Brevet FR3000277A1 — publié le 20140627

Introduction La présente invention concerne un dispositif de nettoyage pour réacteur nucléaire. Plus particulièrement, l'invention concerne un dispositif adapté pour la récupération de corps étrangers dans la cuve d'un réacteur nucléaire ainsi que des piscines du bâtiment réacteur et du bâtiment de stockage du combustible, pendant les arrêts de tranche. Etat de la technique Des arrêts de tranche sont réalisés périodiquement sur un réacteur nucléaire, pour en recharger le combustible et réaliser la maintenance de maté-10 riels situés dans la partie nucléaire et non nucléaire de l'installation, normalement inaccessibles pendant son fonctionnement. L'exploitant réalise périodiquement, une fois la cuve déchargée, une inspection télévisuelles (IW) des différents ensemble de la cuve comme la Plaque Inférieur de Cuve (PIC), les Baffles, le plan de joint, etc. Durant ces IW sont 15 identifiés des corps étrangers (débris), qui peuvent occasionner des dégradations des assemblages combustibles lors du fonctionnement du réacteur pendant les phases de production. Ils occasionnent aussi une augmentation du débit de dose ambiant dans le bâtiment réacteur autour des piscines/cuves. Depuis longtemps les exploitants cherchent des moyens efficaces et sécurisés 20 pour récupérer ces corps migrants. Différentes solutions ont été proposées pour le nettoyages des cuves et piscines d'installations nucléaires. Il s'agit typiquement d'appareils d'aspiration/pompage d'eau avec filtre pour retenir les débris (corps étrangers). Certains appareils ne peuvent pas être immergés, ce qui rend l'appareil moins 25 flexible à l'utilisation et pose des problèmes de sécurité en raison de la circulation d'eau contaminée en dehors du bassin. D'autres inconvénients des appareils connus sont le risque d'exposition aux radiations lorsqu'il n'est pas possible de vidanger sous eau ; ou encore lors de la maintenance de l'appareil. Le EP 1 482 518 décrit un dispositif de récupération de corps étrangers pour installation nucléaire comprenant un véhicule sous marin équipe de flotteurs et comprenant une caméra avec éclairage associé, une unité de pompage reliée à un tuyau d'aspiration via une chambre intermédiaire de filtrage. La chambre comprend une trappe de vidange actionnable à distance. Il s'agit d'un appareil relativement complet, mais formant un assemblage volumineux et complexe. Le document reste silencieux sur la maintenance et la vidange d'un tel appareil. Objet de l'invention L'objet de la présente invention est de proposer un dispositif de nettoyage 10 pour piscines et cuves d'installations nucléaires de conception simple, robuste, d'entretien facile, et limitant l'exposition des personnes aux rayonnements ionisants. Description générale de l'invention Conformément à l'invention, cet objectif est atteint par un dispositif de net-15 toyage immergeable comprenant : un corps tubulaire définissant un canal de traitement s'étendant entre une entrée et une sortie ; une pompe immergeable agencée dans ledit canal pour entrainer un flux depuis l'entrée vers la sortie ; 20 une chambre de collecte, en amont de la pompe, séparée de celle-ci par un filtre primaire pour la rétention de débris grossiers ; un filtre secondaire, apte à retenir des débris plus fins, en aval de la pompe ; une trappe de vidange pour la chambre de collecte avec un moyen 25 d'ouverture actionnable à distance, sous eau. Le dispositif selon l'invention est de conception simple, étudié pour un montage/démontage aisé des éléments essentiels. Il comprend un corps tubulaire qui définit donc un canal de traitement dans lequel les différents éléments peuvent être successivement installés, ce qui facilite le montage et l'entretien du dispositif. Un filtre primaire est placé avant la pompe, pour la protéger des débris grossiers, alors qu'un filtre fin arrête les plus petites particules au refoulement de la pompe. Un moyen anti-retour est de préférence prévu en amont, respectivement à l'entrée, de la chambre de collecte. Les débris les plus volumineux s'accumulent dans la chambre de collecte, qui peut être facilement vidée, sous eau, en ouvrant à distance une trappe. La récupération de ces débris / corps étrangers peut alors se faire de manière 10 sécurisée au moyen d'un dispositif de récupération dédié. Avantageusement, les filtres primaire et secondaire et la pompe, sont amovibles. Le corps tubulaire est conçu pour faciliter l'extraction de ces éléments, par exemple par l'extrémité de sortie, côté filtre secondaire. La vidange de la chambre de collecte et la maintenance du dispositif de 15 nettoyage peuvent donc se faire sous eau (en général au moyen de perches de manipulation), ce qui limite l'exposition des personnes aux rayonnements ionisants. On notera que le corps tubulaire inclut préférablement, dans un même caisson, la chambre de collecte, le filtre primaire, et la pompe, le filtre se- 20 condaire étant associé à la sortie du canal de traitement, à l'extérieur du corps. Cela procure une grande simplicité de fabrication, manipulation et entretien. Toutefois, d'autres configurations pourraient être envisagées, notamment le corps pourrait être modulaire, le filtre secondaire placé dans le canal, ou autres variantes. 25 En pratique, le dispositif de nettoyage est donc immergé dans un bassin, cuve ou piscine, et son entrée est connectée à un conduit d'aspiration (par exemple un tuyau flexible) typiquement muni à son extrémité d'une buse d'aspiration de configuration appropriée (selon les besoins). L'appareil de nettoyage est généralement installé au bord du bassin, et on déplace la buse 30 manuellement, au moyen de perches de manipulation (de préférence des perches flottantes pour compenser le poids). On peut ainsi opérer le nettoyage du bassin sans nécessairement occuper le pont polaire du réacteur ou d'autres dispositifs de levage. Il est également possible de raccorder une buse directement à l'entrée du dispositif de nettoyage, mais cela requiert le déplacement de l'appareil. On montera de préférence une caméra sur la buse, pour un guidage plus précis, notamment dans des zones non visibles par l'opérateur en surface. De préférence, le conduit d'aspiration ou la buse est raccordé à l'entrée du présent dispositif au moyen d'un connecteur apte à être fixé au corps. On utilisera avantageusement un moyen de fixation apte à maintenir en place ce 10 connecteur, conçu pour être actionnable à distance. L'actionnement à distance du moyen d'ouverture de la trappe et/ou du moyen de fixation du connecteur peut être réalisé de manière mécanique ou électrique. Pour des raisons de simplicité, on préfèrera des système mécaniques actionnables au moyen des perches de manipulation. Par exemple, le 15 moyen d'ouverture, respectivement le moyen de fixation, est actionné via un mécanisme respectif, associé au corps, dont un organe de commande est placé en partie supérieure du corps. La pompe est le seul composant qui requiert une alimentation électrique, qui se fait simplement par un fil reliant celle-ci à l'extérieur du bassin, et permet 20 également de régler le débit de la pompe. Selon un autre aspect, l'invention concerne également un dispositif de récupération pour une récupération sécurisée des débris collectés par le dispositif de nettoyage. Il comprend une partie d'accouplement avec une section tubulaire configurée pour accueillir la partie du dispositif de nettoyage comprenant la 25 chambre de collecte et permettant l'ouverture de la trappe ; et une partie de réception des débris, en aval de la partie d'accouplement, dans laquelle les débris arrivent par gravité. Ce dispositif est simplement manipulable avec une perche et permet une réception sécurisée des débris depuis le nettoyeur. La section tubulaire s'étend 30 de préférence jusqu'à hauteur de la trappe, de sorte à former une enveloppe de protection évitant la dispersion des débris lors de la vidange. De préférence, la partie de réception comprend un conteneur amovible et fermable à distance, sous eau. Le conteneur peut être un sac filtrant, un moyen de fixation et un moyen de fermeture étant prévus pour ce sac filtrant. Alternativement, le conteneur peut être métallique, avec couvercle amovible, et la partie de réception comprend un moyen de fixation pour ce container. Le couvercle peut être rajouté par l'opérateur à l'aide de la perche, ou installé à l'avance dans une position de rangement, dans la partie de réception, à partir de laquelle il peut être installé sur le conteneur. Pour un placement aisé du nettoyeur dans le dispositif de récupération, on 10 pourra prévoir sur chacun d'eux des moyens de positionnement coopérant mutuellement. En utilisation, le dispositif de nettoyage peut être placé dans une station d'accueil immergée. Cette station peut également comprendre un support de rangement pour des perches et autres accessoires. Le dispositif de nettoyage 15 étant supporté par cette station d'accueil, il n'occupe pas le pont roulant/polaire. Selon une variante préférée, le dispositif de nettoyage a une forme allongée et des dimensions définie pour permettre son passage dans un tube de transfert depuis le bâtiment réacteur vers le bâtiment combustible. Cela est avantageux pour le stockage et la maintenance, voir même la vidange, du 20 nettoyeur, qui peut se faire dans le bâtiment combustible sans prolonger l'arrêt de tranche. Description à l'aide des Figures D'autres particularités et caractéristiques de l'invention ressortiront de la description détaillée de quelques modes de réalisation avantageux présentés 25 ci-dessous, à titre d'illustration, en se référant aux dessins annexés. Ceux-ci montrent: Fig.1: Une vue en perspective d'un mode de réalisation du présent dispositif de nettoyage ; Fig.2: une vue de dessus du dispositif de la Fig.1 ; Fig.3: une vue en perspective d'un mode de réalisation du dispositif de récupération, pour la récupération des débris volumineux collectés par le dispositif de nettoyage ; Fig.4: une vue de face du nettoyeur placé dans le dispositif de récupération de la Fig.3 ; Fig.5: une vue de dessus du dispositif de récupération de la Fig.3, avec le nettoyeur à l'intérieur, prêt à être vidé ; Fig.6: une vue de face d'un support pour le dispositif de nettoyage. Sur les figures, les mêmes références désignent des éléments identiques 10 ou similaires. Sur la Fig.1 est illustré un mode de réalisation du présent dispositif de nettoyage 10 (ou nettoyeur), lequel est conçu en particulier pour collecter/ramasser/attraper des débris de tailles diverses (boulons, restes de combustible, morceaux et particules de toutes sortes)-encore appelés corps étran- 15 gers-dans les installations nucléaires, typiquement dans la cuve d'un réacteur nucléaire ou autres bassins ou piscines. Cela se fait sous eau, par aspiration de l'eau et filtrage des débris qui restent piégés dans le nettoyeur 10. Le dispositif de nettoyage 10 comprend un corps tubulaire 12 (de forme allongée), qui définit un canal de traitement 14 s'étendant entre un orifice 20 d'entrée, non-montré mais au niveau du signe de référence 16, et un orifice de sortie 18. Le corps 12 est de préférence en acier inoxydable électropoli, limitant l'adhésion de particules. Une pompe immergeable 20 est agencée dans le canal 14 pour entrainer un flux liquide (par ex. l'eau de la cuve de réacteur ou piscines annexes) depuis 25 l'entrée 16 vers la sortie 18 du canal de traitement 14. La pompe 20 est par exemple du type pompe axiale hydraulique. Un filtre primaire 22 (ou crépine) est placé en amont de la pompe 20. Il est destiné à retenir les débris grossiers, protégeant ainsi la pompe, et à laisser passer les débris fins. Un filtre primaire 22 est de préférence en acier inoxyda- 30 ble électro poli. Il est considéré comme un consommable et est muni d'une anse 23 pour faciliter sa manipulation lors de son remplacement sous eau. Le signe de référence 24 repère une chambre de collecte dans le canal 14, fermée du côté pompe 20 par le filtre primaire 22. Dans la présente variante, la chambre 24 s'étend depuis l'orifice d'entrée 16 du canal 14, qui est avantageusement muni d'un moyen anti-retour, pour éviter que les débris aspirés jusque dans la chambre de collecte 24 ne retombent à l'extérieur du dispositif 10. Ce moyen anti-retour prend préférablement la forme d'un clapet anti-retour (non montré), mais on pourrait également prévoir une chicane ou tout autre moyen approprié. Les particules grossières sont donc retenues dans la chambre de collecte 24, alors que les particules fines passent à travers le filtre primaire 22, entrai-nées par le flux de liquide vers la pompe 20 et à travers celle-ci. Un filtre fin 26 est agencé en aval de la pompe 20, de préférence monté sur la sortie du canal 18, et donc placé à l'extérieur du corps tubulaire 12 pour faciliter son remplacement. Une anse de levage 28 est fixée en partie supérieure du corps tubulaire 12 et dimensionnée de telle façon qu'elle supporte le poids propre de l'équipement et d'une charge supplémentaire. L'anse 28 est préférablement articulée au niveau de sa fixation au corps 12 pour faciliter sa manipulation lors des opérations de maintenance. En pratique, le dispositif 10 est fixé par une corde ou chaine à un point fixe ou mobile hors de la cuve, par exemple à un rail ou point d'amarrage, ou à un pont roulant. Le filtre fin 26 est choisi avec les propriétés filtrantes désirées, et permet de filtrer les particules au refoulement de la pompe 20. Le filtre fin 26 possède préférablement une anse 30 pour faciliter sa manipulation lors son remplace- ment sous eau. Il est considéré comme un consommable après utilisation du dispositif 10. Dans la présente variante, le corps 12 définit un volume s'étendant entre l'entrée 16 et la sortie 18, qui contient la pompe, le préfiltre et la chambre de collecte 24. Les parois du corps 12 sont assemblées de sorte que l'on peut retirer la paroi d'extrémité portant la sortie 18 (après avoir enlevé le filtre fin 26 et libéré cette paroi maintenue par ex. par des raccords rapides 29), afin de retirer du canal 14 la pompe 20 et le filtre primaire 22. Le montage de la pompe 20 et du filtre primaire 22 se font avec aisance il suffit de les enfiler dans le canal 14 qui assure leur guidage. Du côté de l'entrée 16, le corps 12 comprend un moyen de fixation (non montré) apte à maintenir en place un connecteur 32 d'un outil d'aspiration, par exemple un tuyau 34 ou une buse. Ce moyen de fixation est avantageusement conçu pour être actionnable à distance. Dans la présente variante, le moyen de fixation comprend un mécanisme à billes retractables. Ce mécanisme est actionnable au moyen d'une tringle articulée (non montrée) s'étendant dans le corps 12 depuis ce mécanisme jusqu'en partie supérieure (côté sortie), où elle se termine par un bouton d'actionnement 36. Par la rotation de ce bouton 36 on peut ainsi transmettre un couple d'actionnement au mécanisme, afin de fixer ou libérer le connecteur 32. Le bouton 36 quant-à lui est facilement manipulé depuis l'extérieur de la cuve au moyen d'une perche équipée d'un outil appro- prié. A cet effet il peut avoir un profil extérieur en forme de 6 pans. L'homme du métier pourra imaginer tout sortes de systèmes de fixation et actionnement à distance, mécanique mais également commandé électriquement. Une fois le connecteur 32 fixé au corps 12, le flexible 34 d'aspiration est raccordé à l'entrée 16 du corps 12. Reste à noter que la fixation du tuyau 34 ou 20 de la buse au connecteur 32 est préférablement un sous-ensemble soudé ou monté avec des colliers de serrage, non démontable sous eau. Comme expliqué ci-avant, les débris grossiers aspirés par le nettoyeur 10 se retrouvent emprisonnés dans la chambre de collecte. On appréciera qu'une trappe de vidange 38 est prévue au niveau de la chambre de collecte 24, avec 25 un moyen d'ouverture (non montré) actionnable à distance, sous eau. Cette trappe forme donc une paroi extérieure de la chambre de collecte 24, mais permet de l'ouvrir vers l'extérieur pour la vider. La trappe 38 est de préférence montée pivotante au corps 12, dans la partie supérieure de celle-ci. Le moyen d'ouverture de la trappe est de préférence actionné au moyen d'une tringle 30 articulée (non montrée) s'étendant dans le corps 12 depuis ce moyen jusqu'en partie supérieure (côté sortie), où elle se termine par un bouton d'actionnement 40. Comme pour le bouton 36, la rotation de ce bouton permet de transmettre un couple d'actionnement au moyen d'ouverture à la trappe, dont l'ouverture peut être assistée par un ressort. Le bouton 40 a un profil de 6 pans ou autre forme géométrique, facilitant sa manipulation au moyen d'une perche avec un outil approprié. Aux fins d'inspection visuelle, une plaque transparente 42 peut être agencée dans une paroi de la chambre 24, par exemple dans la trappe 38. Une plaque transparente 44 formant fenêtre d'inspection est disposée dans le corps 12 au niveau du filtre primaire 22. La pompe 20 est commandée à distance à l'aide d'une télécommande et d'un variateur de vitesse associé. Un fil d'alimentation depuis l'extérieur suffit. La pompe 20 est décontaminable ; elle n'est pas considérée comme un déchet, ce qui limite la quantité et le volume de déchets par utilisations. La Fig.2 illustre un support de récupération 50 destiné à la récupérer les débris ou corps étrangers qui ont été récoltés par le dispositif de nettoyage 10 de manière sécurisée et se trouvent enfermés dans la chambre de collecte 24. Ce dispositif de récupération 50 est conçu pour que les manipulations de récupération se fassent sous eau. Le dispositif de récupération 50 comprend une partie d'accouplement 52 avec une section tubulaire 54 configurée pour accueillir la partie du nettoyeur 10 comprenant la chambre de collecte 24 et permettant l'ouverture de la trappe 38. Cette partie tubulaire forme une enveloppe qui s'étend de préférence jusqu'à hauteur de la partie supérieure de la trappe 38, pour éviter que des débris ne soient emportés par des courants lors de son ouverture. Le dispositif 50 comprend aussi une partie de réception 56 des débris en aval de la partie d'accouplement 52, dans laquelle les débris arrivent par gravité. De préférence, la partie d'accouplement 52 comprend à sa base une partie formant entonnoir 58 guidant les débris vers la partie de réception 52, dont la section est réduite. Le signe de référence 59 sur la Fig.1 indique des pointes de positionnement, qui coopèrent avec des logements (non montrés) dans la partie de réception 56, pour l'alignement et le maintien du nettoyeur 10 dans une position prédéfinie (voir Fig.5) permettant l'ouverture de la trappe 38. La partie de réception 56 comprend un conteneur 60 amovible et fermable à distance, sous eau. Dans la présente variante, le conteneur 60 est un sac filtrant. En fonction du débit de dose, des conteneurs métalliques avec couver- cle amovible sont imaginables. Le sac 60 est maintenu en place par un système de fixation comprenant un cadre support 62 et un mécanisme 61 pouvant être actionné sous l'eau, par ex. au moyen d'une perche avec un outil approprié, de sorte à libérer le sac filtrant 60 de la partie d'accouplement 52. Le signe de référence 64 indique généralement un moyen de fermeture du sac filtrant 60: il peut comprendre un collier de serrage avec un mécanisme de serrage approprié, manoeuvrable à distance, par exemple au moyen d'une vis pouvant être tournée avec un outil adapté monté à l'extrémité d'une perche. La fermeture du sac 60 empêche la dispersion des particules lors de la sortie du dispositif de récupération 50 de la cuve ou piscine. Le mécanisme de fermeture est préférablement intégré au sac filtrant 60. De préférence, le sac filtrant 60 est comprend une région avec un film souple transparent, afin de contrôler la présence des débris irradiés sans ouvrir celle-ci. Le sac filtrant 60 est initialement monté sur le cadre 62 hors eau. Il se dé-20 croche à distance avec un outil approprié, pour le faire tomber dans un sac à déchets positionné dans une coque béton ou un château de plomb (non montrés), de manière sécurisée. En utilisation dans une cuve, piscine ou autre bassin, le dispositif de nettoyage 10 est de préférence logé dans une station d'accueil 80 (Fig.6), qui est 25 généralement suspendue en bord de cuve ou à une autre structure à proximité. La station d'accueil 80 a une forme de nacelle comprenant un fond troué 82 pour le passages du flexible 34 et des parois latérales ouvertes 84. Deux montants 85 sont munis en partie supérieure de points de levage articulés 86. Les éléments de station 80 sont de préférence en acier inoxydable électropoli, 30 pour sa décontamination. La station 80 peut être munie de patins réglables pour régler le niveau de celui-ci du bord de la cuve/piscine et pour protéger les bords de cuve/piscine quand il est suspendu. Elle se manutentionne via le pont avec des câbles calculés au levage. La station d'accueil 80 comprend avantageusement un rack de rangement (non montré) pouvant accueillir divers ustensiles tels que des buses de différen5 tes géométries ou des perches. Reste à noter que dispositif de nettoyage 10 à une forme allongée, dont les dimensions globales sont choisies pour permettre son transfert du Bâtiment Réacteur au Bâtiment Combustible via le tube transfert. De telles dimensions permettent aussi de stocker le dispositif de nettoyage 10 dans une alvéole du 10 Bâtiment Combustible, au moyen d'un support approprié. Cela permet d'effectuer la maintenance du dispositif de nettoyage hors arrêt de tranche, en dehors du chemin critique et de diminuer ainsi également la dosimétrie des opérateurs. En particulier, le nettoyeur 10 a préférablement une section transversale dimensionnée pour permettre le passage dans orifice de 500 mm 15 diamètre. REVENDICATIONS1. Dispositif de nettoyage immergeable (10), en particulier pour le nettoyage de réacteur nucléaire, comprenant : un corps tubulaire (12) définissant un canal de traitement (14) s'étendant entre une entrée (16) et une sortie (18) ; une pompe (20) immergeable agencée dans ledit canal (14) pour entrainer un flux depuis l'entrée vers la sortie ; une chambre de collecte (24), en amont de la pompe (20), séparée de celle-ci par un filtre primaire (22) pour la rétention de débris grossiers ; un filtre secondaire (26), apte à retenir des débris fins, en aval de la pompe ; une trappe de vidange (38) pour la chambre de collecte (24) avec un moyen d'ouverture actionnable à distance, sous eau. 2. Dispositif la revendication 1, comprenant un connecteur (32) apte à être fixé au corps pour raccorder une buse ou un conduit d'aspiration (34) à ladite entrée (16) ; et préférablement un moyen de fixation apte à maintenir en place ledit connecteur (32), actionnable à distance. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le moyen d'ouverture, respectivement le moyen de fixation, sont actionnés via un mécanisme respectif dont un organe de commande (36, 40) est placé en partie supérieure du corps, de sorte à être accessible pour un outil de manoeuvre. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant un moyen anti-retour en amont de la chambre de collecte (24). 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le filtre primaire (22), le filtre secondaire (26) et/ou la pompe (20) im- mergeable sont amovibles et démontables sous eau ; le filtre secondaire et la pompe étant de préférence extractibles par l'extrémité du corps comprenant la sortie (18). 6. Dispositif selon l'une quelconque des revéndications précédentes, dans 3000277 13 lequel le dispositif (10) est dimensionné de sorte à pouvoir passer par un tube de transfert et/ou à être logé dans une alvéole combustible d'une installation nucléaire de production d'électricité. 7. Système de nettoyage comprenant : 5 un dispositif de nettoyage (10) immergeable selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 ; et un dispositif de récupériation (50) comprenant : une partie d'accouplement (52) avec une section tubulaire (54) configurée pour accueillir la partie du dispositif de nettoyage (10) 10 comprenant la chambre de collecte (24) et permettant l'ouverture de la trappe (38) ; et une partie de réception (56) des débris en aval de la partie d'accouplement (52), dans laquelle les débris arrivent par gravité. 8. Système selon la revendication 7, dans lequel partie de réception (56) 15 comprend un conteneur amovible (60) et fermable à distance, sous eau. 9. Système selon la revendication 8, dans lequel le conteneur (60) est un sac filtrant, et la partie de réception comprend un moyen de fixation (62) et un moyen de fermeture (64) pour ce sac filtrant ; ou le conteneur est un conteneur métallique avec couvercle amovible. 20 10.Système selon la revendication 7, 8 ou 9, dans lequel le dispositif de nettoyage comprend des moyens de positionnement coopérant avec des moyens de positionnement dans le dispositif de récupération. 11.Système selon la revendication 7, 8 ou 9, dans lequel la partie tubulaire enveloppe le dispositif de nettoyage (10) jusqu'à hauteur de la trappe de 25 vidange (38). 12. Système selon l'une quelconque des revendications 8 à 11, comprenant une station d'accueil (80) pour le dispositif de nettoyage immergeable, en fonctionnement sous eau.30