usinage et 10 on les dirige vers un poste de traitement apte à les compacter; - on évacue les copeaux compactés pour les stocker dans des fts. -2- Installation pour la mise en oeuvre du procédé, caractérisée en ce qu'elle comprend: - une machine d'usinage (1) apte à réaliser des copeaux qui s'accrochent entre eux; - la machine (1) est assujettie à des moyens (6) et (7) pour être déplacée à l'intérieur de la cuve pour soumettre ladite cuve à l'action d'au moins un outil (4) d'enlèvement des copeaux; la machine présente des agencements (5) pour récupérer les copeaux, au fur et à mesure de l'usinage; - les copeaux récupérés sont soumis à l'action d'un moyen (9) apte à les transporter et à les diriger vers au moins un poste de compactage (8) pour réaliser des blocs indépendants de copeaux; le poste de compactage (8) est en relation avec un ensemble pour l'évacuation des blocs de copeaux en vue de les diriger dans des fts de stockage (14). -3- Installation selon la revendication 2, caractérisé en ce que la machine d'usinage est une fraiseuse, l'outil étant constitué par une fraise (4a) montée sur une tête (4) assujettie à un bras (3) pour être déplacée selon le périmètre 5 interne de la cuve, l'ensemble du bras (3) et de la ou des têtes (4) étant monté sur un bâti support (1) présentant des moyens de guidage et de centrage à l'intérieur de la cuve. -4- Installation selon la revendication 2, les moyens de déplacement de la 10 machine sont sélectionnés pour la soumettre à un mouvement de déplacement vertical en hauteur, dans les deux sens, à l'intérieur de la cuve. -5- Installation selon la revendication 4, les moyens de déplacement sont constitués par un pont roulant (7) auquel la machine est reliée par un 15 système de câbles (6). -6- Installation selon la revendication 2, les agencements pour récupérer les copeaux sont constitués par un réceptacle (5) disposés sous la machine et convenablement profilé et dimensionné pour récupérer lesdits copeaux par 20 gravité. -7- Installation selon la revendication 2, le fond du réceptacle (5) coopère avec les moyens (9) aptes à transporter et diriger les copeaux vers le poste de compactage (8), lesdits moyens étant constitués par un système 25 mécanique du type vis sans fin ou par un système d'aspiration, le système étant combiné avec un ensemble de canalisation modulable (1 1) traversant la machine, le poste de compactage (8) étant fixe par rapport à la machine. -8- Installation selon la revendication 2, en amont du poste de compactage (8), est monté un stock tampon (8a) des copeaux. -9- Installation selon la revendication 2, le poste de compactage (8) est constitué par une presse afin de réduire le volume des copeaux.