FR2931990A1 - Temporary perforation clogging tool for e.g. reactor building pool wall of nuclear power plant, has vent duct connected to air injection or pressure reduction circuit that injects air in vent duct or reduces pressure of vent duct - Google Patents
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Abstract
Description
Outillage de colmatage provisoire d'une perforation sur une paroi d'une piscine de centrale nucléaire et procédé de mise en sécurité d'une piscine avec un tel outillage La présente invention concerne un outillage de colmatage provisoire d'une perforation sur une paroi d'une piscine de stockage de combustible nucléaire usé ou d'une piscine d'un bâtiment réacteur d'une centrale nucléaire. L'invention concerne également un procédé de mise en sécurité de ces types de piscines à l'aide d'un tel outillage de colmatage provisoire. Dans l'industrie nucléaire, les assemblages combustibles, qui constituent la source d'énergie des centrales nucléaires, doivent fréquemment être stockés après une période d'utilisation dans le coeur du réacteur. Un tel stockage peut intervenir aussi bien lorsque l'assemblage est neuf que lorsqu'il a été irradié dans le coeur du réacteur. Dans le premier cas, des stockages peuvent être nécessaires sur le site de fabrication, comme dans la centrale nucléaire. Après irradiation, les assemblages peuvent être stockés dans la centrale, puis en un lieu éloigné de celle-ci tel qu'un site de retraitement. Lorsque les assemblages de combustible nucléaire doivent être stockés, ils sont habituellement placés dans des râteliers de stockage immergés dans une piscine de stockage de combustible nucléaire usé ou dans une piscine d'un bâtiment réacteur d'une centrale nucléaire. Les râteliers de stockage comprennent une structure rigide, qui peut être réalisée de différentes manières de façon à délimiter un certain nombre de logements juxtaposés, dont l'axe longitudinal est orienté verticalement. The present invention relates to a temporary sealing tool for a perforation on a wall of a nuclear power plant pool and method of securing a swimming pool with such a tool. a spent nuclear fuel storage pool or a pool of a reactor building of a nuclear power plant. The invention also relates to a method of securing these types of pools using such temporary sealing tooling. In the nuclear industry, fuel assemblies, which constitute the energy source of nuclear power plants, must frequently be stored after a period of use in the reactor core. Such storage can take place both when the assembly is new and when it has been irradiated in the reactor core. In the first case, storages may be needed at the manufacturing site, as in the nuclear power plant. After irradiation, the assemblies can be stored in the plant and then at a location remote from it such as a reprocessing site. When nuclear fuel assemblies are to be stored, they are usually placed in storage racks immersed in a spent nuclear fuel storage pool or in a pool of a reactor building of a nuclear power plant. The storage racks comprise a rigid structure, which can be made in different ways so as to delimit a number of juxtaposed housing, whose longitudinal axis is oriented vertically.
Certains des logements, aussi appelés "alvéoles", sont prévus pour recevoir un ensemble d'assemblages de combustible nucléaire. A cet effet, la section des logements est compatible à celle des assemblages, c'est à dire généralement carrée. Les parois des piscines sont recouvertes de tôles métalliques notamment en acier inoxydable fixées par adhésif. Ces tôles recouvrant les parois et notamment le fond subissent des sollicitations mécaniques sévères induites par les râteliers de stockage et les assemblages de combustible qu'ils contiennent. Some of the dwellings, also called "cells", are designed to receive a set of nuclear fuel assemblies. For this purpose, the housing section is compatible with that of the assemblies, that is to say generally square. The walls of the pools are covered with metal sheets including stainless steel fixed by adhesive. These sheets covering the walls and in particular the bottom undergo severe mechanical stress induced by the storage racks and the fuel assemblies they contain.
En effet, lors de la pose de ces râteliers de stockage sur le fond de la piscine, ils entrent en contact avec les tôles métalliques ce qui peut, à la suite d'une erreur de manutention, provoquer une perforation ou des fissures sur les tôles métalliques et une fuite d'eau contaminée de la piscine. Indeed, during the installation of these storage racks on the bottom of the pool, they come into contact with the metal sheets which may, as a result of a handling error, cause perforation or cracks on the sheets metal and a contaminated water leak from the pool.
Dans ce cas, il faut intervenir dans les meilleurs délais afin de colmater le plus rapidement possible la ou sont les perforations et cela de préférence à distance afin d'éviter d'exposer le personnel d'intervention à une irradiation importante. L'invention a pour but de proposer un outillage de colmatage provisoire d'une perforation sur une paroi d'une piscine de stockage de combustible nucléaire usé ou d'une piscine d'un bâtiment réacteur d'une centrale nucléaire, qui permet par des moyens simples à mettre en oeuvre, d'intervenir à distance et de manière rapide. L'invention a donc pour objet un outillage de colmatage provisoire d'une perforation sur une paroi d'une piscine de stockage de combustible nucléaire usé ou d'une piscine d'un bâtiment réacteur d'une centrale nucléaire, caractérisé en ce qu'il comprend un châssis destiné à être relié à au moins un système détachable de manutention à distance et portant au moins une ventouse au mois apte à être appliquée sur ladite perforation, ladite au moins ventouse étant raccordée à un circuit d'injection d'air comprimé dans ladite ventouse ou de mise en dépression de ladite ventouse. Selon d'autres caractéristiques de l'invention : - le circuit d'injection ou de mise en dépression comporte une vanne pilotée à distance entre une première position ouverte pour l'injection d'air comprimé ou pour la mise en dépression de ladite ventouse et une seconde position fermée, - la vanne est pilotée à distance par une commande actionnée à distance par un circuit pneumatique, - la vanne est portée par le châssis, - la vanne est pilotée à distance par un circuit pneumatique, - le circuit d'injection ou de mise en dépression et le circuit pneumatique de la vanne sont raccordés à un ensemble pneumatique situé à l'extérieur de la piscine, et - le châssis a la forme d'un arceau. In this case, it is necessary to intervene as soon as possible in order to seal as quickly as possible or where the perforations are, preferably at a distance, in order to avoid exposing the intervention personnel to significant irradiation. The aim of the invention is to propose a tool for temporary sealing of a perforation on a wall of a spent nuclear fuel storage pool or a swimming pool of a reactor building of a nuclear power station, which allows, by means of simple means to implement, to intervene remotely and quickly. The invention therefore relates to a temporary sealing tool for a perforation on a wall of a spent nuclear fuel storage pool or a pool of a reactor building of a nuclear power plant, characterized in that it comprises a frame intended to be connected to at least one detachable remote handling system and carrying at least one suction cup at the month suitable for being applied to said perforation, said at least one suction cup being connected to a compressed air injection circuit in said suction cup or depression of said suction cup. According to other characteristics of the invention: the injection or depressurization circuit comprises a valve controlled remotely between a first open position for the injection of compressed air or for the depression of said suction cup and a second closed position, - the valve is remotely controlled by a command actuated remotely by a pneumatic circuit, - the valve is carried by the frame, - the valve is controlled remotely by a pneumatic circuit, - the injection circuit or depression and the pneumatic circuit of the valve are connected to a pneumatic assembly located outside the pool, and - the frame has the form of a hoop.
L'invention a également pour objet un procédé de mise en sécurité d'une piscine après perforation d'une paroi, notamment d'une piscine de stockage de combustible nucléaire usé ou d'une piscine d'un bâtiment réacteur d'une centrale nucléaire au moyen d'un outillage de colmatage provisoire tel que précédemment défini, caractérisé en ce qu'il consiste : - à descendre dans la piscine l'outillage de colmatage à l'aide d'au moins un système détachable de manutention à distance, - à placer à l'aplomb de la perforation de la paroi, ladite au moins ventouse, - à ouvrir la vanne de l'outillage, - à injecter dans la ventouse de l'air comprimé pour chasser l'eau, - à mettre ladite ventouse en dépression, - à fermer la vanne, et - à détacher le système de manutention de l'outillage. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels : - La Fig. 1 est une vue partielle et en perspective d'une piscine de stockage de combustible nucléaire usé, et - la Fig. 2 est une vue schématique en perspective d'un outillage de colmatage provisoire d'une perforation sur une paroi de la piscine. Sur la Fig. 1, on a représenté une partie d'une piscine de stockage de combustible nucléaire usé, désignée de manière générale par la référence 1. De manière classique, la piscine 1 est de forme parallélépipédique et délimitée par des parois verticales 2 et par un fond 3. The invention also relates to a method for securing a pool after perforation of a wall, in particular a spent nuclear fuel storage pool or a pool of a reactor building of a nuclear power station. by means of a provisional sealing tool as previously defined, characterized in that it consists in: - down into the pool the sealing tool using at least one detachable remote handling system, - to be placed in line with the perforation of the wall, said at least sucker, - to open the valve of the tool, - to inject into the sucker of the compressed air to expel the water, - to put said sucker in depression, - to close the valve, and - to detach the handling system from the tooling. Other characteristics and advantages of the invention will appear on reading the following description, given by way of example and with reference to the appended drawings, in which: FIG. 1 is a partial perspective view of a spent nuclear fuel storage pool, and FIG. 2 is a schematic perspective view of a provisional sealing tool for a perforation on a wall of the pool. In FIG. 1, there is shown a portion of a spent nuclear fuel storage pool, generally designated by the reference 1. In a conventional manner, the pool 1 is of parallelepipedal shape and defined by vertical walls 2 and a bottom 3 .
Les surfaces internes des parois verticales 2 et la surface du fond 3 sont recouvertes par un revêtement formé d'une peau en acier inoxydable et qui est fixé au contact de la paroi en béton de la piscine, par l'intermédiaire de moyens appropriés de type connu. La piscine est destinée à recevoir des râteliers de stockage 5 d'assemblages de combustible nucléaire usé et ces râteliers 5 peuvent être fixés sur le fond 3 de la piscine 1 par l'intermédiaire de moyens d'ancrage, non représentés. Chaque râtelier de stockage 5 peut recevoir plusieurs dizaines d'assemblages de combustible nucléaire non représentés, et les râteliers de stockage 5 sont placés les uns à côtés des autres sur le fond 3, comme montré à la Fig. 1. Le revêtement formant la peau en acier inoxydable, notamment du fond 3, subit des sollicitations mécaniques sévères induites, provoquées par les râteliers de stockage 5 lorsqu'ils sont posés sur le fond 3 et également lorsqu'ils sont déplacés transversalement afin de les positionner les uns à côtés des autres. Ainsi, lors de la manutention des râteliers de stockage 5, il peut se produire qu'il viennent heurter un peu violemment les parois latérales 2 ou le fond 3 entraînant une perforation du revêtement. The internal surfaces of the vertical walls 2 and the bottom surface 3 are covered by a coating formed of a stainless steel skin and which is fixed in contact with the concrete wall of the swimming pool, by means of appropriate means such as known. The pool is intended to receive storage racks 5 of spent nuclear fuel assemblies and these racks 5 can be fixed on the bottom 3 of the pool 1 by means of anchoring means, not shown. Each storage rack 5 can receive several tens of unrepresented nuclear fuel assemblies, and the storage racks 5 are placed next to one another on the bottom 3, as shown in FIG. 1. The coating forming the stainless steel skin, especially the bottom 3, undergoes severe mechanical stress induced by the storage racks 5 when placed on the bottom 3 and also when they are moved transversely to the position one beside the other. Thus, during the handling of the storage racks 5, it may occur that they hit the sidewalls 2 or the bottom 3 a little violently causing the perforation of the coating.
Afin d'éviter toute fuite d'eau contaminée, la perforation doit être obturée rapidement et de manière provisoire avant une intervention pour une réparation définitive. L'obturation provisoire de la perforation est réalisée à l'aide d'un outillage de colmatage provisoire, conforme à l'invention, et représenté à la Fig. 2. To prevent any leakage of contaminated water, the perforation must be closed quickly and temporarily before an intervention for a final repair. The temporary filling of the perforation is carried out using a temporary sealing tool, in accordance with the invention, and represented in FIG. 2.
L'outillage de colmatage désigné dans son ensemble par la référence 10 comprend un châssis 11 ayant de préférence la forme d'un arceau et dont la partie supérieure détermine une anse 11 a destinée à être reliée à au moins un système détachable de manutention à distance et dont la partie inférieure 11 b permet la liaison à un bloc interface 13. The sealing tool generally designated by reference numeral 10 comprises a frame 11 preferably having the shape of a bow and whose upper part determines a handle 11a intended to be connected to at least one detachable remote handling system and whose lower part 11b allows the connection to an interface block 13.
Dans le cas présent, le système de manutention à distance est constitué par une perche 12 munie à son extrémité inférieure d'un crochet 12a destiné à être positionné dans la anse 11 a du châssis 11 afin de pouvoir déplacer à distance l'outillage de colmatage 10. Le système détachable de manutention de l'outillage 10 peut être formé par tout autre système approprié, de type connu. La perche 12 est de préférence accrochée au crochet d'un pont passerelle du bâtiment combustible dans le cas d'une piscine de stockage du combustible nucléaire usé ou à une machine de chargement du bâtiment réacteur dans le cas d'une piscine d'un bâtiment réacteur d'une centrale nucléaire. In this case, the remote handling system is constituted by a pole 12 provided at its lower end with a hook 12a intended to be positioned in the handle 11a of the frame 11 in order to remotely move the sealing tooling 10. The detachable equipment handling system 10 may be formed by any other suitable system of known type. The boom 12 is preferably attached to the hook of a bridge bridge of the fuel building in the case of a spent nuclear fuel storage pool or to a reactor building loading machine in the case of a swimming pool of a building reactor of a nuclear power station.
Le châssis 11, supporte à sa partie inférieure 11 b, un bloc interface 13 supportant par l'intermédiaire du châssis 11 une ventouse 14 de type connu. The frame 11, supports at its lower part 11b, an interface block 13 supporting via the frame 11 a suction cup 14 of known type.
Les dimensions de la ventouse 14 sont adaptées en fonction des dimensions de la perforation et de sa localisation. Plusieurs ventouses peuvent être couplées si nécessaire. La ventouse 14 est raccordée à un circuit 20 composé d'un conduit renforcé 23 afin de palier à son écrasement lors de la mise en dépression et de la pression sous quinze mètres d'eau en fond de piscine, d'une vanne 21 commandée à distance située au plus près de la ventouse 14 et du bloc interface 13 servant de liaison entre la ventouse 14 et la vanne 21. La vanne 21 est composée d'un corps 22 et d'une commande à piston double effet 25 appelée ci-après commande, actionnée à distance à l'aide d'un circuit pneumatique 26. Cette vanne 21 sert à fermer le circuit au plus près de la ventouse 14 afin d'éviter que le circuit 20 ne se remplisse entièrement d'eau lors de la descente de la ventouse 14 en fond de piscine. Ainsi par la fermeture de cette vanne 21, la quantité d'eau infiltrée dans le circuit 20 reste moindre, donc plus facile à gérer. Cette vanne 21 pilotée à distance par la commande 25 elle-même commandée par le circuit pneumatique 26 qui comporte, de manière classique, un premier conduit 26a d'injection d'air d'un coté du piston double effet de la commande 25 et un second conduit 26b d'injection d'air comprimé d'un autre côté du piston double effet de la commande 25 de façon à déplacer ce piston entre deux positions correspondant respectivement à l'ouverture et à la fermeture de la vanne 21. La position ouverte de la vanne 21 permet d'une part l'injection d'air comprimé ou la mise en dépression de la ventouse 14 et d'autre part le maintien de ladite ventouse 14 en dépression. La vanne 21 est ouverte en deux circonstances, lors de l'injection d'air comprimé dans le circuit 20 afin de chasser l'eau contenue dans ce dernier ou lors de la mise en dépression du circuit 20 afin de faire le vide au niveau de la ventouse 14 et de permettre à cette dernière de se plaquer sur le fond 3 ou sur une paroi latérale de la piscine 1. Cette dernière opération est généralement effectuée immédiatement après l'injection d'air comprimé, afin d'éviter que le circuit 20 ne remplisse à nouveau d'eau. La ventouse 14 étant plaquée, la vanne 21 actionnée par sa commande 25 est alors fermée et la mise en dépression arrêtée. La ventouse 14 reste plaquée d'une part par le vide prisonnier entre le fond 3 ou la paroi latérale 2 de la piscine 1 et la vanne 21 et d'autre part par la pression de l'eau qui est environ 1.5 bars à quinze mètres de profondeur. Le conduit renforcé 23 du circuit 20 d'injection ou de mise en dépression ainsi que le circuit pneumatique 26 de la vanne de commande 25 sont raccordés à un ensemble pneumatique, non représenté, situé à l'extérieur de la piscine 1. L'outillage de colmatage 10 est préparé en dehors de la piscine 1 et cet outillage 10 est mis en place à l'intérieur de la piscine 1 à l'aide de la perche 12, comme représenté à la Fig. 2. Pour cela, le crochet 12a de la perche 12 est accroché à la anse 11 a de l'arceau 11 et l'autre extrémité de la perche est accrochée de préférence au crochet du pont passerelle dans le cadre d'une piscine de stockage de combustible nucléaire usé ou de préférence à la machine de chargement d'un réacteur nucléaire dans le cas d'une piscine de bâtiment réacteur d'une centrale nucléaire. L'outillage 10 est donc descendu progressivement à l'intérieur de la piscine 1 et est placé à l'aplomb de la perforation à colmater provisoirement. La ventouse 14 est appliquée par exemple sur le fond 3 et recouvre la perforation à colmater. Ensuite, la vanne 21 est ouverte et de l'air comprimé est injecté dans la ventouse 14 par l'intermédiaire du conduit principal 23 du bloc interface 13 afin de chasser le maximum d'eau de cette ventouse 14. The dimensions of the suction cup 14 are adapted according to the dimensions of the perforation and its location. Several suction cups can be coupled if necessary. The suction cup 14 is connected to a circuit 20 composed of a reinforced conduit 23 in order to overcome its crushing during the depression and the pressure under fifteen meters of water at the bottom of the pool, a valve 21 controlled at distance located closer to the suction cup 14 and the interface block 13 serving as a connection between the suction cup 14 and the valve 21. The valve 21 is composed of a body 22 and a double-acting piston control 25 hereinafter called remote control, actuated remotely using a pneumatic circuit 26. This valve 21 serves to close the circuit as close to the suction cup 14 to prevent the circuit 20 to fill completely with water during the descent suction cup 14 in the pool bottom. Thus by closing this valve 21, the amount of water infiltrated into the circuit 20 remains less, so easier to manage. This valve 21 remotely controlled by the control 25 itself controlled by the pneumatic circuit 26 which comprises, in a conventional manner, a first conduit 26a of air injection on one side of the piston double effect of the control 25 and a second conduit 26b compressed air injection on the other side of the piston double effect of the control 25 so as to move the piston between two positions respectively corresponding to the opening and closing of the valve 21. The open position of the valve 21 allows on the one hand the injection of compressed air or the depression of the suction cup 14 and on the other hand the holding of said suction cup 14 in depression. The valve 21 is opened in two circumstances, during the injection of compressed air into the circuit 20 in order to expel the water contained in the latter or during the depression of the circuit 20 to evacuate the level of the suction cup 14 and allow the latter to be pressed on the bottom 3 or on a side wall of the pool 1. This last operation is generally performed immediately after the injection of compressed air, to prevent the circuit 20 do not refill with water. The suction cup 14 being plated, the valve 21 actuated by its control 25 is then closed and the depression stopped. The suction cup 14 remains plated on the one hand by the prisoner vacuum between the bottom 3 or the side wall 2 of the pool 1 and the valve 21 and on the other hand by the pressure of the water which is about 1.5 bars to fifteen meters depth. The reinforced duct 23 of the injection or depressurization circuit 20 as well as the pneumatic circuit 26 of the control valve 25 are connected to a pneumatic assembly, not shown, located outside the pool 1. The tooling 10 is prepared outside the pool 1 and this tool 10 is placed inside the pool 1 with the aid of the pole 12, as shown in FIG. 2. For this, the hook 12a of the pole 12 is hooked to the handle 11a of the arch 11 and the other end of the pole is preferably hooked to the hook of the bridge bridge as part of a storage pool spent nuclear fuel or preferably to the loading machine of a nuclear reactor in the case of a reactor building pool of a nuclear power plant. The tool 10 is gradually lowered inside the pool 1 and is placed in line with the perforation to be temporarily sealed. The suction cup 14 is applied for example to the bottom 3 and covers the perforation to be sealed. Then, the valve 21 is opened and compressed air is injected into the suction cup 14 via the main conduit 23 of the interface block 13 in order to drive off the maximum amount of water from this suction cup 14.
Après, le vide est alors fait à l'intérieur de la ventouse 14 à l'aide d'une pompe à vide disposée dans l'ensemble pneumatique situé à l'extérieur de la piscine 1. Dès que, par exemple 80% du vide est atteint à l'intérieur de la ventouse 14, la vanne 21 est fermée à l'aide de la commande 25. L'aspiration est donc stoppée et la perche de manutention 12 est décrochée du châssis 11 et est retirée. La perforation est donc obturée provisoirement. L'outillage de colmatage 10 n'est enlevé de la piscine 1 qu'au moment où une réparation définitive de la perforation est effectuée par exemple par un plongeur ou par un dispositif de réparation automatique et commandé à distance; Dans l'exemple précédemment décrit, l'outillage selon l'invention est utilisé pour colmater une perforation réalisée sur le fond 3 de la piscine 1, cet outillage de colmatage peut être également utilisé sur une paroi verticale 2 de la piscine 1. After, the vacuum is then made inside the suction cup 14 using a vacuum pump disposed in the tire assembly located outside the pool 1. As soon as, for example 80% of the vacuum is reached inside the suction cup 14, the valve 21 is closed with the control 25. The suction is stopped and the handling boom 12 is detached from the frame 11 and is removed. The perforation is thus temporarily closed. The clogging tool 10 is removed from the pool 1 only when a final repair of the perforation is performed for example by a plunger or by an automatic repair device and remotely controlled; In the example described above, the tool according to the invention is used to seal a perforation made on the bottom 3 of the pool 1, this sealing tool can also be used on a vertical wall 2 of the pool 1.
Pour cela, la ventouse 14 est orientée perpendiculairement au châssis 11 et au cours du colmatage de la perforation au moyen de l'outillage 10, le châssis 11 est continuellement maintenu par la perche 12. L'outillage selon l'invention permet de colmater rapidement une perforation dans une piscine de stockage de combustible nucléaire usé ou dans une piscine d'un bâtiment réacteur d'une centrale nucléaire, et cela à distance sans intervention directe humaine. For this, the suction cup 14 is oriented perpendicularly to the frame 11 and during the clogging of the perforation by means of the tooling 10, the frame 11 is continuously maintained by the pole 12. The tool according to the invention makes it possible to seal quickly a perforation in a spent nuclear fuel storage pool or in a swimming pool of a reactor building of a nuclear power station, and this at a distance without direct human intervention.
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