FR2461339A1

FR2461339A1 - Procede et dispositif pour le soutirage d'une masse de verre fondu avec dechets hautement radio-actifs, a partir d'un four de fusion en ceramique, dans un recipient d'evacuation de dechets radio-actifs

Info

Publication number: FR2461339A1
Application number: FR8014406A
Authority: FR
Inventors: Wilfried Heimerl
Original assignee: Deutsche Gesellschaft fuer Wiederaufarbeitung von Kernbrennstoffen mbH
Current assignee: Deutsche Gesellschaft fuer Wiederaufarbeitung von Kernbrennstoffen mbH
Priority date: 1979-07-10
Filing date: 1980-06-27
Publication date: 1981-01-30
Also published as: JPS6338680B2; GB2056750B; DE2927795C2; GB2056750A; DE2927795A1; JPS6159480B2; BE884231A; US4341547A; FR2461339B1; JPS5635100A; JPS61198100A

Abstract

LA PRESENTE INVENTION CONCERNE UN PROCEDE ET UN DISPOSITIF POUR LE SOUTIRAGE D'UNE MASSE DE VERRE FONDU AVEC DECHETS HAUTEMENT RADIO-ACTIFS, A PARTIR D'UN FOUR DE FUSION EN CERAMIQUE, DANS UN RECIPIENT D'EVACUATION DE DECHETS RADIO-ACTIFS. SUIVANT LE PROCEDE, LE RECIPIENT D'EVACUATION DES DECHETS RADIO-ACTIFS 62 EST MIS SOUS VIDE ET LA MASSE DE VERRE FONDU 48 EST ASPIREE AU MOYEN DE LA DEPRESSION ETABLIE, PAR L'INTERMEDIAIRE D'UN TUBE D'ASPIRATION 64, HORS DU FOUR DE FUSION EN CERAMIQUE 40 DANS LE RECIPIENT D'EVACUATION DES DECHETS RADIO-ACTIFS. LA PRESENTE INVENTION EST UTILISEE DANS LA VITRIFICATION DE DECHETS HAUTEMENT RADIO-ACTIFS.

Description

Procédé et dispositif pour le soutirage d'une masse de verre fondu avec

déchets hautement radio-actifs, à partir d'un four de fusion en céramique, dans un récipient d'évacuation de

déchets radio-actifs.

La présente invention concerne un procédé pour le soutirage de verre fondu contenant des déchets hautement radio-actifs à partir d'un four de fusion en céramique dans un récipient d'évacuation des déchets radio- actifs ainsi qu'un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé. Lors de l'utilisation d'un four de fusion en céramique à chauffage électrique direct pour la vitrification de déchets hautement radio-actifs (essayés seulement pour le moment à l'état simulé), on utilisait jusqu'ici essentiellement deux méthodes pour soutirer la masse fondue dans le récipient

d'évacuation des déchets radio-actifs (par exemple C.C.

CHAPMAN, J.L. BUELT "Utilisation d'un dispositif de fusion

du verre en continu pour l'immobilisation des déchets radio-

actifs, PNL-SA-6867 (Août 1978) USA; W. HEIMERL "Nouvelle voie pour la vitrification des déchets hautement radio-actifs"

Technique de la Chimie, 5ème année (1976) N0 10, Pages 407-

410; S. KAUFMANN et autres, "Dispositif de fusion en cérami-

que pour la fixation de solutions de déchets hautement radio-

actifs dans un verre au boro-silicate" (Industrie atomique" Atomwirtschaft 22 (7/8) Pages 389-390 (Juillet-Août 1977): 1. Un système avec évacuation par le fond

2. Un système à déversoir.

Le système avec évacuation par le fond consiste en principe en un orifice dans le fond du four, orifice dans lequel le verre peut être soit solidifié par refroidissementsoit

fondu par réchauffage (fermeture par solidification).

Dans le système à déversoir la masse en fusion est trans-

vasée dans une seconde chambre ou un canal. La deuxième cham-

bre ou le canal, communique avec la chambre principale au

droit du fond du four.

Par dépassement d'un niveau de remplissage convenable le

verre s'écoule vers l'extérieur (principe des tubes communi-

cants). Les deux systèmes ont différents inconvénients résultant du principequi sont graves en particulier eu égard à une introduction nécessairement à distance dans des

cellules chauffées.

Les inconvénients du dispositif à évacuation par le fond sont:

1.) En cas de dérangement, il faut envisager une fuite incon-

trôlée amenant la vidange totale du four.

2.) La durée de vie n'est pas suffisamment longue et dans certains cas on ne peut assurer une durée de vie suffisamment

satisfaisante (problème de matériau).

3.) Lors de l'utilisation d'Inconel, la température du tra-

vail se trouve seulement à environ 1000C en dessous de la

température d'endommagement du tube de sortie.

4.) Le remplacement à distance est extraordinairement diffi-

cile (opération à effectuer sur le côté inférieur du four).

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5.) La sortie peut être obstruée par morceau de céramique

suffisamment gros.

6.) Le chauffage périodique et le refroidissement de la sor-

tie dans le fond exigent un bloc céramique épais pour le fond

du four.

Les inconvénients du déversoir sont 1.) On doit toujours assurer entre la chambre principale et la chambre de déversement un équilibre des pressions parfait

sans quoi un écoulement incontrôlé de verre est possible.

2.) Il peut se former des sédiments qui finalement bouchent l'orifice du déversoir. Pour des débits faibles et du fait du très faible courant dirigé vers le haut dans la sortie,

on ne peut éviter une sédimentation même dans le déversoir.

3.) La vitesse de coulée repose sur la hauteur de la quantité

de verre produite par unité de temps. De ce fait, le remplis-

sage du récipient pour l'évacuation des matériaux radio-

actifs est long.

4.) Le changement du récipient d'évacuation des matériaux radio-actifs est problématique (dans le cas d'une évacuation

du verre en continu).

5.) Pour un vidage complet du four un orifice de décharge au

fond doit être disponible.

La présente invention a pour but de réaliser un procédé de l'art mentionné ci-dessus et un dispositif pour la mise en

oeuvre du procédé qui évitent les inconvénients des techni-

ques de soutirage connues jusqu'ici et qui donnent un souti-

rage plus simple et plus sûr.

Ces buts sont atteints par un procédé dans lequel le récipient d'évacuation des déchets radio-actifs est mis sous vide et la masse de verre fondu est aspirée au moyen de la dépression ainsi établie, par l'intermédiaire d'un tube d'aspiration, hors du four de fusion en céramique,dans le récipient d'évacuation des déchets radio-actifs et avec un dispositif dans lequel le récipient pour l'évacuation des déchets radio-actifs présente un tube d'aspiration qui peut

être introduit, par l'intermédiaire d'un orifice d'introduc-

tion prévu dans le four de fusion, dans la masse de verre en fusion ainsi qu'éventuellement en plus un raccord de mise sous vide pour la connexion à une pompe à vide ou à une

source de vide.

La construction conforme à l'invention a, par rapport à

l'état de la technique, différents avantages. Chaque réci-

pient d'évacuation des déchets radio-actifs a son propre système de remplissage (tube d'aspiration). Un échange (d'un système monté fixe sur le four) est de ce fait inutile. La durée d'utilisation peut être fixée très courte de sorte que

cela ne pose aucun problème de matériau pour le tube d'aspi-

ration. Sur la base de la solution conforme à l'invention,

lessédiments sont aspirés sans plus et ils ne peuvent con-

duire à des perturbations. Un remplissage excédentaire du récipient d'évacuation des déchets radio-actifs n'est pas

non plus possible. Un contrôle de l'état de remplissage pen-

dant le soutirage est inutile. Du fait de l'aspiration de la masse de verre fondu dans le récipient d'évacuation des déchets radio-actifs fermé, le problème des gaz d'échappement tombe pour l'essentiel. Il n'est également plus nécessaire de prévoir pour la sortie un système de chauffage et/ou de refroidissement supplémentaire. Dans le cas o l'écoulement, c'est-à-dire le processus d'aspiration, ne fonctionne pas cela ne présente pas d'inconvénient parce que rien ne se produit. Cela peut par exemple être le cas si une dépression insuffisante règne dans le récipient d'évacuation des déchets radio-actifs. Dans un tel cas il faut simplement utiliser le récipient suivant. Pour la solution conforme à l'invention on obtient une sécurité de fonctionnement remarquablement améliorée et la technique de soutirage est notablement plus simple. Le procédé conforme à l'invention peut aussi être utilisé en application de secours sur tout four en céramique, par exemple en cas de panne de tous les autres dispositifs d'évacuation autrement usuels ou après une formation de sédiments. Le procédé conforme à l'invention et, de ce fait, le dispositif conforme à l'invention peuvent être utilisés pour le vidage complet d'un four avec déversoir. Il faut supposer seulement qu'un orifice correspondant a été prévu

dans la partie supérieure du four.

D'autres caractéristiques remarquables et avantageuses du procédé et du dispositif conformes à l'invention ressortiront

de la description détaillée faite ci-après avec référence

aux dessins ci-annexés dans lesquels sont représentés des exemples de réalisation. Dans ces dessins, La figure l est une vue schématique d'un récipient d'évacuation des déchets radio-actifs avec un tube d'aspiration; la figure 2 est une vue de détail de l'orifice d'aspiration de la tubulure d'aspiration avec un tampon d'obturation en verre monté dans celle-ci; la figure 3 est une vue d'une première

forme de réalisation d'un four de fusion en cérami-

que avec un tube ascendant dans la chambre de fusion; la figure 4 est une vue de détail dans la zone de la sortie du tube selon la figure 3; la figure 5 illustre une deuxième forme de réalisation d'un four de fusion en céramique avec une chambre d'aspiration séparée; la figure 6 est une vue schématique d'un four de fusion du verre ainsi que d'un récipient d'évacuation de déchets radio-actifs se trouvant sur une plate-forme de levage avant le début du processus de soutirage; la figure 7 est une vue du four de fusion en céramique ainsi que du récipient d'évacuation des déchets radio-actifs selon la figure 6 dans la position de soutirage; la figure 8 est un obturateur flexible destiné à être inséré dans l'orifice prévu pour l'introduction du tube d'aspiration dans le four de fusion selon une vue en plan; la figure 9 illustre schématiquement l'obturateur selon la figure 8 en vue en élévation lors de l'introduction du tube d'aspiration; la figure 10 illustre schématiquement l'obturateur flexible selon la figure 8 en élévation latérale lors du retrait du tube d'aspiration; la figure 11 illustre schématiquement un récipient d'évacuation des déchets radio-actifs avec un tube d'aspiration muni de points de sectionnement pour la séparation et le démontage du tube d'aspiration ainsi que deux autres vues d'un récipient d'évacuation des déchets radio-actifs rempli avec des parties des tubes d'aspiration; la figure 12 illustre schématiquement

la tête du récipient d'évacuation des déchets radio-

actifs après soudage d'un couvercle; la figure 13

illustre une autre forme de réalisation d'un réci-

pient d'évacuation des déchets radio-actifs avec tube d'aspiration comportant dans l'un des cas un raccord pour la mise sous vide et dans le second cas sans ce raccord; la figure 14 illustre le récipient pour l'évacuation des déchets radio-actifs selon la figure 13 dans la position au-dessus d'un four de fusion avant l'introduction du tube d'aspiration du récipient dans la chambre de fusion; la figure 15

illustre le récipient d'évacuation des déchets radio-

actifs selon les figures 14 et 15 dans la position

abaissée d'aspiration; la figure 16 illustre un réci-

pient d'évacuation des déchets radio-actifs simi-

laire à celui de la figure 1, une fois avec un rac-

cord de mise sous vide séparé et une fois sans rac-

cordl de mise sous vide particulier et la figure 17 illustre le récipient d'évacuation des déchets radio-actifs selon la figure 16 à l'état rempli,

muni d'un couvercle soudé en place.

La figure 1 représente un récipient 2 d'évacuation des déchets radioactifs avec un tube d'aspiration 4 de forme en U lequel,

sur le côté aspiration 6, est fermé par un tampon d'obtura-

tion en verre 8 dont le verre fond à des températures rela-

tivement basses. Sur la branche 10, débouchant dans le réci-

pient d'évacuation des déchets radio-actifs, du tube d'aspi-

ration 4 est disposé un raccord de piquage obturable 12 pour la connexion à une pompe à vide ou à une source de vide d'autre origine. Le raccord de piquage peut aussi être disposé indépendamment du tube d'aspiration directement sur le récipient d'évacuation des déchets radio-actifs ou bien ne pas exister, voir par exemple les figures 13 et 16. La mise sous vide est effectuée alors avant la mise en place du tampon d'obturation en verre sur le tube d'aspiration. Le

tube d'aspiration peut être muni de différents points de sec-

tionnement comme cela apparait dans la figure 11. Le sens et

le but de ces points de sectionnement seront expliqués simulta-

nément à la description de la figure 11.

La figure 2 illustre en détail l'orifice d'aspiration 14 du tube d'aspiration 4 selon la figure 1 muni d'un bouchon obturateur en verre 16 monté dans celui-ci. La paroi interne du tube d'aspiration est partiellement enlevée au droit de

l'orifice d'aspiration de manière que soit formé un épaule-

ment annulaire 18. Sur cet épaulement est collé un bouchon

obturateur en verre 16 sous forme d'une plaque de verre.

Aussitôt que l'orifice d'aspiration 14 est plongé dans la masse de verre fondu dans le four de fusion, le verre qui fond à plus basse température du bouchon obturateur en verre fond et, de ce fait, libère le passage pour la masse de verre

fondu depuis la chambre de fusion vers le récipient d'évacua-

tion des déchets radio-actifs.

8 2461339

La figure 3 illustre un four de fusion 20 en céramique qui est constitué sous forme de double paroi avec une paroi extérieure 22 pour l'isolation thermique et une paroi interne 24 en céramique. La paroi en céramique délimite une chambre de fusion 26 dans laquelle se trouve la masse de verre en

fusion 28. Le four de fusion 20 est complètement fermé.

Toutefois dans la partie supérieure du four débouchent un tube d'évacuation des gaz 30 et un orifice d'entrée 32 pour le tube d'aspiration du récipient d'évacuation des déchets radio-actifs. A partir de l'orifice d'entrée 32, un tube 34 est dirigé vers le bas et plonge dans la masse de verre en fusion 28. Dans le tube 34 est disposé un obturateur flexible 36 qui sera décrit ci-après plus en détail avec référence

aux figures 8 à 10. A partir du tube 34, un tube d'embranche-

ment 38 conduit au tube d'évacuation des gaz 30. Ceci est représenté plus en détail dans la figure 4 dans laquelle,

dans un but de simplification et de clarté, les mêmes réfé-

rences que dans la figure 3 sont utilisées pour les mêmes

éléments de sorte que l'on peut pour la description se re-

porter à la description de la figure 3.

La figure 5 illustre une forme de réalisation supplémentaire

d'un four de fusion 40. Le four de fusion 40 présente égale-

ment ici une paroi extérieure 42 pour l'isolation thermique ainsi qu'une paroi en céramique interne. De plus outre la chambre de fusion 46 avec la masse en fusion 48 il est encore prévu une chambre d'aspiration séparée 50 qui est reliée, par l'intermédiaire d'un canal de liaison 50 réalisé dans la paroi séparatrice 52, avec la chambre de fusion. Dans la

chambre d'aspiration 50 débouche, depuis un orifice d'intro-

duction 56, un tube 58 qui, comme dans la forme de réalisa-

tion selon la figure 4, est muni d'un obturateur flexible 60.

D'autre part on a représenté en pointillésun récipient

d'évacuation des déchets radio-actifs 62 avec un tube d'aspi-

ration 64 dans la position de soutirage. A partir de la cham-

bre de fusion 46 un tube d'évacuation des gaz 66 conduit vers l'extérieur.

9 2461339

On se référera maintenant aux figures 6 et 7 dans lesquelles,

dans un but de simplication et de clarté, les mêmes réfé-

rences sont utilisées pour les parties correspondantes. Les figures 6 et 7 illustrent schématiquement un four de fusion 68 avec une paroi externe 70 pour l'isolation thermique et une paroi en céramique interne 72 ainsi qu'une chambre de fusion 74 avec une masse de verre en fusion 76. A partir d'un tube d'introduction 78, un tube 80 pénètre dans la chambre de fusion.

Sur une plate-forme de levage 82 se trouve un récipient d'éva-

cuation des déchets radio-actifs 84 avec un tube d'aspiration 86.

Dans la figure 6 le récipient d'évacuation des déchets radio-

actifs est représenté sur la plate-forme de levage dans une

position supérieure, prêt pour l'introduction du tube d'aspi-

ration dans l'orifice d'introduction 78 dans la chambre de

fusion 74.

La figure 7 représente le récipient d'évacuation des déchets

radio-actifs 84 dans la position d'aspiration abaissée (posi-

tion de soutirage). Au stade représenté, la masse de verre en fusion 76 dans la chambre de fusion 74 est au niveau 88 et la

masse en fusion aspirée dans le récipient d'évacuation des-

déchets radio-actifs par l'intermédiaire du tube d'aspiration 86,atteint au niveau 90. L'emplacement relatif des niveaux 88 et 90 l'un par rapport à l'autre, dépend de l'importance de la dépression dans le récipient d'évacuation des déchets

radio-actifs 84 ainsi que de l'emplacement relatif du réci-

pient et du four l'un par rapport à l'autre.

On doit déjà indiquer que, dans la description des figures 8

à 10, les mêmes éléments sont désignés par les mêmes réfé-

rences. Ces figures représentent un obturateur flexible 92 pour l'orifice d'introduction du four de fusion ou des tubes conduisant depuis l'orifice d'introduction dans la chambre de

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fusion. La référence 94 désigne une paroi de l'orifice d'in-

troduction, par exemple la paroi du tube. L'obturateur flexi-

ble est constitué par une fermeture à obturateur du type à

lamelles. Lors de l'introduction du tube d'aspiration, l'obtu-

rateur se courbe vers la paroi du tube d'aspiration 96 et sera de ce fait un peu enfoncé vers le bas comme cela est

représenté dans la figure 9.

La figure 11 représente un récipient d'évacuation des déchets radioactifs 98 avec un tube d'aspiration 100 qui est muni de points de sectionnement 102. Après séparation et démontage

du tube d'aspiration en les parties sectionnées 104, celles-

ci sont introduites dans un récipient vide comme cela est

représenté plus en détail dans les différentes représenta-

tions dans.la figure 11.

La figure 12 illustre la partie supérieure d'un récipient 106

après séparation du tube d'aspiration et soudage d'un cou-

vercle 108.

On décrira maintenant les figures 13 à 15 dans lesquelles est représentée une- autre forme de réalisation d'un récipient

d'évacuation des déchets radio-actifs avec un tube d'aspira-

tion monté sur celui-ci ainsi que l'utilisation de celui-ci

en combinaison avec un four de fusion.

La figure 13 représente un récipient d'évacuation des déchets

radio-actifs 110 dans le fond duquel sont montés un tube -

d'aspiration 114 et un raccord de mise sous vide 116. L'ori-

fice d'aspiration 118 du tube d'aspiration 114 est obturable avec un tampon en verre 120. Le raccord de piquage de mise sous vide 116 peut éventuellement ne pas exister comme cela est représenté dans l'autre forme de réalisation illustrée dans la figure 13. La mise sous vide s'effectue alors avant mise en place du tampon obturateur en verre sur le tube

d'aspiration 114.

Les figures 14 et 15 représentent le récipient d'évacuation

des déchets radio-actifs selon la figure 13 lors de l'utili-

sation avec un four de fusion 122. Dans un but de simplifica-

tion, les mêmes parties constitutives sont, dans les figures 14 et 15, désignées par les mêmes références. Le four de fusion 122 est constitué à nouveau par une paroi

externe 124 pour l'isolation thermique et une paroi en céra-

mique interne 126. A l'intérieur du four de fusion se trouve

une chambre de fusion 128 qui est accessible par l'intermé-

diaire d'un orifice d'entrée 130. Dans la chambre de fusion 128 se trouve la masse de verre en fusion 132. Le récipient d'évacuation des déchets radio-actifs 134 est amené à l'aide d'un dispositif de suspension 136, avec son tube d'aspiration 138 au-dessus de l'orifice d'introduction 130 du four de

fusion 122.

Dans la figure 15, le récipient d'évacuation des déchets radio-actifs 134 est descendu suffisamment pour que son tube

d'aspiration 138 plonge dans la masse de verre en fusion 132.

La figure 15 représente le récipient d'évacuation des déchets radioactifs à l'état de soutirage. Une partie 140 de la masse de verre en fusion 132 a été aspirée par la dépression régnant

dans le récipient d'évacuation des déchets radio-actifs.

L'utilisation du récipient d'évacuation des déchets radio-

actifs 134 n'est pas limitée à la forme de four représentée

dans la figure 15. Il est évident que le récipient d'évacua-

tion des déchets radio-actifs est également utilisable avec une autre forme de four, à titre d'exemple avec les fours 20

et 40 illustrés dans les figures 3 et 5.

La figure 16 illustre une autre forme de réalisation d'un récipient d'évacuation des déchets radio-actifs 142 avec un

tube d'aspiration 144 de forme en U dont l'orifice d'aspira-

tion 146 est fermé au moyen d'un bouchon en verre 148. Le récipient d'évacuation des déchets radio-actifs 142 est muni d'un raccord de mise sous vide 150 obturable séparé. Le tube

d'aspiration et le raccord de piquage de mise sous vide débou-

chent sur le côté supérieur du récipient 142. Le raccord de mise sous vide 150 peut aussi être totalement supprimé comme cela est représenté dans la deuxième forme de réalisation selon la figure 16. La mise sous vide est alors effectuée avant la mise en place du bouchon obturateur en verre sur le tube d'aspiration de forme en U. La figure 17 illustre la partie supérieure du récipient d'évacuation des déchets radio-actifs selon la figure 16 avec un couvercle 152 soudé en place. Ce couvercle sera, après la fin du processus de soutirage et le démontage du tube

d'aspiration 154, soudé directement sur le récipient d'éva-

cuation des déchets radio-actifs pour recouvrir le tube

d'aspiration 54 et. le raccord de mise sous vide 156.

Le récipient d'évacuation des déchets radio-actifs selon les figures 13, 14 et 15 est par exemple utilisable pbur une hauteur d'aspiration ayant au maximum 2 à 3 mètres selon la densité de la masse de verre fondu. Pour un récipient plus long, par exemple plus long -que 1,2 - 1,5 m, une réalisation du récipient d'évacuation des déchets radio-actifs avec un tube d'aspiration disposé selon les figures 1, 6, 7 et 16 peut

être prévue. Le récipient se trouve alors, après l'introduc-

tion du tube d'aspiration dans la masse de verre fondu, en

dessous du four.

Pour le remplissage du récipient d'évacuation des déchets radio-actifs à partir du four de fusion en céramique, on

procède comme suit. L'orifice d'aspiration du tube d'aspira-

tion du récipient d'évacuation des déchets radio-actifs est fermé par un bouchon en verre, par exemple comme selon les figures 1, 2, 13 et 16. Le récipient d'évacuation des déchets radio-actifs est alors (en dehors du laboratoire de haute activité) dans un environnement sans radioactivité, mis sous vide par l'intermédiaire du raccord de mise sous vide et le raccord de mise sous vide est alors fermé.L'orifice de mise sous vide peut aussi ne pas exister. La mise sous vide

sera alors effectuée avant la mise en place du bouchon obtu-

rateur en verre sur le tube d'aspiration. Le récipient est alors prêt à la mise en oeuvre pour le processus de soutirage et peut être introduit dans le laboratoire de haute activité. Il sera alors positionné de manière que l'orifice d'aspiration

du tube d'aspiration se trouve au-dessus de l'orifice d'in-

troduction du four de fusion, par exemple dans la position

représentée dans les figures 6 et 14.

Alors le récipient d'évacuation des déchets radio-actifs sera abaissé suffisamment pour que son orifice d'aspiration se trouve directement audessus du fond de la chambre de fusion du four de fusion (environ à 2 à 3 cm au-dessus du fond) par exemple comme représenté dans les figures 7 et 15. En ayant prévu une cavité en forme d'auge (non représentée) dans le fond du four à l'endroit o plonge le tube d'aspiration, l'orifice d'aspiration peut être descendu immédiatement au

niveau du fond du four.

Après l'introduction du tube d'aspiration dans la masse de

verre en fusion du four de fusion, le bouchon en verre fer-

mant l'orifice d'aspiration fond. Par la dépression réalisée dans le récipient d'évacuation des déchets radio-actifs, la masse de verre en fusion est aspirée hors de la chambre de fusion du four de fusion et remplit le récipient en un temps relativement court. Pour une aspiration rapide il faut tenir compte de la chaleur latente du verre fondu pour empêcher une

solidification de la masse fondue dans le tube d'aspiration.

D'autre part on peut également prévoir un système de chauffage additionnel.

Au cas o cela serait nécessaire pour l'achèvement du proces-

sus d'aspiration, le récipient d'évacuation des déchets radio-

actifs peut être connecté à un système de mise sous vide additionnel. Après la fin du processus de soutirage,le tube d'aspiration, en particulier avec la forme de réalisation selon les figures 13 à 15, est refroidi par un refroidissement adéquat, de sorte

que la masse de verre en fusion se trouvant dans le tube.

d'aspiration se solidifie et forme un tampon de verre qui empêche dans tous les cas un échappement de la masse de verre

fondu hors du récipient lors du soulèvement dudit récipient.

D'une manière normale le refroidissement naturel après

l'achèvement du processus de soutirage suffit pour la forma-

tion du tampon d'obturation en verre. Ensuite le récipient est soulevé, refroidi lentement et amené dans une cellule de démontage spéciale. Dans cette cellule de démontage le tube

d'aspiration est séparé, ce qui peut être facilité en pré-

voyant des points de séparation, par exemple comme dans la

figure 11, et il est éliminé. L'élimination du tube d'aspira-

tion peut être effectuée mécaniquement ou par calcination. Le tube d'aspiration est réalisé avec des parois relativement

minces et peut être constitué par de l'acier normal.

Après séparation du tube d'aspiration, un couvercle est dis-

posé sur le récipient d'évacuation des déchets radio-actifs lequel est par exemple soudé avec le récipient, voir à ce

sujet les figures 12 et 17.

Les morceaux de tube d'aspiration peuvent être placés dans un récipient d'évacuation des déchets radio-actifs vide, comme

cela est représenté dans la figure 11, un récipient d'évacua-

tion des déchets radio-actifs unique suffit pour contenir les tubes d'aspiration d'un certain nombre de récipients. Après

le remplissage du récipient avec les morceaux du tube d'aspi-

ration, celui-ci peut être rempli avec une matrice par exemple avec du ciment, du plomb, du verre, etc. La méthode d'aspiration décrite cidessus peut être utilisée pour un vidage complet du four de fusion avant arrêt de celui-ci. Si pour la vidange de la masse de verre fondu, on utilise un récipient pour l'évacuation des déchets radio-actifs selon la

forme de réalisation des figures 13 à 15, l'extraction, c'est-

à-dire l'aspiration, se produit depuis le bas vers le haut contre la force de pesanteur, ce par quoi il existe des limi-

tations en ce qui concerne la longueur du récipient d'évacua-

tion des déchets radio-actifs. En fait selon la densité de la masse de verre en fusion, la hauteur d'aspiration est dans

ce cas au maximum de 2 à 3 m.

Si on utilise un récipient d'évacuation des déchets radio-

actifs selon la forme de réalisation représentée dans les figures 1, 6, 7 et 16, le récipient d'évacuation des déchets radio-actifs peut, pendant l'aspiration, être disposé à côté

du four de fusion, ce par quoi, pour le processus de trans-

vasement, on peut utiliser, en plus de la dépression, égale-

* ment la force de pesanteur pour l'extraction de la masse de verre en fusion. Les récipients d'évacuation des déchets radio-actifs peuvent dansce cas être réalisés notablement

plus longs.

D'après ce qui précède, il ressort que le tube d'aspiration est relié de manière fixe avec le récipient d'évacuation des déchets radio-actifs. Bien évidemment le tube d'aspiration peut aussi être installé fixe dans le four de fusion et s'élever hors du four. Il est alors seulement nécessaire de

prévoir des moyens d'accouplement convenables pour l'accou-

plement du récipient d'évacuation des déchets radio-actifs sur le tube d'aspiration. De même il est alors nécessaire de

prévoir un chauffage auxiliaire du tube d'aspiration.

De plus d'après la description qui précède de l'invention on

comprend que le récipient d'évacuation des déchets radio-

actifs doit être mis sous vide avant l'introduction du tube d'aspiration dans la chambre de fusion, par exemple avant la connexion du récipient d'évacuation des déchets radio-actifs au tube d'aspiration. Il est aussi possible de relier le récipient au tube d'aspiration avant la mise sous vide, par exemple de plonger le tube d'aspiration du récipient dans la

masse de verre en fusion et de ne mettre sous vide le réci-

pient qu'à ce moment et de démarrer ainsi le processus d'as-

piration.

La construction du four de fusion représentée dans les des-

sins est optimale pour la sécurité contre des fuites imprévi-

sibles. Il n'existe dans ce cas aucune ouverture ou percement

depuis le fond jusqu'au-dessus du niveau de la masse fondue.

Le four de fusion est protégé de façon optimale en ce qui concerne la sécurité contre les écoulementsde fuite. Des manipulations éventuelles sur l'orifice d'introduction sont effectuées depuis le haut et au-dessus du niveau de la masse

de verre fondu.

Finalement on doit encore donner un exemple: la partie amo-

vible était un récipient d'évacuation des déchets radio-

actifs avec une longueur de 120 centimètres et un diamètre interne de 11 centimètres. Comme matériau pour ce récipient, on avait utilisé de l'acier allié 304L. Le récipient a été muni d'un tube d'aspiration et présentait en particulier la forme de réalisation selon la figure 13. L'extrémité du tube

d'aspiration a été munie d'un bouchon de verre par introduc-

tion dans du verre fluide. Après refroidissement du bouchon, le récipient d'évacuation des déchets radio-actifs a été mis sous vide avec une pompe à huile et un vide final de millibars a été établi. Ensuite le récipient avec l'extrémité du tube d'aspiration vers le bas a été descendu sur un four en céramique rempli avec une masse fondue de verre de borosilicate de manière que le tube d'aspiration plonge d'environ 28 cm dans la masse fondue. L'épaisseur totale du bain de verre fondu était

d'environ 30 cm.

Après environ deux minutes, le bouchon de verre à l'extrémité du tube d'aspiration (ouverture d'aspiration) a fondu et la

masse fondue a été aspirée. Après environ huit minutes d'aspi-

ration, le processus de remplissage a été terminé. Le réci-

pient d'évacuation des déchets radio-actifs était rempli jusqu'à une hauteur d'environ 100 cm avec la masse en fusion,

ce qui correspondait à un taux de remplissage d'environ 83%.

Ensuite le récipient a été à nouveau soulevé et refroidi lentement. 4%

Claims

Revendications

1. Un procédé pour le soutirage de verre fondu contenant des déchets hautement radio-actifs à partir d'un four de fusion

en céramique dans un récipient d'évacuation des déchets radio-

actifs, caractérisé en ce que le récipient d'évacuation des déchets radioactifs (2, 62, 84, 98, 110, 134, 142) est mis sous vide et la masse de verre fondu (28, 48, 76, 132) est aspirée au moyen de la dépression établie, par l'intermédiaire d'un tube d'aspiration (4, 64, 86, 114, 138, 144), hors du four de fusion en céramique (20, 40, 68, 122) dans le récipient

d'évacuation des déchets radio-actifs.

2. Un procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le récipient d'évacuation des déchets

radio-actifs est mis sous vide avant le remplissage.

3. Un procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le récipient d'évacuation des déchets radio-actifs n'est mis sous vide que pendant le procédé de

remplissage.

4. Un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à

3, caractérisé en ce que le récipient d'évacuation des déchets

radio-actifs est relié à une source de vide indépendante.

5. Un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à

4, caractérisé en ce que le récipient d'évacuation des déchets

radio-actifs mis sous vide est relié de plus, pendant le pro-

cédé de soutirage, à une pompe à vide ou à une autre source

de vide.

6.Un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5,

caractérisé en ce que le tube d'aspiration et/ou le récipient d'évacuation des déchets radio-actifs peut le cas échéant être

chauffé s'il y a lieu pendant le processus du remplissage.

7. Un procédé selon l'une quelconque des revendicatiors 1 à 6, caractérisé en ce que le tube d'aspiration (4, 64, 86, 114, 138, 144) à son extrémité (6, 118, 146) plongeant dans la masse de verre fondu (28, 48, 76, 132) est fermé avant ou après la mise sous vide avec un tampon de verre (8, 120, 148) dont la température de ramollissement est choisie de manière que le bouchon de verre fonde lors de l'immersion dans la

masse de verre fondu.

8. Un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7,

caractérisé en ce que, par un refroidissement naturel ou forcé la partie supérieure du tube d'aspiration est, après la fin du procédé de remplissage, munie d'un tampon de fermeture en

verre formé dans le tube d'aspiration.

9. Un procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que le bouchon de verre est obtenu par

immersion de l'extrémité du tube d'aspiration (orifice d'as-

piration) dans du verre fluide et par refroidissement ulté-

rieur.

10. Un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon

l'une quelconque des revendications 1 à 9,

caractérisé en ce que le récipient pour l'évacuation des déchets radioactifs (2, 62, 84, 98, 110, 134, 142) présente un tube d'aspiration (4, 64, 86, 100, 114, 138, 144) qui peut

être introduit, par l'intermédiaire d'un orifice d'introduc-

tion (32, 56, 118, 130) formé dans le four de fusion (20, 40, 68, 122) dans la masse de verre en fusion (28, 48, 76, 132) avec de plus éventuellement un raccord de mise sous vide (12, 116, 150) pour la connexion à une pompe à vide ou à une

source de vide.

11. Un dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que le four de fusion est muni pour la réalisation d'une zone d'aspiration d'un tube (34, 58, 80, 131) plongeant dans la masse de verre en fusion, qui est disposé au-dessous de l'orifice d'introduction (32, 56, 78, ).

12. Un dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que le tube est relié par l'intermédiaire d'un tube de liaison (38) avec le tube de dégazage (30) du

four de fusion.

13. Un dispositif selon l'une quelconque des revendications

à 12,

caractérisé en ce que le four de fusion (40) est muni d'une

chambre d'aspiration (50) séparée qui est reliée avec la chani-

bre de fusion (46), de préférence dans la région du fond.

14. Un dispositif selon l'une quelconque des revendications

à 13,

caractérisé en ce que le tube d'aspiration (10, 64, 86, 100, 144) a une forme en U.

15. Un dispositif selon l'une quelconque des revendications

à 14,

caractérisé en ce que le tube d'aspiration est monté fixe dans le four de fusion et en ce que le récipient d'évacuation pour déchets radio-actifs

est connectable au tube d'aspiraion.

16. Un dispositif selon l'une quelconque des revendications

10 à 15,

caractérisé en ce que le récipient d'évacuation des déchets

radio-actifs (134) est disposé, pendant le processus de sou-

tirage au-dessus du four de fusion (122) ou plus haut que le

four de fusion.

17. Un dispositif selon l'une quelconque des revendications

à 16,

caractérisé en ce que le récipient pour l'évacuation des déchets radioactifs (84) est disposé, pendant le processus de soutirage, à côté du four de fusion (68) ou est plus bas

que le four de fusion.

18. Un dispositif selon l'une quelconque des revendications

à 17,

caractérisé en ce que l'orifice d'introduction (32, 56, 78,

94, 130) ou le tube (34, 58, 80, 94, 131) est muni d'une fer-

meture flexible (36, 60, 92).

19. Un dispositif selon la revendication 18, caractérisé en ce que la fermeture a la forme d'un diaphragme

circulaire à lamelles précontraint dans la direction de fer-

meture.

20. Un dispositif selon l'une quelconque des revendications

à 19,

caractérisé en ce que le raccord de mise sous vide (12) est

disposé sur le tube d'aspiration (10).

21. Un dispositif selon l'une quelconque des revendications

à 20,

caractérisé en ce que le raccord de mise sous vide (116, 150)

est disposé sur le récipient d'évacuation des déchets radio-

actifs (110, 142).

22. Un dispositif selon l'une quelconque des revendications

à 21,

caractérisé en ce que le tube d'aspiration (10, 64, 86, 114, 138, 144, 100) est muni au moins d'un point de séparation,

par exemple de points d'amorce de rupture (102).

23. Un dispositif selon l'une quelconque des revendications

10 à 22,

caractérisé en ce que le tube d'aspiration (10, 64, 86, 100,

114, 138, 144) du récipient d'évacuation des déchets radio-

actifs est fermé à l'extrémité libre prévue pour l'introduc-

tion dans la masse de verre en fusion (orifice d'aspiration)

avec un bouchon en verre (8, 120, 148).

24. Un dispositif selon la revendication 23, caractérisé en ce que le bouchon en verre (8) est constitué par une plaque de verre (16) qui est collée sur un épaulement circulaire (18) formé dans l'extrémité du tube d'aspiration (14).

25. Un dispositif selon la revendication 24, caractérisé en ce que la plaque de verre est collée en bout

sur l'orifice d'aspiration du tube d'aspiration.

26. Un dispositif selon l'une quelconque des revendications

à 25,

caractérisé en ce que le tube d'aspiration est constitué par

un tube d'acier à paroi mince.

27. Un dispositif selon l'une quelconque des revendications

à 26,

caractérisé en ce que le four de fusion est construit de manière à être entièrement fermé sur le côté inférieur et sur les parois latérales jusqu'au-dessus du niveau de la

masse de verre en fusion.

28. Un dispositif selon l'une quelconque des revendications-

à 27,

caractérisé en ce que le récipient d'évacuation des déchets radio-actifs (2, 62, 84, 98, 110, 134, 142) peut être fermé avec un couvercle (108, 152) par exemple par soudage de ce couvercle.

29. Un dispositif selon l'une quelconque des revendications

10 à 28,

caractérisé en ce que le récipient d'évacuation des déchets radio-actifs (2, 62, 84, 98, 110, 134, 142) présente comme raccord unique le tube d'aspiration (4, 64, 86, 114, 138, 144) et en ce que la mise sous vide est assurée par l'intermédiaire de ce tube d'aspiration, tandis que le bouchon d'obturation en verre (8, 120, 142) pour la fermeture du tube d'aspiration

est formé ou mis en place à la fin de la mise sous vide.