Brevet FR3001326A1 — publié le 20140725

SYSTEME DE CARACTERISATION EN LIGNE DE PRODUITS DE CORROSION. DOMAINE TECHNIQUE Le domaine de l'invention est celui de la caractérisation en ligne des pro- duits de corrosion se formant dans le circuit primaire et secondaire d'un réacteur nucléaire. ETAT DE LA TECHNIQUE Dans le circuit primaire et/ou secondaire d'un réacteur nucléaire, il se pro- duit une certaine corrosion du circuit qui entraîne la formation de produits de corro- sion qui sont solubles en partie dans l'eau primaire et/ou secondaire du circuit. Ces colloïdes de produits de corrosion ont une solubilité dans l'eau qui diminue lorsque la température de l'eau augmente. Ainsi au cours du fonctionnement du réacteur nucléaire, l'eau du circuit pri- maire qui présente une température élevée se charge en produits de corrosion so- lides, insolubles, conduisant à une contamination et éventuellement à une dégradation de certaines parties du circuit primaire en raison de la formation de dépôts solides. Dans le circuit secondaire, les colloïdes des produits de corrosion partici- pent au phénomène de formation de dépôt dans les générateurs de vapeur, entrai- nant ainsi une baisse de rendement de la centrale et éventuellement à une dégradation du circuit secondaire. Par conséquent, il est nécessaire de pouvoir contrôler, au cours du fonc- tionnement du réacteur, la teneur en produits de corrosion solides et insolubles dans le circuit primaire et/ou secondaire du réacteur. Il est connu dans le document EP 0077258 (Dl ), un procédé et un système visant à déterminer la concentration en produits de corrosion solides, insolubles présents dans un liquide à température et à pression élevées, de manière à s'approcher des conditions nominales de fonctionnement d'un réacteur nucléaire. Toutefois, le système décrit dans le document Dl ne permet pas de caracté- riser précisément la quantité de produits de corrosion présents dans le liquide circulant dans le circuit de refroidissement puisque l'étape d'analyse intervient après une diminution de la température et de la pression de l'échantillon prélevé dans le circuit de refroidissement. Par conséquent, un tel dispositif n'est pas représentatif des produits de cor- rosion dans le circuit primaire et/ou secondaire dans les conditions réelles de fonc- tionnement du réacteur. EXPOSE DE L'INVENTION Dans ce contexte, l'invention vise à proposer un système de caractérisation de produits de corrosion permettant de caractériser les produits de corrosion présents dans un circuit primaire et/ou secondaire au plus près des conditions de fonc- tionnement. A cette fin, l'invention propose un système de caractérisation de produits de corrosion présents dans un circuit de refroidissement d'un réacteur nucléaire, ledit système de caractérisation étant relié au moyen d'une tubulure au circuit de refroidissement du réacteur dans lequel circule le fluide de refroidissement, le système étant caractérisé en ce qu'il comporte : au moins deux moyens de filtration en cascade présentant des caractéristiques de filtration différentes, les moyens de filtration étant aptes à être traversés par le fluide de refroidissement ; des capteurs de pression différentielle associés à chacun des moyens de fil- tration permettant de déterminer le taux d'obstruction de chacun des moyens de filtration ; un moyen de régulation de la température régulant la température dudit liquide circulant dans la tubulure. Grâce au dispositif selon l'invention, les produits de corrosion peuvent être caractérisés dans des conditions de températures proches des conditions nomi- nales de fonctionnement du réacteur. Le système de caractérisation selon l'invention permet donc d'identifier la nature des particules ainsi que la quantité des produits de corrosion dans les circuits de refroidissement (circuit primaire et circuit secondaire) d'un réacteur nu- cléaire. Un tel dispositif permet donc d'obtenir une meilleure représentabilité des produits de corrosion solides présents dans le circuit primaire et/ou secondaire lors du fonctionnement du réacteur nucléaire. Un tel dispositif permet également d'établir une loi sur le comportement physico-chimique des produits de corrosion en fonction de la température du liquide, les moyens de régulations permettant d'augmenter ou réduire la température du liquide. De plus, un tel système de caractérisation de l'invention permettrait égale- ment de mieux appréhender les activités volumique et surfacique en radionucléides de la tranche, de dresser un inventaire des produits de corrosion de la tranche et de développer des membranes et des filtres de purification adaptés aux besoins du marché. Le système de caractérisation selon l'invention peut également présenter une ou plusieurs des caractéristiques ci-dessous prises individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles : le système comporte trois moyens de filtration en cascade présentant des caractéristiques de filtrage différentes ; un premier moyen de filtration présente des pores dont la taille est comprise entre 3 pm et 5 pm ; un deuxième moyen de filtration présente des pores dont la taille est comprise entre 0,4 pm et 0,6 pm ; un troisième moyen de filtration présente des pores dont la taille est com- prise entre 0,01 pm et 0,1 pm ; les capteurs de pression différentielle associés à chacun des moyens de filtration permettent de déterminer le taux d'obstruction en ligne de chacun des moyens de filtration ; le moyen de régulation de la température est formé par premier moyen chauffage et/ou de refroidissement pour réguler la température du liquide traversant lesdits au moins deux moyens de filtration en cascade, et/ou par un deuxième moyen de chauffage et/ou de refroidissement pour réguler la température du liquide circulant en amont des moyens de filtration ; le moyen de régulation de la température régule la température du liquide entre 200°C et 360°C ; le système comporte des moyens pour maintenir une pression entre 60 et 150 bars au niveau des moyens de filtration. BREVES DESCRIPTION DES FIGURES D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui en est donnée ci-dessous, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence à la figure unique illustrant schématiquement un système de caractérisation selon l'invention. DESCRIPTION DETAILLEE D'AU MOINS UN MODE DE REALISATION La figure unique illustre une vue schématique du système de caractérisation en ligne de produits de corrosion présents dans un circuit de refroidissement d'un réacteur nucléaire selon l'invention. Le système de caractérisation 100 selon l'invention est un appareillage permettant de réaliser une filtration en cascade, avantageusement en ligne (i.e con- tinu pendant le fonctionnement du réacteur) dans les conditions similaires aux conditions nominales de fonctionnement du réacteur nucléaire. Le système 100 comporte une tubulure 20 reliée par un piquage au circuit de refroidissement 1 du réacteur (circuit primaire ou secondaire) de manière à per- mettre une circulation permanente du fluide de refroidissement dans la tubulure 20, dans le sens indiqué par les flèches. Le fluide de refroidissement passe au travers d'un appareillage de filtration 21 composé de trois membranes de filtration référencées respectivement 13, 14 et 15 selon le sens de circulation du liquide dans la tubulure 10. Chacune des mem- branes 13, 14, 15 présente une taille de pores différente et caractéristique de la distribution en taille des produits de corrosion sous forme de colloïdes (i.e entre 1 nm (nanomètre) et 1 pm (micromètre)). Avantageusement, la première membrane filtrante 13 présente des pores dont la taille est comprise entre 3 pm et 5 pm. Avantageusement, la deuxième membrane filtrante 14, située en aval de la première membrane 13, présente des pores dont la taille est comprise entre 0,4 pm et 0,6 pm. Avantageusement, la troisième membrane filtrante 15, située en aval de la deuxième membrane 14, présente des pores dont la taille est comprise entre 0,01 pm et 0,1 pm. Lors de la circulation du fluide de refroidissement dans la tubulure 20, les différentes membranes 13, 14 et 15 se colmatent en fonction de la quantité et la nature des produits de corrosion présents dans le fluide de refroidissement. Le colmatage de chacune des membranes 13, 14, 15 est suivi en ligne par un opérateur par des capteurs de pression différentielle 16 mesurant la différence de pression du fluide entre l'amont et l'aval de chacune des membranes 13, 14, 15. A partir des mesures effectuées par les capteurs de pression différentielle 16, la nature et les concentrations des produits de corrosion peuvent être estimées par comparai- son avec des étalons. La tubulure 20 comporte également un moyen de régulation de la tempéra- ture 22, positionné en amont de l'appareillage de filtration 21. Ce moyen de régulation 22 de la température permet de refroidir et/ou de réchauffer le liquide à la tem- pérature de caractérisation désirée avant qu'il ne traverse l'appareillage de filtration 21. Le système de caractérisation 100 selon l'invention est particulièrement des- tiné à caractériser les produits de corrosion présents dans le liquide de refroidissement dans les conditions nominales de fonctionnement. Ainsi par exemple, le moyen de régulation 22 permet de réguler le liquide à une température comprise entre 200°C et 360°C. De manière à améliorer davantage le système et à garantir la réalisation d'une caractérisation en produits de corrosion à une température donnée, l'appareillage de filtration 21 est entouré par des seconds moyens de régulation de la température 23 permettant de maintenir la température du liquide à la tempéra- ture désirée lors du passage au travers des membranes 13, 14, 15. Avantageusement, les moyens de régulation de la température 23 sont for- més par un four permettant de maintenir le liquide circulant au travers des membranes entre 200°C et 360°C. A titre d'exemple, la tubulure 20 du système de caractérisation 100 selon l'invention peut être utilisée pour caractériser les produits de corrosion dans un liquide dans les conditions de température allant de 200°C à 360°C et des conditions de pressions allant de 60 à 150 bars par un jeu de vannes et de capteurs de pression. Le système 100 comporte également un moyen de refroidissement 4 per- mettant de refroidir le liquide après filtration avant d'être collecté pour retraitement. Après analyse en ligne des produits de corrosion, les membranes peuvent être démontées et récupérées pour analyses complémentaires de manière à obte- nir des informations plus spécifiques sur la nature chimique et/ou morphologique des colloïdes. Ainsi, le système selon l'invention permet d'obtenir une meilleure représen- tabilité des produits de corrosion circulant dans le circuit primaire et/ou secondaire des réacteurs nucléaires. Ainsi, les résultats obtenus grâce au système selon l'invention permettraient de mieux appréhender par exemple les évolutions du taux d'encrassement ou de colmatage d'un générateur de vapeur REVENDICATIONS1. Système (100) de caractérisation de produits de corrosion présents dans un circuit de refroidissement d'un réacteur nucléaire, ledit système de caractéri- sation étant relié au moyen d'une tubulure (20) au circuit de refroidissement du réacteur (1) dans lequel circule le fluide de refroidissement, le système étant caractérisé en ce qu'il comporte : au moins deux moyens de filtration (13, 14, 15) en cascade présentant des caractéristiques de filtration différentes, les moyens de filtration (13, 14, 15) étant aptes à être traversés par le fluide de refroidissement ; des capteurs de pression différentielle (16) associés à chacun des moyens de filtration permettant de déterminer le taux d'obstruction de chacun des moyens de filtration ; un moyen de régulation de la température (22, 23) régulant la tempéra- ture dudit liquide circulant dans la tubulure (20). 2. Système (100) de caractérisation en ligne de produits de corrosion présents dans un circuit de refroidissement (1) d'un réacteur nucléaire selon la reven- dication précédente caractérisé en ce qu'il comporte trois moyens de filtration (13, 14, 15) en cascade présentant des caractéristiques de filtrage différentes. 3. Système (100) de caractérisation en ligne de produits de corrosion présents dans un circuit de refroidissement (1) d'un réacteur nucléaire selon la reven- dication précédente caractérisé en ce qu'un premier moyen de filtration (13) présente des pores dont la taille est comprise entre 3 pm et 5 pm. 4. Système (100) de caractérisation en ligne de produits de corrosion présents dans un circuit de refroidissement (1) d'un réacteur nucléaire selon l'une des revendications 2 à 3 caractérisé en ce qu'un deuxième moyen de filtration (14) présente des pores dont la taille est comprise entre 0,4 pm et 0,6 pm. 5. Système (100) de caractérisation en ligne de produits de corrosion présents dans un circuit de refroidissement (1) d'un réacteur nucléaire selon l'une desrevendications 2 à 4 caractérisé en ce qu'un troisième moyen de filtration (15) présente des pores dont la taille est comprise entre 0,01 pm et 0,1 pm. 6. Système (100) de caractérisation en ligne de produits de corrosion présents dans un circuit de refroidissement (1) d'un réacteur nucléaire selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que les capteurs de pression différentielle (16) associés à chacun des moyens de filtration (13, 14, 15) permettent de déterminer le taux d'obstruction en ligne de chacun des moyens de filtration. 7. Système (100) de caractérisation en ligne de produits de corrosion présents dans un circuit de refroidissement (1) d'un réacteur nucléaire selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que le moyen de régulation de la température est formé par premier moyen chauffage et/ou de refroidisse- ment (23) pour réguler la température du liquide traversant lesdits au moins deux moyens de filtration en cascade (13, 14, 15), et/ou par un deuxième moyen de chauffage et/ou de refroidissement (22) pour réguler la température du liquide circulant en amont des moyens de filtration (13, 14, 15). 8. Système (100) de caractérisation en ligne de produits de corrosion présents dans un circuit de refroidissement (1) d'un réacteur nucléaire selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que le moyen de régulation de la température (22, 23) régule la température du liquide entre 200°C et 360°C. 9. Système (100) de caractérisation en ligne de produits de corrosion présents dans un circuit de refroidissement (1) d'un réacteur nucléaire selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que le système (100) comporte des moyens pour maintenir une pression entre 60 et 150 bars au niveau des moyens de filtration (13, 14, 15).