EP0007822A1 - Transfer device for materials immersed in a liquid and use of this device for transferring radioactive wastes - Google Patents

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EP0007822A1 EP79400425A EP79400425A EP0007822A1 EP 0007822 A1 EP0007822 A1 EP 0007822A1 EP 79400425 A EP79400425 A EP 79400425A EP 79400425 A EP79400425 A EP 79400425A EP 0007822 A1 EP0007822 A1 EP 0007822A1
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Jacques Penen
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    • G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
    • G21F9/00—Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor

Abstract

L'invention a pour objet un dispositif de transfert de matériaux immergés dans un liquide. Ce dispositif se caractérise en ce qu'il comporte un arbre (6) solidaire d'une ailette hélicoïdale (8) et partiellement immergé dans le liquide, l'une des extrémités de l'ailette étant située au-dessus de la surface libre du liquide, des moyens (10) pour transmettre à l'arbre un mouvement de va-et-vient hélicoïdal, placés au-dessus de la surface libre du liquide, un tube (16) de même axe que l'arbre et rendu solidaire par sa paroi interne de l'ailette et, par son bord supérieur de l'arbre, une virole (24) prolongeant le tube au-delà de l'extrémité inférieure de l'arbre, des moyens (20) pour amener lesdits matériaux dans la partie inférieure dudit tube, des moyens (22) pour évacuer lesdits matériaux à la partie supérieure dudit tube, des moyens (26) pour alimenter en air comprimé l'espace interne à ladite virole. Application au transfert de déchets radioactifs.The invention relates to a device for transferring materials immersed in a liquid. This device is characterized in that it comprises a shaft (6) integral with a helical fin (8) and partially immersed in the liquid, one of the ends of the fin being situated above the free surface of the liquid, means (10) for transmitting to the shaft a helical reciprocating movement, placed above the free surface of the liquid, a tube (16) of the same axis as the shaft and made integral by its inner wall of the fin and, by its upper edge of the shaft, a ferrule (24) extending the tube beyond the lower end of the shaft, means (20) for bringing said materials into the lower part of said tube, means (22) for discharging said materials at the upper part of said tube, means (26) for supplying compressed air to the space internal to said ferrule. Application to the transfer of radioactive waste.

Description

La présente invention a pour objet un dispositif de transfert au-dessus de la surface libre d'un liquide de matériaux immergés dans ce dernier.The present invention relates to a device for transferring above the free surface of a liquid of materials immersed in the latter.

Elle concerne un dispositif plus particulièrement destiné au transfert de déchets radioactifs stockés au fond d'une piscine par exemple en vue de leur introduction dans une installation de retraitement.It relates to a device more particularly intended for the transfer of radioactive waste stored at the bottom of a swimming pool for example with a view to their introduction into a reprocessing installation.

Il est connu d'utiliser, pour le transfert de matériaux dans l'air, des dispositifs comportant un arbre solidaire d'une ailette hélicoïdale et des moyens pour faire vibrer ledit arbre et son ailette, ces moyens étant généralement fixés à la partie inférieure dudit arbre.It is known to use, for the transfer of materials into the air, devices comprising a shaft integral with a helical fin and means for vibrating said shaft and its fin, these means being generally fixed to the lower part of said tree.

Plus précisément, dans de tels dispositifs, l'ailette hélicoïdale est animée d'un mouvement de va-et-vient hélicoïdal de façon à assurer le déplacement ascendant des matériaux à transférer.More specifically, in such devices, the helical fin is driven in a helical reciprocating movement so as to ensure the upward movement of the materials to be transferred.

Ces dispositifs ont l'inconvénient de ne pas être adaptés au transfert de matériaux dans un milieu incompressible et de densité élevée tel qu'un liquide.These devices have the disadvantage of not being suitable for transferring materials in an incompressible medium of high density such as a liquid.

En effet, il convient dans un tel milieu de mettre en oeuvre une ailette d'une rigidité suffisante pour résister sans fléchir aux contraintes nécaniques engendrées par la résistance du milieu à la composante verticale du mouvement de va-et-vient de l'ailette. Or, l'utilisation d'une telle ailette nécessite une importante puissance électrique d'alimentation des moyens pour la mettre en vibration.Indeed, it is appropriate in such an environment to use a fin of sufficient rigidity to resist without bending the mechanical stresses generated by the resistance of the medium to the vertical component of the reciprocating movement of the fin. However, the use of such a fin requires a large electrical power supply of the means for vibrating it.

La présente invention a précisément pour objet un dispositif permettant un transfert approprié au-dessus de la surface d'un liquide de matériaux immergés dans ce dernier sans nécessiter une énergie importante.The present invention specifically relates to a device allowing an appropriate transfer over the surface of a liquid of materials immersed in the latter without requiring significant energy.

Ce dispositif se caractérise en ce qu'il comporte :

  • - un arbre solidaire d'une ailette hélicoïdale, cet arbre étant maintenu partiellement immergé dans le liquide et l'une des extrémités de l'ailette étant située au-dessus de la surface libre du liquide,
  • - des moyens pour transmettre audit arbre un mouvement de va-et-vient hélicoïdal, ces moyens étant placés au-dessus de la surface libre du liquide,
  • -un tube de même axe que ledit arbre et rendu solidaire d'une part, par sa paroi interne du bord libre de l'ailette et d'autre part, par son bord supérieur dudit arbre,
  • -une virole prolongeant le tube à son extrémité inférieure au-delà de l'extrémité inférieure dudit arbre,
  • - des moyens pour amener lesdits matériaux dans la partie inférieure dudit tube, remplie de liquide,
  • - des moyens pour évacuer lesdits matériaux à la partie supérieure dudit tube,
  • - des moyens pour alimenter en air comprimé l'espace interne à ladite virole,en dessous de ladite ailette.
This device is characterized in that it comprises:
  • a shaft integral with a helical fin, this shaft being kept partially immersed in the liquid and one of the ends of the fin being located above the free surface of the liquid,
  • means for transmitting to said shaft a helical reciprocating movement, these means being placed above the free surface of the liquid,
  • a tube with the same axis as said shaft and made integral on the one hand, by its internal wall with the free edge of the fin and on the other hand, by its upper edge of said shaft,
  • a ferrule extending the tube at its lower end beyond the lower end of said shaft,
  • - means for bringing said materials into the lower part of said tube, filled with liquid,
  • - means for removing said materials from the upper part of said tube,
  • - Means for supplying compressed air to the space internal to said ferrule, below said fin.

Le dispositif de l'invention tel que caractérisé ci-dessus tire avantageusement profit de la présence du tube et de la réalisation à la base de ce dernier d'un matelas d'air situé dans la virole, et dans lequel se trouve la partie inférieure de l'ailette.The device of the invention as characterized above advantageously takes advantage of the presence of the tube and of the realization at the base of the latter of an air mattress located in the shell, and in which the lower part is located fin.

En effet, ces deux derniers moyens permettent de transmettre à l'ensemble de l'ailette un mouvement vibratoire hélicoïdal en réduisant de façon notable la résistance du liquide aux déplacements de translation verticale de l'ailette et en rigidifiant cette dernière.Indeed, these last two means make it possible to transmit a helical vibratory movement to the whole of the fin by significantly reducing the resistance of the liquid to the vertical translation movements of the fin and by stiffening the latter.

5 Ainsi, le dispositif de l'invention permet d'assurer le transfert de matériaux à travers un liquide sans engendrer dans l'ailette de contraintes mécaniques inacceptables et sans requérir une énergie importante.5 Thus, the device of the invention allows the transfer of materials through a liquid without generating unacceptable mechanical stresses in the fin and without requiring significant energy.

Selon l'invention, lesdits moyens pour amener les 80 matériaux dans la partie inférieure du tube comportent une paroi plane raccordée audit arbre et audit tube, cette paroi étant située à proximité de l'extrémité inférieure de l'ailette et un conduit d'amenée des matériaux sur ladite paroi et des moyens d'alimentation en matériaux dudit conduit.According to the invention, said means for bringing the 80 materials into the lower part of the tube have a flat wall connected to said shaft and to said tube, this wall being located near the lower end of the fin and a supply duct. materials on said wall and means for supplying materials to said conduit.

D'autre part, lesdits moyens pour alimenter en air comprimé l'espace interne à ladite virole comportent un conduit placé à l'intérieur dudit arbre et relié par son extrémité supérieure à un dispositif d'alimentation en air comprimé. La pression de cet air est choisie juste suffisante pour permettre la création d'un matelas sous forme d'une bulle" dans la virole inférieure, à la façon d'une cloche de plongeur, c'est-à-dire juste suffisant pour équilibrer la pression d'eau qui la surmonte.On the other hand, said means for supplying compressed air to the space internal to said ferrule comprise a duct placed inside said shaft and connected by its upper end to a device for supplying compressed air. The pressure of this air is chosen just sufficient to allow the creation of a mattress in the form of a bubble "in the lower shell, in the manner of a plunger bell, that is to say just sufficient to balance the water pressure that overcomes it.

D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement au regard de la description qui suit d'un exemple de réalisation du dispositif de l'invention, destiné à sortir de l'eau d'une piscine des déchets radioactifs en vue de l'alimentation d'un conduit pouvant constituer le conduit d'alimentation d'une installation de retraitement des déchets radioactifs, ces derniers pouvant par exemple consister en des déchets de magnésium et de graphite irradiés provenant d'éléments combustibles d'un réacteur nucléaire de la filière graphite gaz.Other characteristics and advantages of the present invention will become more clearly apparent from the following description of an exemplary embodiment of the device of the invention, intended to leave radioactive waste swimming pool water for the purpose of the supply of a conduit which can constitute the supply conduit of a facility for reprocessing radioactive waste, the latter possibly for example consisting of irradiated magnesium and graphite waste coming from fuel elements of a nuclear reactor the graphite gas sector.

Cette description sera faite au regard de la figure unique annexée sur laquelle on a représenté dans son ensemble, en coupe verticale, le dispositif de transfert objet de l'invention.This description will be made with reference to the single appended figure in which there is shown as a whole, in vertical section, the transfer device object of the invention.

Au regard de la figure unique, on voit que le dispositif de l'invention est en partie contenu dans une enceinte 2 de protection biologique constituant le bâti support du dispositif, ce dernier étant monté à travers une ouverture 4 prévue dans la paroi supérieure de ladite enceinte 2. L'enceinte 2 comporte, dans une cuve 27 un liquide de stockage de déchets solides non représentés, généralement de l'eau, dont le niveau est visible en 28.With regard to the single figure, we see that the device of the invention is partly contained in an enclosure 2 of biological protection constituting the support frame of the device, the latter being mounted through an opening 4 provided in the upper wall of said enclosure 2. The enclosure 2 comprises, in a tank 27 a liquid for storing solid waste, not shown, generally water, the level of which is visible at 28.

Comme représenté sur la figure unique, le dispositif de l'invention comporte un arbre 6 d'axe vertical rendu solidaire d'une part, par une partie de sa paroi externe 7 située à l'intérieur de l'enceinte 2, d'une ailette hélicoidale 8 et, d'autre part, par son extrémité supérieure, d'un châssis 12 par l'intermédiaire duquel il est supporté par l'enceinte 2 et accouplé à des moteurs 10 destinés à l'animer d'un mouvement de va-et-vient hélicoïdal. par mouvement de va et vient hélicoïdal, il faut entendre un mouvement dont les composantes de translation, alternativement vers le haut et vers le bas, sont très faibles (quelques millimètres au plus) et dont les rotations alternativement dextrogyres et sinistrogyres sont également d'amplitudes très faibles (1 degré d'angle aumaximum); Dans une réalisation préférée de l'invention, ce mouvement, qui a lieu à une fréquence de 1500 par minute, se réduit à une vibration à peine perceptible à l'oeil. on note que le châssis 12 est monté sur l'enceinte 2 par l'intermédiaire d'amortisseurs élastiques 14 (l'enceinte 2 supportant ledit arbre 6).As shown in the single figure, the device of the invention comprises a shaft 6 of vertical axis made integral on the one hand, by a part of its external wall 7 located inside the enclosure 2, of a helical fin 8 and, on the other hand, by its upper end, a frame 12 by means of which it is supported by the enclosure 2 and coupled to motors 10 intended to animate it with a going movement -and helical. by back and forth movement helical, we must hear a movement whose components of translation, alternately up and down, are very weak (a few millimeters at most) and whose rotations alternately dextrogyres and sinistrogyres are also of very small amplitudes ( 1 degree of 'maximum angle); In a preferred embodiment of the invention, this movement, which takes place at a frequency of 1500 per minute, is reduced to a vibration barely perceptible to the eye. it is noted that the chassis 12 is mounted on the enclosure 2 by means of elastic dampers 1 4 (the enclosure 2 supporting said shaft 6).

On remarque au vu de la figure unique que selon l'une des caractéristiques essentielles de l'invention, un tube 16 de même axe que ledit arbre 6 est rendu solidaire du bord externe 9 de ladite ailette hélicoïdale 8, le bord supérieur dudit tube 16 étant raccordé audit arbre 6.It is noted from the single figure that according to one of the essential characteristics of the invention, a tube 16 of the same axis as said shaft 6 is made integral with the outer edge 9 of said helical fin 8, the upper edge of said tube 16 being connected to said shaft 6.

D'autre part, selon une autre caractéristique essentielle de l'invention, ledit tube 16 se prolonge à son extrémité inférieure par me virole 24 dont le bord inférieur libre est situé à un niveau inférieur à celui de l'extrémité inférieure dudit arbre 16, l'espace délimité par cette virole 24 à la base dudit tube 6 sous l'ailette 8 qui, elle, reste dans le liquide, étant destiné à la réalisation d'un matelas d'air comprimé contenu dans l'espace 29. A cet effet, un conduit 26 d'alimentation en air comprimé de l'espace interne à la virole 24 est placé à l'intérieur dudit arbre 6 et raccordé par son extrémité supérieure à un système d'alimentation en air comprimé (non représenté sur la figure).On the other hand, according to another essential characteristic of the invention, said tube 16 is extended at its lower end by a ferrule 24 whose free lower edge is located at a level lower than that of the lower end of said shaft 16, the space delimited by this ferrule 24 at the base of said tube 6 under the fin 8 which, for its part, remains in the liquid, being intended for producing a mattress of compressed air contained in space 29. At this indeed, a conduit 26 for supplying compressed air to the space internal to the ferrule 24 is placed inside said shaft 6 and connected by its upper end to a compressed air supply system (not shown in the figure). ).

Par ailleurs, on note que ledit tube 16 est pourvu à sa partie inférieure d'un conduit 20 d'introduction des déchets débouchant au-dessus d'une paroi plane 18 ou paroi de réception des déchets à évacuer rendue solidaire dudit arbre 6 et dudit tube 16 et à sa partie supérieure d'une goulotte 22 d'évacuation des déchets dans un conduit 30 débouchant sur l'extérieur. Bien entendu, le conduit 20 débouche dans le liquide, dans lequel les déchets baignent en permanence.Furthermore, it is noted that said tube 16 is provided at its lower part with a waste introduction conduit 20 opening above a flat wall 18 or wall for receiving the waste to be evacuated made integral with said shaft 6 and said tube 16 and at its upper part of a chute 22 for evacuating waste in a conduit 30 leading to the outside. Of course, the conduit 20 opens into the liquid, in which the waste is constantly immersed.

On précise que ledit conduit d'introduction 20 des déchets est incliné de façon telle que ces derniers s'y écoulent par gravité après y avoir été introduits par tout moyen approprié.It is specified that said waste introduction conduit 20 is inclined in such a way that the latter flow there by gravity after having been introduced into it by any appropriate means.

Un dispositif selon l'invention conforme à la description qui précède peut présenter les paramètres de réalisation suivants :

Figure imgb0001
A device according to the invention in accordance with the above description can have the following production parameters:
Figure imgb0001

Le mode de fonctionnement du dispositif de l'invention tel que décrit précédemment est le suivant.The operating mode of the device of the invention as described above is as follows.

L'ailette hélicoïdale 8 une fois animée d'un mouvement vibratoire hélicoïdal par les moteurs 10 transmet aux déchets radioactifs amenés sur ladite paroi 18 par la conduite 20 à proximité de son extrémité inférieure le mouvement nécessaire pour les faire monter à travers le tube 16 jusqu'au conduit d'évacuation 22.The helical fin 8 once animated by a helical vibratory movement by the motors 10 transmits to the radioactive waste brought to said wall 18 by the pipe 20 near its lower end the movement necessary to cause them to rise through the tube 16 to 'to the exhaust duct 22.

Afin que chacun des points de ladite ailette hélicoidale 8 soit animé du mouvement vibratoire hélicoïdal, ledit tube 16, d'une part, assure une rigidification de l'ailette en reliant mécaniquement chacune de ses spires et, d'autre part, empêche toute pulsation du volume d'eau externe au tube 16 de façon à ce que cette dernière n'offre aucune résis- )tance à la composante verticale du mouvement hélicoïdal de l'ailette.So that each of the points of said helical fin 8 is animated by the helical vibratory movement, said tube 16, on the one hand, ensures stiffening of the fin by mechanically connecting each of its turns and, on the other hand, prevents any pulsation of the volume of water external to the tube 16 so that the latter offers no resistance to the vertical component of the helical movement of the fin.

D'autre part, le matelas d'air créé et entretenu (pratiquement sans débit par le tube 26 puisqu'il suffit de compenser les fuites éventuelles)à l'intérieur de la virole 24 centre le liquide et la base de l'ailette hélicoïdale, est comprimé et décomprimé à chaque déplacement vertical de l'ailette du fait des mouvements de translation descendant et ascendant de celle-ci. Ceci évite en effet tout couplage énergétique notable entre l'ailette et le liquide situé à sa partie inférieure qui pourrait autrement, notamment par effet de pompe, s'opposer au transfert régulier des déchets solides dans le liquide vers la surface et causerait une dépense d'énergie importante et néfaste. Ainsi, une faible énergie suffit pour provoquer la montée des déchets radioactifs du conduit 20 vers le conduit d'évacuation 22 et les contraintes mécaniques engendrées dans l'ailette hélicoidale sont acceptables.On the other hand, the air mattress created and maintained (practically without flow through the tube 26 since it suffices to compensate for any leaks) inside the ferrule 24 centers the liquid and the base of the helical fin , is compressed and decompressed with each vertical movement of the fin due to downward translational movements and ascending from it. This in fact avoids any significant energy coupling between the fin and the liquid located at its lower part which could otherwise, in particular by pump effect, oppose the regular transfer of solid waste in the liquid to the surface and would cause an expense of important and harmful energy. Thus, a low energy is sufficient to cause the rise of the radioactive waste from the conduit 20 towards the evacuation conduit 22 and the mechanical stresses generated in the helical fin are acceptable.

Claims (4)

1. Dispositif de transfert au-dessus de la surface libre d'un liquide de matériaux immergés dans ce dernier, caractérisé en ce qu'il comporte : - un arbre solidaire d'une ailette hélicoïdale, cet arbre étant maintenu partiellement immergé dans le liquide et l'une des extrémités de l'ailette étant située au-dessus de la surface libre du liquide ; - des moyens pour transmettre audit arbre un mouvement de va-et-vient hélicoïdal, ces moyens étant placés au-dessus de la surface libre du liquide ; - un tube de même axe que ledit arbre et rendu solidaire, d'une part, par sa paroi interne du bord libre de l'ailette et, d'autre part, par son bord supérieur dudit arbre, - une virole prolongeant le tube à son extrémité inférieure au-delà de l'extrémité inférieure dudit arbre, - des moyens pour amener lesdits matériaux dans la partie inférieure dudit tube, remplie de liquide, - des moyens pour évacuer lesdits matériaux à la partie supérieure dudit tube, - des moyens pour alimenter en air comprimé l'espace interne à ladite virole, en dessous de ladite ailette 1. Device for transferring above the free surface of a liquid of materials immersed in the latter, characterized in that it comprises: - A shaft secured to a helical fin, this shaft being kept partially immersed in the liquid and one of the ends of the fin being located above the free surface of the liquid; - Means for transmitting to said shaft a helical reciprocating movement, these means being placed above the free surface of the liquid; a tube with the same axis as said shaft and made integral, on the one hand, by its internal wall with the free edge of the fin and, on the other hand, by its upper edge of said shaft, - a ferrule extending the tube at its lower end beyond the lower end of said shaft, - means for bringing said materials into the lower part of said tube, filled with liquid, - means for removing said materials from the upper part of said tube, means for supplying compressed air to the space internal to said ferrule, below said fin 2. Dispositif de transfert selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens pour amener les matériaux dans la partie inférieure du tube comportent une paroi plane raccordée audit arbre et audit tube, un conduit d'amenée des matériaux sur ladite paroi et des moyens d'alimentation en matériaux dudit conduit.2. Transfer device according to claim 1, characterized in that said means for bringing the materials into the lower part of the tube comprise a flat wall connected to said shaft and to said tube, a material supply duct on said wall and means supply of materials to said conduit. 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que lesdits moyens pour alimenter en air comprimé l'espace interne à la virole comportent un conduit placé à l'intérieur dudit arbre et relié par son extrémité su- péri eure . à un dispositif d'alimentation en air comprimé.3. Device according to any one of claims 1 and 2, characterized in that said means for supplying compressed air to the space internal to the ferrule comprise a duct placed inside said shaft and connected by its superimposed end eh. to a compressed air supply device. 4. Application du dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 au transfert de déchets radioactifs placés au fond d'une piscine.4. Application of the device according to any one of claims 1 to 3 to the transfer of radioactive waste placed at the bottom of a swimming pool.
EP79400425A 1978-06-30 1979-06-26 Transfer device for materials immersed in a liquid and use of this device for transferring radioactive wastes Expired EP0007822B1 (en)

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