FR2586808A1 - Procede et dispositif pour la detection et la localisation de fuites au niveau des parois d'un bassin tel qu'une piscine de desactivation de centrale nucleaire - Google Patents

Abstract

CE PROCEDE EST DESTINE A DETECTER ET A LOCALISER DES FUITES AU NIVEAU DES PAROIS D'UN BASSIN, TEL QU'UNE PISCINE DE DESACTIVATION D'UNE CENTRALE NUCLEAIRE. SUIVANT CE PROCEDE, ON ISOLE HERMETIQUEMENT SOUS LA PRESSION D'UN FLUIDE, UNE PARTIE DE PAROI 8 IMMERGEE A CONTROLER DU BASSIN, PAR L'INTERMEDIAIRE D'UNE BOITE 7 MUNIE D'UNE FACE OUVERTE APPLIQUEE SUR LADITE PARTIE DE PAROI, LA PRESSION DE CE FLUIDE ETANT REGLEE POUR ETRE, AU DEBUT DU CONTROLE, INFERIEURE A CELLE QUI REGNE DANS LE BASSIN AU VOISINAGE DE LA BOITE ET SUPERIEURE A CELLE REGNANT DU COTE EXTERIEUR DE LADITE PARTIE DE PAROI. ON MESURE ENSUITE LES VARIATIONS DE PRESSION DU FLUIDE DANS LA BOITE SUR DIFFERENTES PARTIES DE LA PAROI EN DEPLACANT LA BOITE LE LONG DE CETTE DERNIERE, DE SORTE QU'UN DEFAUT D'ISOLEMENT DE LA PARTIE DE PAROI A CONTROLER SOIT DETECTE PAR UNE AUGMENTATION DE PRESSION A L'INTERIEUR DE LA BOITE ET QU'UNE FUITE AU NIVEAU DE CETTE PARTIE DE PAROI SOIT DETECTEE PAR UNE DIMINUTION DE PRESSION A L'INTERIEUR DE CETTE BOITE.

Description

La présente invention est relative aux procédés de détection et de localisation de fuites au niveau des parois d'un bassin, tel qu'une piscine de désactivation de centrale nucléaire, ainsi qu'aux dispositifs permettant la mise en oeuvre de tels procédés.

Les piscines de désactivation de centrale nucléaire sont généralement revenues intérieurement d'une paroi formée de plaques d'acier inoxydable soudées entre ell.es. Ces soudures étant le lieu prévilégié de l'apparition de fuites. il s'avère nécessaire pour éviter toute contamination par des pertes d'eau incontrôlées en dehors de la piscine, de détecter et de localiser ces éventuelles fuites afin de les maitriser.

On connait déjà de nombreux procédés de localisation de fuites dans des piscines ou le contrôle des parois n'est possible que de l'intérieur de ces dernières. Suivant un premier procédé, on fait varier progressivement par palier le niveau de la piscine de façon à observer pour chaque niveau établi, les variations de ce niveau pour ainsi détecter et localiser d 'éventuelles fuites en vidant progressivement la piscine. Ce procédé ne convient pas pour les piscines en exploitaticn qui contiennent des éléments combustibles en cours de désactivation et qui de ce fait, sont difficilement vidangeables.

Selon un deuxième procédé qui oblige encore à vider la piscine, le contrôle des parois est effectué en localisant les zones de ressuage de l'eau de la piscine passée du côté extérieur de la paroi.

Suivant un autre procédé, la détection et la localisation des fuites sont effectuées par 1' intermé- diaire d'une boite munie d' une face ouverte appliquée hermétiquement sur une partie de paroi a contrôler et dans laquelle on fait le vide. Les fuites sont détectés par mesure des variations de pression à l'intérieur de la boite. Cependant, ce procédé est généralement mis en oeuvre dans l'air, donc piscine vide, et on ne peut en fait distinguer un défaut d'application de la boite sur la partie de paroi à contrôler d'une fuite au niveau de la paroi elle-meme.

D'autres procédées connus consistent à suivre le cheminement d'un traceur liquide injecté dans la piscine et susceptible d'etre détecté à l'extérieur de cette dernière. Cette solution présente cependant l'inconvénient de polluer le milieu extérieur et le milieu intérieur de la piscine. Elle n'est pas, à ce titre, envisageable lorsque la piscine contient du combustible en cours de désactivation.

Afin de remédier aux inconvénients précités, l'invention a pour but de fournir un procédé et un dispositif de détection de localisation de fuites qui soit susceptible d'être mis en oeuvre dans une piscine de désactivation de centrale nucléaire au moins partiellement remplie et dans laquelle est éventuellement présent du combustible irradié tout en permettant de déceler rapidement une faible fuite et en ne mettant en oeuvre que des moyens simples et compatibles avec plusieurs types de piscine de désactivation.

A cet effet, 1 invention a pour objet un procédé de détection et de localisation de fuites au niveau des parois d'un bassin, tel qu'une piscine de désactivation de centrale nucléaire, caractérisé en ce qu'on isole hermétiquement sous la pression d'un fluide, une partie de paroi Immergée à contrôler par l'intermédiaire d'une boite munie d'une face ouverte appliquée sur ladite partie de paroi, la pression de ce fluide étant réglée pour être au début du contrôle,. inférieure à celle q-ui règne dans le bassin au voisinage de la boite et supérieure à celle régnant du côté extérieur de ladite partie de paroi et en ce qu'on mesure les variations de pression du fluide à l'intérieur de la boite de sorte qu'un défaut d'isolement de la partie de paroi à contrôler soit détecté par une augmentation de pression à l'intérieur de la boite et qu'une fuite au niveau de cette partie de paroi soit détectée par une diminution de pression à l'intérieur de cette boite.

L'invention a également pour objet un dispositif de détection et de localisation de fuites pour la mise en oeuvre du procédé défini ci-dessus, caractérisé en ce qu'il comprend une boite munie d'une face ouverte destinée à etre appliquée hermétiquement sur une partie de paroi à contrôler, une source de fluide sous pression, reliée à la boite pour en régler la pression interne et des moyens pour mesurer les variations de la pression du fluide à l'intérieur de la boite.

Suivant d'autres caractéristiques
- La source de fluide sous pression comprend un réservoir de fluide relié à la boite par l'inter- médiaire d'une canalisation, le niveau du fluide dans le réservoir étant destiné à être situé au-dessus de la boite.

- Le réservoir est adapté pour flotter à la surface du bassin.

- Le réservoir est ouvert au-dessus du bassin.

- La pression à l'intérieur de la boite est ajustée en réglant ledit niveau du fluide dans le ré réservoir
- Les moyens de mesure des variations de la pression du fluide à l'intérieur de la boite, comprennent des moyens de mesure de la variation du niveau du fluide dans le réservoir.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre d'un mode de réalisation donné à titre d'exemple, et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels
- la Fig. 1 est une vue schématique illustrant l'application du dispositif et du procédé de l'invention à la détection et à la localisation des fuites au niveau d'une paroi d'une piscine de désactivation de centrale nucléaire
- la Fig.2 est une vue schématique, à plus grande échelle, de la boite du dispositif de la Fiv.1, appliquée sur une paroi de la piscine cet et
- les Fig.3A, 38 et 3C sont des représentations graphiques de la variation de pression à l'intérieur de la boite du dispositif de l'invention en fonction du temps respectivement dans le cas ou aucune fuite n'est décelée, dans le cas où la boite n'est pas appliquée hermétiquement sur la paroi et dans le cas où une fuite a lieu au niveau de la partie de paroi à contrôler sur laquelle la boite est appliquée.

La piscine de désactivation de centrale nucléaire illustrée schématiquement sur la Fig.l, comprend une enceinte 1 en beton et des parois in têrieures 2 formées de plaques d'acier inoxydable soudées entre elles. Entre l'enceinte en béton et les parois 2, un réseau de drains 3 est ménagé, en particulier au droit des soudures entre les plaques d'acier inoxydable de façon à drainer les éventuelles fuites d'eau provenant de la piscine.

Cette piscine contient des éléments combustibles 4 en cours de désactivation, noyés dans une masse d eau boriquée 5 dont le niveau est indiqué en 6 sur la Fig.l.

La pression à l'intérieur du réseau de drains 3 étant voisine de la pression atmosphérique régnant au-dessus du bassin, la pression en tout point de ce réseau au niveau des parties immergées des parois 2 est inférieure à celle qui règne au même niveau dans la piscine sous la surface 6 de l'eau de sorte que toute fuite au niveau des parois 2 se.

traduira par une perte d'eau vers le côté extérieur des parois 2.

Le mode de réalisation préféré du dispositif de détection et de localisation de fuites illustré sur les Figures, comprend une boite 7, de préférence non déformable, réalisée par exemple en acier inoxydable ou tout autre matériau compatible avec les prescriptions nucléaires et chimiques pour un tel usage en piscine pleine. Cette boite 7 est munie d'une face ouverte destinée à être appliquée hermétiquement sur une partie de paroi 8 à contrôler. Pour assurer l'étanchéité de l'application de la boite 7 sur la partie de paroi 8, la périphérie de la face ouverte de la boite est munie d'une garniture d'étanchéité 9, par exemple d'une largeur voisine de 1 cm, délimitant deux joints souples 9a, 9b qui s'étendent à peu près dans un même plan, le joint extérieur 9b étant plus souple et ayant une épaisseur plus importante que le joint intérieur 9a de sorte lorsque la boite 7 est appliquée sur la paroi 2, le joint 9b est plus écrasé que le joint in térieur 9a, ce qui assure une plus grande étanchéité.

Les dimensions de la boite 7 sont choisies en fonction de la surface totale à tester, des cri tores de Drecision de localisation des fuites et du temps a consacrer a l'investigation. Dans le cas de la localisation des fuites au niveau des soudures entre les tôles, il est préférable d'utiliser une boite de forme allongée avant par exemple 30 cm de longueur, 10 cm de largeur et 2 a 3 cm d'épaisseur.

La boite 7 est reliée par l'intermédiaire d une vanne a trois voies 29 et d'un tuyau souple et fin 10, par exemple d'un diamètre intérieur de 3 à 4 mm, au fond d'un réservoir flottant 11 ouvert au-dessus du bassin.

Le réservoir flottant 11 est muni a sa par tie supérieure d un flotteur 12 et éventuellement d'un lest de telle façon que ce réservoir soit partiellement immergé dans la piscine afin que, comme cela sera explicité clairement dans la suite, le niveau du li quide dans le réservoir puisse être inférieur au niveau 6 de l'eau dans la piscine.

Le réservoir 11, en association avec le tuyau 10, est destiné a régler la pression d'un liquide présent dans la boite. en fait de l'eau provenant de la piscine elle meme. en ajustant la hauteur du niveau du fluide dans le réservoir 11 au-dessus de la boite 7. ce liquide présent dans le reservoir et le tuyau provenant également de la piscine.

Une pompe a eau 13 autoamorçable est prévue sur le bord 14 de la piscine pour régler le niveau d'eau dans le réservoir 11 et donc, la pression ré régnant a l'intérieur de la boite 7. A cet effet, une conduite d'aspiration 15 de la pompe plonge jusqu'au voisinage du fond du réservoir 11 tandis qu'une conduite de refoulement 16 débouche au-dessus de la piscine pour rejeter l'eau pompe à partir du réservoir.

Pour déplacer la boite 7 sur les parois l'intérieur de la piscine et en particulier le long des soudures qui relie les tolets de ces parois entre elles, il est prévu un câble 17 relié au-dessus de la boite par l'intermédiaire d'une patte de fixation 18 et, à son extrémité opposée à l'extérieur de la piscine, à un treuil 19 disposé sur le bord 14 de cette dernière. Une poulie de renvoi 20 fixée sur le bord 14 de la piscine, et située à l'aplomb de la surface 6 de cette dernière, est prévue pour guider le cable 17 entre la boite 7 et le treuil 19.

La vanne a trois voies 29 et, dans ce mode de réalisation, une vanne électro-magnétique susceptible d'être commandée de l'extérieur de la piscine par l'intermédiaire d'un câble électrique 21 relié à un dispositif de commande 22 disposé à l'extérieur de la piscine (voir Fig.1 et 2). Dans une première position, la vanne 29 est en communication avec la boite 7 et le réservoir 11. Dans une deuxième position, cette vanne isole la boite 7 de l'intérieur de la piscine et du réservoir 11 et dans une dernière position, elle permet à l'eau présente dans la boite 7 de s'échapper dans la piscine par l'intermédiaire d'une tubulure 23 (Fig.2?.

Pour mesurer les variations de pression à l'intérieur de la boite 7, il est prévu un capteur de pression immergeable 24 fixé sur la boite et destiné à fournir un signal électrique par l'intermédiaire d'un câble 25 à un amplificateur conditionneur 26 disposé à.

l'extérieur de la piscine, signal électrique qui est fonction de la pression régnant à 1 intérieur de la boite 7.

L'amplificateur conditionneur 26 est lui même relie d'une part, à un enregistreur 27 sur papier permettant d'enregistrer les variations de pression et, d'autre part, un calculateur 28 qui permet d'effectuer des mesures très fines à partir des signaux issus du capteur 24.

De manière plus simple, les variations de pression à l'intérieur de la boite 7 peuvent etre mesurées à partir de la variation de niveau dans le réservoir 11. A cet effet, un flotteur à la surface du liquide dans le réservoir et/ou des graduations matérialisées à l'intérieur du réservoir peuvent etre prévues pour visualiser clairement les variations du niveau considéré.

La mise en oeuvre du procédé de détection et de localisation de fuites suivant l'invention avec le dispositif précédemment décrit va maintenant etre exposée en référence aux Figures.

On raccorde tout d'abord la boite 7 au cable 17, au tuyau 10 et aux cables électriques 21 et 25. On dispose alors le réservoir 11 sur l'eau et on plonge la boite 7 dans la piscine en laissant, par l'inter- médiaire de la vanne 9, l'eau pénétrer dans le tuyau 10 et remplir au moins partiellement le réservoir 11 dont la partie supérieure ouverte doit rester émergée.

On isole ensuite la boite 7 à l'aide de la vanne 9 et on règle le niveau à l'intérieur du réservoir il par l'intermédiaire de la pompe 13 de telle façon que le niveau de l'eau dans le réservoir soit inférieur à celui du niveau de l'eau dans la piscine de sorte qu'une fois que la boite est correctement placée sur la partie de paroi 8 à tester, c'est-à-dire les joints Sa, 9b plaqués autour de cette paroi, la mise en communication de l'intérieur de la boite 7 avec le réservoir 11 par l'intermédiaire de la vanne 9 applique par dépression cette boite contre la paroi 2 de la piscine.

Par ailleurs, le réglage de la pression dans la boite est tel que cette derniére est supérieure à la pression régnant du côté extérieur de la paroi, de sorte qu'en cas de fuite au niveau de cette paroi, le fluide de la boite s'échappera à l'extérieur de la piscine.

A ce stade, le contrôle de la partie de paroi 8 débute et les variations de pression à l'intérieur de la boite 7 sont suivies pour détecter une éventuelle fuite au niveau de cette partie de paroi.

Ces variations peuvent être suivies à l'aide des signaux délivrés par le capteur 24 ou par les variations du niveau de 1 eau dans le réservoir 11.

Si la boite 7 n'est pas appliquée hermétiquement sur la paroi 2, l'eau du bassin, qui au voisinage de la boîte, est initialement à une pression supérieure à celle qui règne a l'intérieur de cette boite, va pénétrer dans cette dernière jusqu l'éga- lisation des pressions ou la boite se décolle de la paroi et où le niveau du liquide dans le réservoir 11 arrive au meme niveau 6 de l'eau de la piscine. La Fig.3B illustre les variations de pression à l'inté- rieur de la boite que l'on peut observer dans un tel cas, cette pression étant exprimée en hauteur d'eau au-dessus du point où le tuyau 10 communique avec l'intérieur de la boite 7. On voit sur cette Fig.38 que la pression à l'intérieur de la boite est initialement de H - h, c'est-à-dire la différence des hauteurs de fluide comprises entre, d'une part, le niveau 6 d'eau de la piscine et le niveau auquel le tuyau 10 communique avec l'intérieur de la boite H, et, d'autre part, la hauteur h comprise entre le niveau 6 d'eau de la piscine et le niveau d'eau dans le réservoir 11.

L'eau de la piscine pénétrant à l'intérieur de la bo te 7. la pression augmente a partir de la valeur H - h initiale jusqu a la valeur H ou la boite se décolle de la paroi.

En pratique, on ajuste le niveau dans le réservoir de telle facon que la hauteur h soit comprise entre 10 cm et 1 m environ.

Dans le cas ou aucune fuite n'est décelée, comme cela est illustré a la Fig.3A, la pression à l'inteirieur de la boite reste constante, c'est-å-dire a la valeur H - h initiale.

Lorsqu'il apparait une fuite au niveau de la partie de paroi 8 à contrôler, l'eau de la boite s'échappe a l'extérieur de la piscine et la pression dans la boite diminue progressivement au cours du temps à partir de la valeur H - h initiale ainsi que cela est illustré sur la Fig.3C.

Selon la précision et la sensibilité des moyens de mesure employés, le temps nécessaire à chaque contrôle peut être compris entre 10 secondes et 1 minute environ. Le contrôle terminé, la boite 7 est, s il V a lieu, décollée de la paroi en la mettant en communication avec l'intérieur de la piscine par l'intermédiaire de la vanne 9.

La boite peut alors être déplacée a l'aide du treuil 19 et du cable 18 pour inspecter une autre partie de paroi.

Par ailleurs, des matériaux dans lesquels sont réalisés les différents composants du dispositif, destinés à être immergés dans la piscine, sont choisis de façon à ne pas polluer l'eau contenue dans cette dernière.

Une estimation de débit de fuite peut être réalisée en analysant les variations de pression en fonction du temps et en les comparant avec des valeurs obtenues lors d'étalonnages effectués en laboratoire.

Ce débit peut ainsi être calculé par exemple en fonction de 1 augmentation de la hauteur h au cours du temps, le réservoir étant mis en communication avec la boite par l'intermédiaire de la vanne 9.

Le procédé s'avere donc particulièrement aisé à mettre en oeuvre tout en employant un dispositif particulièrement simple. I1 permet en outre de faire avantageusement la distinction en fonction du sens de variation de la pression à l'intérieur de la boîte, entre une fuite au niveau du joint et une fuite au niveau de la paroi de la piscine.

De nombreuses autres variantes sont bien entendu envisageables sans sortir du cadre de l'invention. C'est ainsi que selon une première variante, les moyens de mesures des variations de pression à l'intérieur de la boite par contrôle du niveau d'eau dans le réservoir 11 ou par exploitation des signaux émis par le capteur 24 peuvent être utilisês indépendamment l'un de l'autre. Selon une autre variante, le liquide présent dans la boite 7 le tuyau 10 et le réservoir 11 peut être d'une densité différente de celui de la piscine. Selon encore un autre variante, le réservoir 11 peut être ferme et la pression du liquide à l'inté- rieur de la boite 7 peut être contrôlée en commandant la pression au-dessus de ce réservoir, ce dernier pouvant alors être totalement immergé ou totalement emergé. Selon une dernière variante, le cabale destiné à déplacer la boite 7 sur les parois de la piscine peut etre remplacé par une perche rigide.

Claims (12)

REVENDlCATIONS

1. Procédé de détection et de localisation do fuite au niveau des parois d'un bassin, tel qu'une piscine de désactivation de centrale nucléaire, caractérisé en ce qu'on isole hermétiquement sous la pression d'un fluide. une partie de paroi (8) immergée à contrôleur. par l'intermédiaire d'une boite (7) munie d'une face ouverte appliquée sur ladite partie de paroi, la pression de ce fluide étant réglée pour etre, au début du contrôle, inférieure à celle qui règne dans le bassin au voisinage de la boite et supérieure à celle régnant du coté extérieur de ladite partie de paroi et en ce qu'on mesure les variations de pression du fluide à l'intérieur de la boite de sorte qu'un défaut d'isolement de la partie de paroi à contrôler soit détecté par une augmentation de pression à 1 intérieur de la boite et qu'une fuite au niveau de cette partie de paroi soit détectée par une diminution de pression à l'intérieur de cette boite.

2. Dispositif de détection et de localisation de fuite pour la mise en oeuvre du procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une boite (7) munie d'une face ouverte destinée à être appliquée hermétiquement sur une partie de paroi (8) à controler, une source (10.11) de fluide sous pression reliée à la boite pour en régler la pression interne et des moyens (11, 24) pour mesurer les variations de la pression du fluide à l'intérieur de la boite.

3. Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu'il est prévu deux joints d'étanchéité (9a, 9b) sur la périphérie de la face ouverte de la boite, ces joints s'étendant à peu près dans le meme plan et le joint extérieur (9b) étant plus épais et plus souple que le joint (9a).

4. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu il est prévu des moyens (17,19) pour déplacer la boite dans le bassin.

5. Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens de déplacement de la boite, comprennent un câble (17) relié à la boite et susceptible d'être déplacé de l'extérieur du bassin.

6. Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens de déplacement de la boîte, comprennent une perche reliée à la boite et susceptible d'être déplacée de l'extérieur du bassin.

7. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que la source de fluide sous pression comprend un réservoir (11) de fluide relié à la boite par l'intermédiaire d'une canalisation (10)

8. Dispositif suivant la revendication 7, caractérisé en ce que le niveau du fluide dans le réservoir est destiné à être situé au-dessus de la boite de telle façon que la pression à l'intérieur de cette dernière puisse être ajustée en réglant ledit niveau du fluide dans le réservoir.

9. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 2 à 8, caractérisé en ce que le réservoir est adapté pour flotter à la surface du bassin.

10. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que le réservoir est ouvert au-dessus du bassin.

11. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 7 à 10, caractérisé en ce que les moyens de mesure des variations de la pression du fluide à l'intérieur de la boîte, comprennent des moyens de mesure de la variation du niveau du fluide dans le réservoir.

12. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 2 à 11, caractérisé en ce que les moyens de mesure des variations de pression du fluide 9 l'intérieur de la boîte, comprennent un capteur sensible à la pression régnant à l'intérieur de la boite.