FR2687005A1 - Procede et installation de decontamination de la partie primaire d'un generateur de vapeur usage d'un reacteur nucleaire a eau ordinaire sous pression. - Google Patents

Abstract

La partie primaire comporte un faisceau (18) de tubes en U raccordés à une boîte à eau (22), le faisceau (18) comprenant des tubes sains d'extrémités ouvertes et des tubes défectueux d'extrémités bouchées. Selon le procédé, on subdivise le faisceau (18) en plusieurs sous-ensembles (106) comportant chacun un nombre sensiblement identique de tubes. On fait circuler une solution de décontamination acide comportant du cérium successivement dans chaque sous-ensemble (106), simultanément dans tous les tubes sains du sous-ensemble. Ensuite, on bouche les extrémités des tubes sains décontaminés, on perce les bouchons des tubes défectueux non décontaminés et on fait circuler la solution de décontamination dans la boîte à eau (22) et les tubes défectueux. Les effluents liquides sont neutralisés, asséchés et confinés dans des enceintes de stockage standard.

Description

J- La présente invention concerne un procédé et une installation de

décontamination de la partie primaire d'un générateur de vapeur usagé d'un réacteur nucléaire

à eau légère sous pression.

Cette partie primaire comporte des éléments d'échange de chaleur, en particulier un faisceau de tubes en U dont les extrémités sont raccordées à une boite à eau et sont fixées dans une plaque tubulaire La surface externe des tubes de ce faisceau est en contact avec

l'eau d'alimentation d'un circuit secondaire.

Pendant le fonctionnement du générateur de

vapeur, les tubes du faisceau sont soumis à des contrain-

tes importantes pouvant endommager les tubes et provoquer

des fuites entre la partie primaire et le circuit secon-

daire.

Les tubes défectueux ou suspects sont mis hors service, au cours d'opérations de maintenance et de

contrôle, en obturant leurs extrémités par des bouchons.

Lorsque la proportion de tubes bouchés dans le faisceau devient trop importante, notamment lorsque plus de 10 % des tubes dans le faisceau sont défectueux, les

performances du générateur de vapeur diminuent notable-

ment et ce dernier est retiré du service et éventuelle-

ment remplacé.

Le générateur de vapeur hors service émet des rayonnements de forte activité atteignant plusieurs centaines de curie Ce rayonnement rend le transport du

générateur de vapeur très difficile et coûteux.

On préfère donc stocker le générateur de vapeur hors service dans une enceinte construite sur le site

même de la centrale nucléaire d'o il provient.

Pendant toute la période de stockage, le généra-

teur de vapeur fortement radioactif doit faire l'objet d'une surveillance radiologique périodique Pour éviter d'avoir à effectuer la surveillance du générateur de vapeur hors service, et pour remédier à divers problèmes de stockage, on a envisagé de démanteler ce générateur de façon à réduire le volume des déchets stockés et à récupérer ou recycler certains matériaux nobles contenus dans le générateur, en particulier l'Inconel utilisé

habituellement pour la fabrication des tubes du faisceau.

Préalablement au démantèlement du générateur de

vapeur, il est nécessaire de réduire l'activité de celui-

ci en le décontaminant.

La contamination radioactive du générateur de vapeur est essentiellement répartie sur la surface

interne des tubes du faisceau et de la boîte à eau.

Cette contamination est due notamment à la

présence d'une couche d'oxydes contenant des radionucléï-

des tels que le cobalt 60, le cobalt 58 et le manganèse 54. La contamination est concentrée dans l'épaisseur

de la couche d'oxydes ( 3 à 5 pm environ) et superficiel-

lement dans la paroi métallique des tubes sur une épais-

seur d'environ 3 pm.

On connaît déjà dans l'état de la technique,

notamment dans WO 90/0 1774, un procédé de décontamina-

tion d'une surface comportant des dépôts d'oxydes ra-

dioactifs au moyen de cérium de valence IV sous forme

d'ions Ce 4 + en solution dans un milieu acide.

La solution de cérium constitue un milieu chimi-

que agressif et fortement oxydant permettant d'éroder la couche d'oxydes et la surface contaminée Au cours de la décontamination, le cérium est réduit à la valence III puis régénéré à la valence IV par injection d'ozone dans la solution La température de la solution doit être inférieure à 60 pour ne pas détruire intempestivement

l'ozone injecté.

L'invention a pour but de décontaminer efficace-

ment la partie primaire d'un générateur de vapeur, en particulier le faisceau de tubes, en utilisant un volume limité de solution de décontamination, ceci sans créer de surpression à l'intérieur de la partie primaire, sans élever la température de la solution au delà de 600 et en minimisant les volumes de déchets produits. A cet effet l'invention a pour objet un procédé de décontamination de la partie primaire d'un générateur de vapeur usagé d'un réacteur nucléaire à eau légère sous pression, cette partie primaire comportant une pluralité d'éléments d'échange de chaleur, le procédé comprenant la mise en contact des surfaces contaminées de la partie primaire avec une solution de décontamination acide comportant du cérium de valence IV sous forme d'ions Ce 4, caractérisé par le fait qu'on subdivise la pluralité d'éléments d'échange de chaleur contaminés en plusieurs sous-ensembles et qu'on fait subir successivement à chaque sous-ensemble les étapes de décontamination suivantes: on fait circuler en circuit fermé un volume prédéterminé de solution de décontamination dans les éléments contaminés du sous-ensemble, pendant une durée

T, en alimentant continuellement la solution de déconta-

mination en ozone, on vidange la solution de décontamination, on fait circuler une solution de rinçage dans le sous-ensemble d'éléments contaminés,

on vidange la solution de rinçage.

Habituellement, la partie primaire du générateur de vapeur comporte un faisceau de tubes en U formant des éléments d'échange de chaleur, les tubes ayant leurs deux

extrémités raccordées respectivement aux deux comparti-

ments d'une boîte à eau Le faisceau comprend des tubes sains dont les extrémités sont ouvertes et des tubes défectueux dont les extrémités sont obturées par des

bouchons.

Suivant d'autres caractéristiques de l'invention:

on subdivise le faisceau en plusieurs sous-en-

sembles comportant chacun un nombre sensiblement identi-

que de tubes, on fait circuler la solution de décontami-

nation successivement dans chaque sous-ensemble de tubes,

simultanément dans tous les tubes sains d'un même sous-

ensemble, et après avoir décontaminé tous les tubes sains du faisceau, on bouche les deux extrémités des tubes sains décontaminés, et on perce les bouchons des tubes défectueux non décontaminés, on fait circuler la solution de décontamination à travers les deux compartiments de la boîte à eau et les tubes défectueux, la solution de décontamination comprend de l'acide nitrique imposant un p H de la solution compris

entre 0,5 et 1, du nitrate de cérium suivant une propor-

tion de 8 à 10 g/l, et de l'ozone suivant une concentra-

tion de 2,5 ppm, la température de la solution est comprise entre 20 et 30 , chaque sous-ensemble du faisceau comprend

environ 400 tubes et le volume de solution de déconta-

mination est d'environ 3 m 3, la durée T de circulation de la solution de décontamination dans chaque sous-ensemble de tubes du faisceau est comprise entre 6 et 24 h,

on inverse le sens de circulation de la solu-

tion de décontamination dans les tubes du faisceau environ toutes les heures, la vitesse de circulation de la solution de décontamination dans les tubes du faisceau est comprise entre 2,5 cm/s et 25 cm/s, la solution de rinçage comprend de l'eau déminéralisée et de l'eau oxygénée, la solution de décontamination circulant dans les éléments contaminés de la partie primaire est filtrée

à travers au moins un filtre captant les particules arra-

chées par la solution à la partie primaire, ceci tant que la perte de charge à travers le filtre est inférieure à une valeur prédéterminée, on traite les effluents liquides comprenant la solution de décontamination et la solution de rinçage après leur utilisation dans les éléments de la partie primaire, en effectuant les étapes suivantes, on injecte dans les effluents liquides un agent réduisant les ions Ce 4 + en ions Ce 3, on injecte un agent neutralisant la solution, on assèche les effluents liquides, et on

confine les effluents asséchés dans des enceintes adap-

tées pour le stockage de déchets de faible et moyenne activité, l'agent de réduction des ions Ce 4 + en ions Ce 3 + comprend de l'eau oxygénée,

l'agent de neutralisation des effluents com-

prend de la soude,

on assèche les effluents liquides par évapora-

tion sous vide.

En variante, on assèche les effluents liquides en effectuant, dans un premier temps, une centrifugation des effluents de façon à recueillir les déchets insolubles des effluents, et dans un deuxième temps, en effectuant une évaporation sous vide des effluents de façon à

recueillir les déchets solubles.

L'invention a également pour objet une installa-

tion pour la mise en oeuvre du procédé défini ci-dessus,

caractérisée en ce qu'elle comporte un circuit de décon-

tamination en boucle fermée comprenant un réservoir de circulation de solution de décontamination, et des moyens de mise en circulation de la solution raccordés entre le réservoir et l'extrémité amont des éléments contaminés de

la partie primaire du générateur de vapeur, l'installa-

tion comprenant de plus des moyens d'ozonation de la

solution de décontamination.

Suivant d'autres caractéristiques de cette installation: le circuit de décontamination en boucle fermée

comprend des moyens de filtration raccordés entre l'ex-

trémité aval des éléments contaminés de la partie pri-

maire et le réservoir de circulation, l'installation comporte des moyens d'inversion du sens de circulation de la solution de décontamination dans les éléments contaminés de la partie primaire du générateur de vapeur, les moyens de filtration comprennent au moins deux filtres raccordés en parallèle, des moyens pour isoler chaque filtre du circuit de décontamination et des moyens de dérivation des filtres, les moyens d'ozonation comprennent un ozoneur raccordé à un mélangeur à trompe dont l'extrémité amont est alimentée en solution de décontamination par une pompe raccordée au réservoir de circulation et dont

l'extrémité aval est raccordée au réservoir de circula-

tion,

l'installation comprend un réservoir auxiliai-

re, relié au réservoir de circulation par des moyens de transfert de contenu, destiné notamment à la préparation

de la solution de décontamination et au stockage intermé-

diaire de la solution de décontamination après vidange du réservoir de circulation, le circuit de décontamination est raccordé par des moyens de raccordement amovibles aux extrémités amont et aval d'un sous- ensemble d'éléments contaminés de la partie primaire du générateur de vapeur, les moyens de raccordement comprennent deux collecteurs amovibles, raccordant respectivement les extrémités amont et aval d'un sous-ensemble de tubes du faisceau au circuit de décontamination, le bord des collecteurs étant plaqué à joint étanche contre une plaque tubulaire de fixation des extrémités des tubes du faisceau, les deux collecteurs étant disposés l'un en regard des extrémités amont et l'autre en regard des extrémités aval des tubes du sous-ensemble, les collecteurs de raccordement comportent chacun un double bord délimitant un canal destiné à

recueillir des fuites éventuelles de la solution circu-

lant dans le collecteur, ce canal étant raccordé à un

collecteur de fuites.

Un exemple de réalisation de l'invention va être décrit ci-dessous en se référant aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une vue schématique d'une installation de décontamination raccordée aux extrémités amont et aval d'un sous-ensemble de tubes du faisceau, pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention; la figure 2 est une vue en coupe schématique d'un collecteur de raccordement amovible; la figure 3 est une vue similaire à la figure 1 dans laquelle l'installation de décontamination est raccordée aux deux compartiments de la boîte à eau du

générateur de vapeur.

On voit à la figure 1 une installation de décon-

tamination pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, désignée par la référence générale 10 Cette installation 10 est raccordée à des éléments contaminés d'une partie primaire d'un générateur de vapeur 12 hors

service d'un réacteur nucléaire à eau légère sous pres-

sion Ce générateur de vapeur 12 est stocké horizon-

talement sur des berceaux 14,16 dans une enceinte (non représentée sur les figures) construite sur le site même de la centrale nucléaire d'o provient le générateur de

vapeur désaffecté.

La partie primaire du générateur de vapeur comprend un faisceau 18 de tubes en U en Inconel On a représenté en traits mixtes l'enveloppe imaginaire du faisceau 18 Les extrémités des tubes du faisceau 18 sont fixées dans une plaque tubulaire 20 et sont raccordées à une boîte à eau 22 comportant deux compartiments 22 A,22 B. Les tubes défectueux ou suspects du faisceau ont

leurs extrémités obturées par des bouchons (non représen-

tés sur les figures) Les tubes sains du faisceau ont

leurs extrémités ouvertes.

Chaque compartiment 22 A,22 B de la boîte à eau

comporte un manchon 23 A,23 B de raccordement à des tuyau-

teries d'eau primaire Les tuyauteries ont été déconnec-

tées du générateur de vapeur au moment de la mise hors service de celui-ci Les manchons 23 A,23 B délimitent des orifices permettant d'introduire des outils ou des

appareillages dans la boite à eau.

L'installation 10 comprend un circuit de déconta-

mination 24 dans lequel circule en boucle fermée un volume prédéterminé de solution de décontamination, et

des moyens 25 d'ozonation de la solution de décontamina-

tion.

Le circuit 24 comporte un réservoir 26 de circu-

lation destiné à contenir une partie au moins du volume de solution de décontamination, raccordé par un conduit 28 à l'aspiration d'une pompe de circulation 30 La pompe est raccordé à un conduit de refoulement 32 relié par des premiers moyens de raccordement amovibles 34 A,34 B à une première extrémité d'un sous-ensemble d'éléments

contaminés de la partie primaire du générateur de vapeur.

Ce sous-ensemble d'éléments contaminés sera décrit plus

en détail ultérieurement.

Le circuit 24 comporte également des moyens de filtration 36 alimentés en amont par un conduit 38 relié par des seconds moyens de raccordement amovibles 34 A,34 B à la seconde extrémité du sous-ensemble d'éléments

contaminés de la partie primaire du générateur de vapeur.

Les moyens de filtration 36 sont raccordés en aval par un

conduit 40 au réservoir de circulation 26.

Les moyens de filtration 36 comprennent deux filtres 42,44 raccordés en parallèle aux conduits 38 et Chaque filtre 42,44 peut être isolé du circuit 24 par deux vannes 46,48 disposées respectivement en amont et en aval du filtre Une vanne 50 de dérivation des filtres

42,44 est raccordée entre les conduits 38 et 40.

Des moyens 52 d'inversion du sens de circulation de la solution de décontamination dans les éléments de la partie primaire relient les moyens de raccordement 34 A,34 B, d'une part au conduit 32 de refoulement de la pompe 30 et d'autre part au conduit 38 d'alimentation des

filtres 42,44.

Une vanne 54 de dérivation des éléments de la partie primaire est raccordée entre le conduit 32 de

refoulement de la pompe 30 et le conduit 38 d'alimenta-

tion des filtres 42,44.

Les moyens 25 d'ozonation comprennent un ozoneur 58 relié par un conduit 60 à un circuit d'injection 62 à

trompe 64.

L'ozoneur 58 est raccordé à un réservoir 66 d'alimentation en oxygène par un conduit 68 muni d'une

vanne 69 à soupape de sûreté.

Le circuit d'injection 62 comprend une pompe d'injection 70 dont l'aspiration est raccordée par un conduit 72 au réservoir de circulation 26 et dont le refoulement est raccordé à l'extrémité amont de la trompe 64 par un conduit 74 L'extrémité aval de la trompe 64 est raccordée par un conduit 76 au réservoir 26 de circulation. Les conduits 72,76 sont respectivement munis de vannes 72 A,76 A pour isoler les moyens 25 d'ozonation du

circuit 24 de circulation de la solution.

L'installation 10 comporte de plus un réservoir auxiliaire 78 relié au réservoir de circulation 26 par des moyens 80 de transfert de contenu Ce réservoir 78, dont le volume interne est sensiblement compris entre 4 et 8 m 3, est destiné notamment à la préparation de la solution de décontamination et au stockage intermédiaire

de cette solution après vidange du réservoir de circula-

tion 26.

Les moyens 80 de transfert comprennent un conduit 82 reliant entre eux les réservoirs de circulation 26 et

auxiliaire 78, munis d'une pompe réversible 84.

Des moyens 86 d'agitation, disposés dans le réservoir auxiliaire 78, permettent notamment de mélanger les divers constituants de la solution au cours de sa préparation. La partie supérieure du réservoir auxiliaire 78 est raccordée par un conduit 88 à des moyens 90 de traitement et d'évacuation de l'atmosphère gazeuse

contenue dans le réservoir au dessus du niveau de liqui-

de Ces moyens 90 comprennent un filtre à très haute efficacité 92, de type connu, raccordé en série avec un

destructeur d'ozone 94 débouchant à l'air libre.

La partie supérieure du réservoir de circulation

26 est reliée à la partie supérieure du réservoir auxi-

liaire 78 par un conduit 96 muni d'une vanne 98 à soupape de sûreté, permettant la mise en communication des atmosphères gazeuses des deux réservoirs de circulation

26 et auxiliaire 78.

La partie inférieure du réservoir auxiliaire 78 est raccordée à des moyens 100 de drainage de la solution du réservoir comprenant un conduit 102 muni d'une vanne de drainage 104 Une première extrémité du conduit 102 il

est reliée au fond du réservoir 78 et la seconde extré-

mité du conduit 102 est reliée à un collecteur d'ef-

fluents liquides, non représenté sur les figures.

On décrira maintenant les différents sous-ensem-

bles d'éléments contaminés de la partie primaire du

générateur de vapeur et les étapes du procédé de déconta-

mination selon lrinvention que l'on applique à ces sous-

ensembles.

On subdivise le faisceau 18 en plusieurs sous-

ensembles comportant chacun un nombre sensiblement

identique de tubes Dans l'exemple décrit, chaque sous-

ensemble comprend quatre cents tubes environ et la

totalité du faisceau comporte environ huit à neuf sous-

ensembles de tubes.

On a représenté en trait plein sur la figure 1 une enveloppe imaginaire délimitant un sous-ensemble 106

de tubes voisins.

Les tubes sains du sous-ensemble 106 sont raccor-

dés au circuit de décontamination 24 par les moyens de raccordement 34 A,34 B Ces moyens de raccordement 34 A,34 B comprennent des conduits flexibles 108 dont une première extrémité est raccordée au circuit de décontamination 24

et dont la seconde extrémité est raccordée à un collec-

teur amovible 110, montré plus en détail à la figure 2.

Les conduits 108 traversent les orifices délimités par

les manchons 23 A,23 B de la boîte à eau 22.

Les collecteurs 110 ont une forme générale de cloche et sont plaqués à joint étanche contre la plaque tubulaire 20 Un premier collecteur 110 est disposé en regard des extrémités amont et un second collecteur 110 est disposé en regard des extrémités aval des tubes du

sous-ensemble 106.

Sur la figure 2 on a représenté un des collec-

teurs 110 raccordé au sous-ensemble 106 du faisceau 18.

Ce collecteur 110 est positionné au droit des extrémités ouvertes de tubes sains 18 A et éventuellement au droit des extrémités obturées de tubes défectueux 18 B. Le collecteur 110 comporte un double bord 112, muni d'un joint d'étanchéité 114, délimitant un canal 116 pour

recueillir des fuites éventuelles de la solution circu-

lant à travers le collecteur 110.

Le canal 116 est relié par un orifice 118, ménagé à travers la paroi du collecteur 110, à un conduit 120 de drainage des fuites Ce conduit 120 est relié à un collecteur d'effluents liquides, non représenté sur les figures. Les collecteurs 110 sont positionnés dans les compartiments de la boîte à eau et plaqués contre la plaque tubulaire 20 par des moyens connus, en particulier au moyen d'un robot à bras porteur articulé du type commercialisé sous le nom "ROMEO", disposé dans la boîte

à eau.

Le contour du bord 112 d'un collecteur a une

forme variable en fonction de la disposition des extrémi-

tés des tubes dans la plaque tubulaire 20 Selon que les

extrémités des tubes d'un même sous-ensemble sont dispo-

sées à l'écart des parois de la boîte à eau ou sont adjacentes à une paroi de la boîte à eau, le contour du

collecteur 110 a une forme sensiblement carrée ou sensi-

blement complémentaire au contour de la paroi de la boîte

à eau.

On décrira maintenant les étapes de décontamina-

tion des tubes sains (non bouchés) du faisceau.

Les sous-ensembles 106 de tubes du faisceau sont décontaminés successivement en les raccordant l'un après l'autre au circuit de décontamination 24 au moyen des

collecteurs 110 décrits ci-dessus.

On prépare initialement dans le réservoir auxi-

hlaire 78 un volume d'environ 3 m 3 de solution de déconta-

mination Ce volume de solution permet notamment de remplir la totalité des tubes sains du sous-ensemble que

l'on veut décontaminer.

La solution de décontamination comprend de l'acide nitrique imposant un p H de la solution compris entre 0,5 et 1, et du nitrate de cérium suivant une proportion de 8 à 10 g/l En variante, on peut remplacer

le sulfate de cérium par du nitrate de cérium.

Une fois la solution préparée, on transfère celle-ci du réservoir auxiliaire 78 au réservoir de circulation 26 au moyen de la pompe de transfert 84, puis on fait subir à chaque sous-ensemble de tubes les étapes suivantes. On met en circulation la solution dans le circuit de décontamination 24 en boucle fermée au moyen de la pompe de circulation 30 On fait circuler cette solution simultanément à travers tous les tubes sains d'un même sous-ensemble pendant une durée T comprise entre 6 et 24 heures.

Pendant la circulation de la solution, on ali-

mente celle-ci en ozone à l'aide des moyens d'ozonation de manière à maintenir une concentration d'ozone dans

la solution d'environ 2,5 ppm.

La solution de décontamination réagit avec la couche d'oxydes recouvrant la surface interne des tubes et avec la couche superficielle du métal constituant les tubes. En particulier, le fer de valence II de la couche d'oxydes est oxydé à la valence III et le chrome de valence III de la couche d'oxydes est oxydé en chrome de valence VI suivant la réaction chimique ci-dessous: 6 Ce 4 ' + Cr 203 + Il H 20 -+ 2 H 2 Cr O 4 + 6 Ce 3 + + 6 H 30 + Le fer de valence III et le chrome de valence VI sont dissous dans la solution Le cérium de valence III (ions Ce 3 +) est régénéré en cérium de valence IV (ions Ce 4 +) par l'ozone suivant la réaction chimique ci-dessous:

6 H 30 + + 03 + 6 Ce 3 + -4 6 Ce 4 + + 9 H 20.

La température de la solution est maintenue entre 20 et 300 afin d'assurer une durée de vie suffisante de l'ozone dans la solution lui permettant de régénérer le

cérium de valence III.

La vitesse de circulation de la solution de décontamination dans les tubes du faisceau est comprise entre 2,5 cm/s et 25 cm/s de manière à éviter que les particules contaminées arrachées à la surface des tubes

ne se redéposent dans ces mêmes tubes.

La paroi en Inconel des tubes du faisceau est

superficiellement érodée par la solution de décontamina-

tion, ce qui produit en particulier des ions Cr 6 +, Fe 3 + et

Ni 2 +.

L'érosion de la surface interne des tubes du faisceau est homogénéisée en inversant environ toutes les

heures le sens de circulation de la solution de déconta-

mination dans ces tubes, à l'aide des moyens d'inversion 52. Les moyens de filtration 36 permettent de capter une partie des particules arrachées à la partie primaire du générateur de vapeur De préférence, on utilise un seul filtre 42,44 à la fois Lorsque la perte de charge à travers le filtre opérationnel devient trop importante, on bascule d'un filtre à un autre au moyen des vannes 46,48 d'isolation des filtres On peut également, après une certaine durée de mise en circulation de la solution, arrêter la filtration en isolant les filtres du circuit

de décontamination 24 et en ouvrant la vanne de dériva-

tion 50.

A l'issue de l'étape de circulation de la solu-

tion de décontamination dans les tubes sains d'un sous-

ensemble, on arrête l'injection d'ozone dans la solution et on vidange la totalité du volume de solution contenue

dans les tubes du faisceau et dans le circuit de déconta-

mination 24 La solution de décontamination est transfé-

rée dans le réservoir auxiliaire 78 au moyen de la pompe 84, pour y être stockée momentanément. Si la solution de décontamination est altérée, en particulier si la concentration en cérium est devenue trop faible et la concentration en particules contaminées

est devenue trop importante, on ouvre la vanne de drai-

nage 104 et la solution est drainée jusqu'à un collecteur d'effluents liquides pour être traitée par la suite

suivant des étapes qui seront décrites ultérieurement.

Habituellement, la même solution peut être utilisée pour décontaminer trois sous-ensembles de quatre cents tubes environ On effectue la décontamination de la totalité des tubes sains du faisceau en huit à neuf passes environ en utilisant approximativement 9 m 3 de

solution de décontamination.

A l'issue de la vidange de la solution de décon-

tamination, on rince les tubes du sous-ensemble du

faisceau avec une solution comprenant de l'eau déminéra-

lisée et de l'eau oxygénée On introduit la solution de rinçage dans le réservoir de circulation 26 par des moyens connus, non représentés sur les figures, et on fait circuler, au moyen de la pompe de circulation 30, la

solution de rinçage à travers les tubes sains du sous-

ensemble du faisceau.

L'eau oxygénée H 202 réagit avec le cérium résiduel de valence IV et le réduit en cérium de valence III, selon la réaction chimique suivante:

H 202 + 2 Ce 4 + -< 2 Ce 3 + + 02 + 2 H+.

A l'issue du rinçage des tubes, on vidange la

solution de rinçage par des moyens connus, non représen-

tés sur les figures La solution de rinçage vidangée est recueillie dans un collecteur d'effluents liquides pour être traitée par la suite suivant des étapes qui seront

décrites ultérieurement.

Après avoir décontaminé et rincé les tubes sains d'un sous-ensemble du faisceau, on raccorde le circuit de décontamination 24 à un autre sousensemble de tubes auquel on fait subir les étapes de décontamination et de

rinçage décrites ci-dessus.

* Selon l'état d'altération de la solution de décontamination à l'issue de la décontamination du précédent sous-ensemble de tubes, on utilise la même solution de décontamination ou bien on prépare une nouvelle charge de la solution de volume sensiblement identique.

On décrira maintenant les étapes de décontamina-

tion de la boite à eau 22 et des tubes défectueux (bou-

chés) du faisceau. Après avoir décontaminé tous les tubes sains du faisceau, on bouche les

deux extrémités des tubes sains

décontaminés et on perce les bouchons des tubes défec-

tueux non décontaminés Ainsi, les deux compartiments 22 A,22 B de la boîte à eau sont reliés par les tubes

défectueux débouchés.

On a représenté à la figure 3 une installation 10 similaire à celle représentée à la figure 1 Sur la figure 3, les éléments analogues à ceux de la figure 1 ayant des fonctions analogues sont désignés par les mêmes références. Le circuit de décontamination 24 est raccordé à un sous-ensemble 121 de la partie primaire du générateur de vapeur comprenant les deux compartiments 22 A,22 B de la

boîte à eau et les tubes défectueux débouchés du fais-

ceau Pour des raisons de clarté, on a représenté, sur la figure 3, un seul tube défectueux 18 B. Les manchons 23 A,23 B de la boîte à eau sont fermés par des plaques 122 A,122 B munis d'orifices de raccordement aux conduits 108 reliant la boîte à eau au

circuit de décontamination 24.

La décontamination de la boîte à eau et des tubes défectueux est effectuée en faisant circuler à travers ceux-ci un volume de solution de décontamination du type décrit précédemment, suivant des étapes analogues à

celles de la décontamination des tubes sains.

Les tubes défectueux présentent un risque de fuite pour des pressions voisines de 150 bars Par contre, ce risque de fuite est écarté en faisant circuler dans les tubes défectueux la solution de décontamination

à une pression sensiblement égale à la pression atmosphé-

rique. Le volume de solution utilisé est fonction du volume total délimité par les compartiments 22 A,22 B de la boîte à eau et par les tubes défectueux que l'on doit

remplir de solution.

La boîte à eau et les tubes défectueux sont rincés à l'issue de leur décontamination par une solution de rinçage du type décrit précédemment, suivant des étapes analogues à celles du rinçage des tubes sains du faisceau. Les effluents liquides comprenant les solutions de décontamination et de rinçage altérées sont recueillis dans un collecteur, non représenté sur les figures, pour

être traités par la suite.

On décrira maintenant le traitement des solutions de décontamination et de rinçage altérées après leur utilisation dans les éléments de la partie primaire du générateur de vapeur Ces solutions, recueillies dans des collecteurs d'effluents liquides, sont soumises aux

étapes de traitement suivantes.

On injecte dans les effluents liquides un agent comprenant de l'eau oxygénée afin de réduire les ions Ce" en ions Ce 3 + et de stocker ultérieurement le cérium à la

valence III.

Les effluents liquides sont ensuite neutralisés par injection d'un agent comprenant de la soude, puis transférés dans une installation d'assèchement (non représentée sur les figures) dans laquelle ils sont

soumis à une évaporation sous vide.

En variante, les effluents liquides peuvent être asséchés en effectuant, dans un premier temps, une centrifugation des effluents de façon à recueillir les

déchets insolubles, et dans un deuxième temps, en effec-

tuant une évaporation sous vide des effluents de façon à

recueillir les déchets solubles.

Les effluents asséchés sont confinés dans des enceintes de type connu adaptées pour le stockage de déchets nucléaires de faible et moyenne activité Ces enceintes peuvent être en béton ou métalliques Dans l'exemple décrit, la masse totale d'effluents asséchés après décontamination de la totalité du faisceau et de la

boîte à eau est d'environ 1500 Kg.

Par ailleurs, les filtres colmatés, utilisés dans le circuit de décontamination, sont compactês Ces

filtres permettent de recueillir 50 % environ des particu-

les solides arrachées par la solution de décontamination

à la partie primaire du générateur de vapeur.

Dans l'exemple décrit, le volume total des déchets comprenant les filtres compactés, les effluents

asséchés et du béton de confinement est d'environ 5 N 3.

Ce volume de déchets est stocké par exemple dans des conteneurs du type commercialisé sous le nom

"MOSA K".

Le procédé de décontamination selon l'invention permet d'obtenir un facteur de décontamination, défini

par le rapport du champ de rayonnement avant décontamina-

tion sur le champ de rayonnement après décontamination, supérieur à 1000 et pouvant atteindre voire dépasser

15000.

Outre les constituants déjà cités, la solution de décontamination peut contenir également de l'acide sulfurique On peut également remplacer l'acide nitrique

de la solution par de l'acide sulfurique.

La décontamination des éléments du circuit d'eau

primaire est effectuée sans surpression, à une tempéra-

ture inférieure à 600.

Le procédé de décontamination selon l'invention permet de décontaminer simultanément un groupe de tubes du faisceau et de réduire à quelques mètres-cube le

volume de déchets produit par la décontamination.

Par ailleurs, les effluents produits peuvent être

stockés dans des enceintes standard.

La solution de décontamination que l'on a décrite a une composition adaptée pour décontaminer de façon optimale un faisceau de tubes d'eau primaire en Inconel, mais cette solution peut être également utilisée pour

décontaminer des éléments en inox.

Le procédé de décontamination selon l'invention peut également être appliqué à un générateur de vapeur

comprenant un faisceau de tubes d'eau primaire rectili-

gnes Ces tubes sont reliés à chaque extrémité à une plaque tubulaire et à une boîte à eau Dans ce cas, un

sous-ensemble de tube est raccordé au circuit de déconta-

mination au moyen de collecteurs fixés sur les plaques

tubulaires des extrémités du faisceau.

Claims (20)

REVENDICATIONS

1 Procédé de décontamination de la partie primaire d'un générateur de vapeur ( 12) usagé d'un réacteur nucléaire à eau légère sous pression, cette partie primaire comportant une pluralité d'éléments d'échange de chaleur ( 18 A,18 B), le procédé comprenant la mise en contact des surfaces contaminées de la partie primaire avec une solution de décontamination acide comportant du cérium de valence IV sous forme d'ions Ce"+, caractérisé par le fait qu'on subdivise la pluralité d'éléments d'échange de chaleur contaminés en plusieurs

sous-ensembles ( 106,121) et qu'on fait subir successi-

vement à chaque sous-ensemble ( 106,121) les étapes de décontamination suivantes: on fait circuler en circuit fermé un volume prédéterminé de solution de décontamination dans les éléments contaminés ( 18 A,18 B) du sous-ensemble ( 106,121), pendant une durée T, en alimentant continuellement la solution de décontamination en ozone, on vidange la solution de décontamination, on fait circuler une solution de rinçage dans le sous-ensemble d'éléments contaminés,

on vidange la solution de rinçage.

2 Procédé selon la revendication 1, la partie primaire du générateur de vapeur comportant un faisceau ( 18) de tubes en U formant des éléments d'échange de chaleur, les tubes ayant leurs deux extrémités raccordées respectivement aux deux compartiments ( 22 A, 22 B) d'une boîte à eau ( 22), le faisceau ( 18) comprenant des tubes sains ( 18 A) dont les extrémités sont ouvertes et des tubes défectueux ( 18 B) dont les extrémités sont obturées par des bouchons, caractérisé par le fait: qu'on subdivise le faisceau ( 18) en plusieurs

sous-ensembles ( 106) comportant chacun un nombre sensi-

blement identique de tubes,

qu'on fait circuler la solution de décontamina-

tion successivement dans chaque sous-ensemble ( 106) de tubes, simultanément dans tous les tubes sains ( 18 A) d'un même sous-ensemble, et qu'après avoir décontaminé tous les tubes sains ( 18 A) du faisceau, on bouche les deux extrémités des tubes sains décontaminés, on perce les bouchons des tubes défectueux ( 18 B) non décontaminés, on fait circuler la solution de décontamination à travers les deux compartiments ( 22 A,22 B) de la boite à

eau et les tubes défectueux ( 18 B).

3 Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la solution de décontamination comprend de l'acide nitrique imposant un p H de la solution compris

entre 0,5 et 1, du nitrate de cérium suivant une propor-

tion de 8 à 10 g/l, et de l'ozone suivant une concentra-

tion de 2,5 ppm.

4 Procédé selon la revendication 2 ou 3, carac-

térisé en ce que la température de la solution est

comprise entre 20 et 300.

Procédé selon l'une quelconque des revendica- tions 2 à 4, caractérisé en ce que chaque sous-ensemble ( 106) du faisceau comprend environ 400 tubes et en ce que le volume de solution de décontamination est d'environ 3 m 3.

6 Procédé selon l'une quelconque des revendica-

tions 2 à 5, caractérisé en ce que la durée T de circula-

tion de la solution de décontamination dans chaque sous-

ensemble ( 106) de tubes du faisceau est comprise entre 6 et 24 h.

7 Procédé selon l'une quelconque des revendica-

tions 2 à 6, caractérisé en ce qu'on inverse le sens de circulation de la solution de décontamination dans les

tubes du faisceau ( 18) environ toutes les heures.

8 Procédé selon l'une quelconque des revendica-

tions 2 à 7, caractérisé en ce que la vitesse de circula-

tion de la solution de décontamination dans les tubes du

faisceau ( 18) est comprise entre 2,5 cm/s et 25 cm/s.

9 Procédé selon l'une quelconque des revendica-

tions 1 à 8, caractérisé en ce que la solution de rinçage

comprend de l'eau déminéralisée et de l'eau oxygénée.

10 Procédé selon l'une quelconque des revendica-

tions 1 à 9, caractérisé en ce que la solution de décon-

tamination circulant dans les éléments contaminés de la partie primaire est filtrée à travers au moins un filtre ( 42,44) captant les particules arrachées par la solution à la partie primaire, ceci tant que la perte de charge à travers le filtre ( 42,44) est inférieure à une valeur prédéterminée.

11 Procédé selon l'une quelconque des revendica-

tions 1 à 10, caractérisé en ce qu'on traite les ef-

fluents liquides comprenant la solution de décontamina-

tion et la solution de rinçage après leur utilisation

dans la partie primaire, en effectuant les étapes suivan-

tes: on injecte dans les effluents liquides un agent réduisant les ions Ce 4 + en ions Ce 3 %, on injecte un agent neutralisant la solution, on assèche les effluents liquides, on confine les effluents asséchés dans des enceintes adaptées pour le stockage de déchets de faible

et moyenne activité.

12 Procédé selon la revendication 11, carac-

térisé en ce que l'agent de réduction des ions Ce 4 + en

ions Ce 3 + comprend de l'eau oxygénée.

13 Procédé selon la revendication 11 ou 12, caractérisé en ce que l'agent de neutralisation des

effluents comprend de la soude.

14 Procédé selon l'une quelconque des revendica-

tions 11 à 13, caractérisé en ce qu'on assèche les

effluents liquides par évaporation sous vide.

Procédé selon l'une quelconque des revendica-

tions 11 à 13, caractérisé en ce qu'on assèche les effluents liquides en effectuant, dans un premier temps, une centrifugation des effluents de façon à recueillir les déchets insolubles des effluents, et dans un deuxième

temps, en effectuant une évaporation sous vide des ef-

fluents de façon à recueillir les déchets solubles.

16 Installation pour la mise en oeuvre du

procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 15,

caractérisée en ce qu'elle comporte un circuit de décon-

tamination ( 24) en boucle fermée comprenant un réservoir de circulation ( 26) de solution de décontamination, et des moyens ( 30) de mise en circulation de la solution raccordés entre le réservoir ( 26) et l'extrémité amont des éléments contaminés ( 106,121) de la partie primaire du générateur de vapeur, l'installation comprenant de plus des moyens ( 25) d'ozonation de la solution de décontamination. 17 Installation selon la revendication 16, caractérisée en ce que le circuit de décontamination ( 24) en boucle fermée comprend des moyens de filtration ( 36) raccordés entre l'extrémité aval des éléments contaminés ( 106,121) de la partie primaire et le réservoir de

circulation ( 26).

18 Installation selon la revendication 16 ou 17, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens ( 52) d'inversion du sens de circulation de la solution de décontamination dans les éléments contaminés ( 106,121) de

la partie primaire du générateur de vapeur.

19 Installation selon l'une quelconque des

revendications 16 à 18, caractérisé en ce que les moyens

( 36) de filtration comprennent au moins deux filtres ( 42,44) raccordés en parallèle, des moyens ( 46,48) pour isoler chaque filtre du circuit de décontamination et des

moyens ( 50) de dérivation des filtres.

Installation selon l'une quelconque des

revendications 16 à 19, caractérisée en ce que les moyens

d'ozonation ( 25) comprennent un ozoneur ( 58) raccordé à un mélangeur à trompe ( 64) dont l'extrémité amont est alimentée en solution de décontamination par une pompe ( 70) raccordée au réservoir de circulation ( 26) et dont

l'extrémité aval est raccordée au réservoir de circula-

tion ( 26).

21 Installation selon l'une quelconque des

revendications 16 à 20, caractérisée en ce qu'elle

comprend un réservoir auxiliaire ( 78), relié au réservoir de circulation ( 26) par des moyens de transfert de

contenu, destiné notamment à la préparation de la solu-

tion de décontamination et au stockage intermédiaire de la solution de décontamination après vidange du réservoir

de circulation ( 26).

22 Installation selon l'une quelconque des

revendications 16 à 21, caractérisée en ce que le circuit

de décontamination ( 24) est raccordé par des moyens ( 34 A,34 B) de raccordement amovibles aux extrémités amont

et aval d'un sous-ensemble ( 106,121) d'éléments contami-

nés de la partie primaire du générateur de vapeur.

23 Installation selon la revendication 22, caractérisée en ce que les moyens de raccordement ( 34 A, 34 B) comprennent deux collecteurs amovibles ( 110), raccordant respectivement les extrémités amont et aval d'un sous-ensemble ( 106) de tubes du faisceau au circuit de décontamination ( 24), le bord ( 112) des collecteurs ( 110) étant plaqué à joint étanche contre une plaque tubulaire ( 20) de fixation des extrémités des tubes du faisceau, les deux collecteurs ( 110) étant disposés l'un en regard des extrémités amont et l'autre en regard des

extrémités aval des tubes du sous-ensemble ( 106).

24 Installation selon la revendication 23,

caractérisée en ce que les collecteurs ( 110) de raccorde-

ment comportent chacun un double bord ( 112) délimi-

tant un canal ( 116) destiné à recueillir des fuites éventuelles de la solution circulant dans le collecteur

( 110), ce canal étant raccordé à un collecteur de fuites.