FR3030861A1

FR3030861A1 - Centrale nucleaire

Info

Publication number: FR3030861A1
Application number: FR1555858A
Authority: FR
Inventors: KABALI CHafik EL; Hans Felser; Peter Hausch; Claus Schweinheim
Original assignee: Caverion Deutschland GmbH
Current assignee: Caverion Deutschland GmbH
Priority date: 2014-12-19
Filing date: 2015-06-25
Publication date: 2016-06-24
Anticipated expiration: 2035-06-25
Also published as: UA112604C2; RU2583841C1; US20160189809A1; GB2533435A; US10937555B2; FR3030861B1; UA116470C2; GB2533435B; GB201501504D0; CN106033687B; KR101735910B1; CN106033687A; KR20160075295A

Abstract

L'invention concerne une centrale nucléaire (1) comprenant un caisson de sécurité (2) contenant une cuve de réacteur (3) destinée à recevoir un combustible nucléaire fissible, un étage de filtration des aérosols (6, 6'), une conduite de décompression (8) au moyen de laquelle un débit volumétrique de gaz, filtré à l'étage de filtration des aérosols (6, 6'), peut être rejeté dans l'environnement en passant à travers un passage réalisé dans le caisson de sécurité (2), la centrale nucléaire comprenant en outre un étage de filtration de l'iode (7, 7') au moyen duquel le débit volumétrique de gaz, filtré à l'étage de filtration des aérosols (6, 6'), peut être filtré avant d'être rejeté dans l'environnement, l'étage de filtration de l'iode (7, 7') étant disposé à l'intérieur du caisson de sécurité (2). Pour développer une centrale nucléaire selon le préambule, il est prévu conformément à l'invention de relier entre eux l'étage de filtration des aérosols (6, 6') et l'étage de filtration de l'iode (7, 7') de manière à ce que le débit volumétrique de gaz sortant de l'étage de filtration des aérosols (6, 6') soit transféré dans l'étage de filtration de l'iode (7, 7') à un niveau de pression essentiellement identique.

Description

Description Introduction L'invention porte sur une centrale nucléaire comprenant : un caisson de sécurité contenant : une cuve de réacteur destinée à recevoir un combustible nucléaire fissible, un étage de filtration des aérosols, une conduite de décompression au moyen de laquelle un débit volumétrique de gaz, filtré à l'étage de filtration des aérosols, peut être rejeté dans l'environnement en passant à travers un passage dans le caisson de sécurité, ainsi qu'un étage de filtration de l'iode au moyen duquel le débit volumétrique de gaz, filtré à l'étage de filtration des aérosols, peut être filtré avant d'être rejeté dans l'environnement, l'étage de filtration de l'iode étant disposé à l'intérieur du caisson de sécurité. État de la technique Durant le fonctionnement de centrales nucléaires, un incident, par exemple au niveau du fluide de refroidissement, peut empêcher une évacuation suffisante de la chaleur hors du coeur du réacteur. Faute de refroidissement, il se produit une surchauffe de la cuve du réacteur, également appelée réacteur, ainsi qu'une évaporation de l'eau de refroidissement hors du circuit primaire du réacteur en raison de cette surchauffe et une destruction du béton de la fondation du réacteur. Ceci entraîne la génération de grandes quantités de vapeur et de gaz non condensés provoquant une augmentation de la pression dans le caisson de sécurité qui renferme, de façon étanche à la pression, le réacteur et les composants du circuit primaire.

D'après les connaissances actuelles, la pression de défaillance du caisson de sécurité des réacteurs à eau pressurisée, comprise entre 2,5 et 9 bars selon le modèle de réacteur, est atteinte au bout d'environ 2 à 5 jours en cas de fusion du coeur. L'atmosphère du caisson de sécurité ne contient alors plus que des fractions des quantités des aérosols radioactifs formés à l'origine par la fusion du coeur, du fait de processus de désintégration naturels, se déroulant sans autres mesures externes.

L'une des conséquences de l'incident de Tchernobyl (Union soviétique) en 1986 a été d'équiper toutes les centrales nucléaires allemandes d'installations de filtration et de réduction de surpression (filtre de ventilation) en vue de prévenir une libération incontrôlée de cette activité résiduelle du fait de la défaillance soudaine du caisson de sécurité et de réduire encore la quantité des substances radioactives libérées. Après la catastrophe de Fukushima (Japon) en 2011, on a commencé, aussi bien au Japon que dans d'autres pays, à équiper les caissons de sécurité des centrales nucléaires d'un filtre de ventilation.

Le Centre de recherche nucléaire de Karlsruhe de l'époque a développé un système de filtration - la méthode dite de filtration à sec - qui permet de réduire de façon conséquente la pollution de l'environnement par les aérosols radioactifs et l'iode radioactif gazeux ou ses composés organiques, notamment dans les conditions extrêmes qui règnent dans le caisson de sécurité en cas d'accidents de fusion du coeur, à savoir des gaz à des températures pouvant atteindre 250 °C et des pressions pouvant atteindre 9 bars. La méthode de filtration à sec est un système complètement passif qui se compose typiquement des éléments suivants : des filtres en non-tissé métalliques du filtre des aérosols pour retenir les aérosols radioactifs transportés par l'air des adsorbants à tamis moléculaire spécialement dopés pour la sorption chimique d'iode gazeux radioactif et de ses composés organiques.

Lors d'un accident de fusion du coeur, le mélange vapeur/gaz sous pression du caisson de sécurité est conduit vers la cheminée d'évacuation uniquement après avoir traversé un filtre très haute efficacité pour accident. La décompression empêche que le caisson de sécurité ne fasse défaillance suite à une pression excessive et le système de filtration protège l'environnement des aérosols et des composés iodés radioactifs transportés par l'air. Le document DE 10 2011 056 889 B3 décrit un dispositif de filtration des aérosols destiné à être utilisé dans un dispositif de décompression d'une centrale nucléaire et se caractérisant par une évacuation accrue de chaleur.35 Le document DE 38 15 850 Al décrit un procédé de décompression d'une centrale nucléaire dans lequel le flux de décharge est d'abord déshumidifié avec un filtre en non-tissé métallique et débarrassé des aérosols par filtration, puis séché par expansion avant que le flux de décharge ne soit séché en contact direct avec un tamis moléculaire destiné à la filtration par sorption de l'iode. Le procédé décrit par le document DE 38 15 850 Al tient compte du problème, lors d'un incident, de la présence d'une pression importante ainsi que d'une humidité importante due à la vapeur d'eau, sachant que la vapeur d'eau rend la filtration par sorption de l'iode impossible avec un tamis moléculaire en raison du dépôt de molécules d'eau dans le tamis moléculaire (inhibition). Seul un flux de décharge séché peut traverser efficacement un tamis moléculaire. En raison de la pression élevée, présente dans le caisson de sécurité (entre 2 et 9 bars) lors d'un incident, le séchage du flux de décharge est réalisé uniquement à l'extérieur du caisson de sécurité de façon typique à l'aide d'un dispositif d'étranglement placé en amont du filtre à iode (ce dispositif est également appelé diaphragme de réduction de la pression ou soupape de détente), ce qui provoque une augmentation du volume. Le séchage du flux de décharge à l'extérieur du caisson de sécurité s'accompagne des inconvénients suivants : D'une part, l'augmentation du volume de flux de décharge en vue du séchage nécessite des dispositifs de filtration aux dimensions correspondantes et, d'autre part, la filtration du flux de décharge contenant tant des aérosols radioactifs que de l'iode gazeux radioactif ainsi que ses composés organiques a lieu à l'extérieur du caisson de sécurité, donc à l'extérieur d'une zone contrôlée. Ceci nécessite des mesures de protection supplémentaires pour protéger le personnel et l'environnement de la radioactivité, en particulier des isotopes radioactifs de l'iode et de ses composés organiques. En outre, en raison de l'importante différence de température entre le flux de décharge et le dispositif de filtration situé à l'extérieur du caisson de sécurité, il existe un risque de condensation dans le dispositif de filtration, ce qui a pour conséquence que, notamment, un condensat radioactif résiduel reste dans le dispositif de filtration situé à l'extérieur du caisson de sécurité.

Dans une variante de réalisation, le document DE 38 15 850 Al cité ci-dessus, mais également le document DE 38 06 872 Ai, prévoit de placer dans le caisson de sécurité non seulement l'étage de filtration des aérosols, mais aussi l'étage de filtration de l'iode, de sorte qu'une grande partie des inconvénients cités ci-dessus sont surmontés. Pour garantir un taux de piégeage suffisant, on a placé entre l'étage de filtration des aérosols et l'étage de filtration de l'iode un système d'étranglement destiné à faire baisser la pression, c'est-à-dire pour provoquer l'expansion, de manière à obtenir un écart au point de rosée suffisamment important pour assurer le mécanisme de sorption de l'iode. Cependant, pour garantir, en outre, un gradient de pression entre l'étage de filtration de l'iode et l'atmosphère qui règne à l'extérieur du caisson de sécurité, il est obligatoire, pour assurer une réduction de la pression, de placer un autre système d'étranglement après l'étage de filtration de l'iode, vu dans le sens de l'écoulement, système qui assure une certaine pression dans l'étage de filtration de l'iode. Ce deuxième système d'étranglement doit pouvoir être adapté aux conditions de pression présentes au cas par cas et nécessite une unité de réglage. De plus, il est nécessaire que le carter de l'étage de filtration de l'iode soit extrêmement stable pour pouvoir résister au gradient de pression existant, en cas d'incident, entre la zone extérieure de l'étage de filtration de l'iode, donc à l'intérieur du caisson de sécurité, et la zone intérieure de l'étage de filtration de l'iode. Objectif de l'invention La présente invention a pour objectif de perfectionner une centrale nucléaire du type décrit au préambule de manière à surmonter les inconvénients cités ci-dessus. Solution Cet objectif est atteint par le fait que l'étage de filtration des aérosols et l'étage de filtration de l'iode sont reliés entre eux de manière à ce que le débit volumétrique de gaz sortant de l'étage de filtration des aérosols soit transféré dans l'étage de filtration de l'iode à un niveau de pression essentiellement identique. La restriction "à un niveau de pression essentiellement identique" provient du fait que certaines pertes de pression dues au système peuvent se produire, par exemple des pertes de charge naturelles au long de la tuyauterie. Au sens de la présente invention, un éventuel écart de pression entre l'étage de filtration des aérosols et l'étage de filtration de l'iode ne dépasse pas 200 mbar.

Conformément à l'invention, on renonce au séchage par expansion avant l'étage de filtration de l'iode, autrement dit il n'y a pas de soupape d'expansion entre l'étage de filtration des aérosols et l'étage de filtration de l'iode. C'est la raison pour laquelle il est possible de renoncer à un système d'étranglement pilotable supplémentaire, destiné à maintenir une certaine pression minimale, et placé normalement dans le sens d'écoulement du débit volumétrique de gaz, derrière l'étage de filtration de l'iode. En conséquence, selon l'invention, il est inutile d'installer une soupape d'expansion dans toute la conduite de décompression. Par conséquent, l'étage de filtration de l'iode fonctionne, en cas d'incident, dans le domaine de haute pression, autrement dit, la pression régnant dans l'étage de filtration de l'iode est approximativement la même que celle régnant dans le caisson de sécurité. Il va de soi que depuis l'intérieur du caisson de sécurité en passant par l'étage de filtration des aérosols, l'étage de filtration de l'iode, les tuyauteries reliant ceux-ci jusqu'à la conduite de décompression, il existe un certain gradient de pression qui permet de rejeter le débit volumétrique de gaz dans l'environnement. Avant de rejeter le flux de décharge dans l'environnement, il peut être conduit, à partir de la conduite de décompression, par exemple dans une cheminée, mais aussi d'abord dans un conduit d'évacuation d'air qui débouche, à son tour, dans une cheminée. À titre de variante, la conduite de décompression peut cependant déboucher aussi directement dans l'environnement. Le fait que l'étage de filtration de l'iode soit utilisé, selon la présente invention, dans le domaine de haute pression, permet de passer outre le préjugé des spécialistes, qui perdure depuis de longues années, selon lequel un adsorbant utilisé dans l'étage de filtration de l'iode ne fonctionne de manière fiable que lorsqu'il existe un écart au point de rosée, autrement dit, lorsque le débit volumétrique de gaz à filtrer a été séché par expansion. De ce point de vue, il était admis que le taux de piégeage augmente lorsque l'écart au point de rosée augmente lui aussi. Toutefois, dans le cadre d'un montage d'essai réalisé par la demanderesse, il s'est avéré, par hasard, que même avec un écart au point de rosée d'environ 0 K, il est possible d'atteindre un taux de piégeage suffisamment important avec les adsorbants utilisés aujourd'hui. Il s'est en outre avéré que l'adsorbant fonctionne parfaitement même en cas de forte humidité de l'air, ou dans des conditions de point de rosée (il y a condensation), de sorte qu'il est possible de renoncer à une expansion du flux de décharge entre l'étage de filtration des aérosols et l'étage de filtration de l'iode. Le fait de renoncer à une soupape d'expansion avant l'étage de filtration de l'iode - dans le sens de l'écoulement du débit volumétrique de gaz à filtrer - apporte les avantages suivants. L'étage de filtration de l'iode est utilisé de manière analogue à l'étage de filtration des aérosols à une surpression régnante pouvant atteindre 10 bars, d'où il en découle que, contrairement aux étages de filtration de l'iode utilisés habituellement, c'est un débit volumétrique de gaz plus petit pratiquement proportionnellement à la pression qui est transporté. Le débit volumétrique de gaz à filtrer étant nettement plus faible, l'étage de filtration de l'iode peut être conçu significativement plus petit, ce qui est avantageux en particulier dans le peu d'espace disponible à l'intérieur du caisson de sécurité. Ceci permet aussi plus de souplesse quant à un possible site d'installation ainsi qu'une nette amélioration de la maniabilité lors de l'installation de l'étage de filtration de l'iode. Un autre avantage est que le gradient de pression est toujours suffisant, ce qui doit être garanti pour le système passif de la ventilation. La réduction du débit volumétrique de gaz est également un avantage pour les tuyauteries transportant celui-ci puisqu'elles peuvent avoir ainsi un diamètre plus petit. Ceci signifie à son tour une plus grande liberté en ce qui concerne leur pose, car elles sont bien moins encombrantes. De même, l'absence de séchage par expansion avant l'étage de filtration de l'iode garantit un gradient de pression suffisant pour l'évacuation du débit volumétrique de gaz dans la conduite de décompression, même si les tuyauteries mesurent plusieurs centaines de mètres et avec la perte de charge qui va de pair. Il s'agit ainsi d'un système de filtration absolument passif qui ne nécessite aucun apport d'énergie auxiliaire. Étant donné que la pression qui règne aussi bien dans l'étage de filtration des aérosols que dans l'étage de filtration de l'iode est la même que dans le caisson de sécurité, les carters des filtres peuvent être conçus en ce qui concerne leur résistance 20 selon des normes simples. Une variante de liaison entre l'étage de filtration des aérosols et l'étage de filtration de l'iode peut résider dans la tuyauterie qui part de l'étage de filtration des aérosols et conduit à l'étage de filtration de l'iode. Cette tuyauterie ne présente justement pas de 25 dispositifs d'étranglement du débit volumétrique de gaz, tels que, par exemple, une soupape d'expansion. Une autre alternative pour relier l'étage de filtration des aérosols et l'étage de filtration de l'iode peut consister, conformément à une variante de réalisation de 30 l'invention, à placer l'étage de filtration des aérosols et l'étage de filtration de l'iode à l'intérieur du même carter de filtration de manière à créer une unité de filtration combinée pour les aérosols et l'iode. Il est ainsi possible de regrouper les deux étages de filtration dans une unité compacte. Ainsi, il est inutile de relier à l'aide de conduites étanches et résistantes l'étage de filtration des aérosols à un étage de filtration de l'iode séparé. 35 Toutefois, la place disponible dans le caisson de sécurité peut être si réduite qu'il peut être préférable de réaliser les deux étages de filtration séparément.

De plus, dans le but d'avoir une réalisation compacte de l'unité de filtration combinée aérosols/iode ainsi qu'un flux continu et régulier, il est avantageux qu'une section de sortie de l'étage de filtration des aérosols corresponde à une section d'entrée 5 de l'étage de filtration de l'iode. Dans le cas où l'étage de filtration des aérosols et l'étage de filtration de l'iode sont disposés à l'intérieur du même carter de filtre, c'est-à-dire qu'on est en présence d'une unité de filtration combinée aérosols/iode et en tenant compte du fait que l'étage de 10 filtration de l'iode prend peu de place, la profondeur, dans le sens de l'écoulement, de l'unité de filtration combinée aérosols/iode peut être comprise entre 1 400 mm et 2 000 mm et la hauteur, perpendiculaire au sens de l'écoulement (et le plus souvent approximativement verticale), de l'unité de filtration combinée aérosols/iode peut être comprise entre 2 500 mm et 2 900 mm. Un tel étage de filtration combiné aérosols/iode se 15 caractérise par sa compacité et peut être logé facilement et de manière flexible en particulier dans l'espace disponible restreint d'une centrale nucléaire. Les étages de filtration combinés aérosols/iode connus qui sont utilisés uniquement à l'extérieur du caisson de sécurité (enceintes de confinement), ont une profondeur de 9 m, dans le sens de l'écoulement, pour une largeur de filtre d'environ 1,50 m et une hauteur d'environ 20 3,70 m, voire plus. Une configuration particulièrement avantageuse de la centrale nucléaire selon l'invention prévoit que l'étage de filtration de l'iode adsorbe par voie chimique l'iode et/ou au moins un composé iodé organique, en particulier l'iodure de méthyle (iodométhane), 25 l'iode adsorbable et/ou le au moins un composé iodé organique pouvant être radioactifs. De plus, il est alors avantageux que l'étage de filtration de l'iode contienne un matériau zéolitique comme adsorbant, le matériau zéolitique étant, de préférence, hydrophobe. Comme matériau zéolitique hydrophobe, on peut utiliser un tectosilicate 30 organique cristallin qui a des structures réticulaires tridimensionnelles à base de tétraèdres de SiO4 et de A104. L'une des caractéristiques des zéolites est leur structure ouverte, le squelette de SiO4 et A104 renfermant de grandes cavités reliées entre elles par des canaux (pores) d'un diamètre homogène défini avec précision. 35 Le matériau zéolitique peut être dopé avec de l'argent de sorte que l'iode qui doit être piégé soit adsorbé par voie chimique par l'argent lié dans la structure zéolitique (sorption chimique). Afin d'empêcher d'éventuelles réactions catalytiques par des milieux contenant du H2, un autre matériau zéolitique de conception préférentielle peut présenter des propriétés chimiques correspondantes (inhibiteur). Le matériau zéolitique évoqué précédemment se caractérise par ses propriétés extrêmement hydrophobes et sa haute résistance aux températures, de telle sorte qu'il est tout à fait possible de l'utiliser dans une atmosphère saturée en vapeur - telle que celle qui peut régner dans un caisson de sécurité. En ce qui concerne un équipement a posteriori de centrales nucléaires existantes, il est particulièrement avantageux, en raison de la présence de sas qui n'ont typiquement et volontairement que de faibles dimensions, que l'étage de filtration des aérosols, l'étage de filtration de l'iode et/ou l'unité de filtration combinée aérosols/iode soient constitués d'au moins deux modules pouvant être reliés ensemble de manière étanche aux fluides. Le plus indiqué est alors de doter chaque filtre comportant une partie de carter qui l'entoure sur au moins un côté, d'un flasque périphérique au moyen duquel il est possible de relier des parties du carter qui s'aboutent. Il va de soi qu'un étage de filtration ou une unité de filtration peut être constitué aussi de trois, quatre, cinq modules ou plus, en particulier lorsqu'ils comportent plusieurs filtres montés en série.

Indépendamment d'une configuration séparée ou combinée des étages de filtration, il s'est avéré très avantageux qu'une surface de sortie de l'étage de filtration des aérosols soit à une distance d'une surface d'entrée de l'étage de filtration de l'iode, inférieure à 260 mm, de préférence inférieure à 250 mm, de manière encore plus préférée inférieure à 240 mm. Ceci a notamment pour avantage que la chaleur générée dans l'étage de filtration des aérosols chauffe l'étage de filtration de l'iode voisin en le séchant de ce fait. Ceci a une action positive sur le taux de piégeage de l'étage de filtration de l'iode. En conséquence, il est possible de renoncer à un dispositif de chauffage éventuellement prévu pour l'étage de filtration de l'iode, ce que l'on souhaite justement pour un système passif et donc sujet à des anomalies.

Comme cela a déjà été évoqué précédemment, il est possible de réduire de façon conséquente les dimensions de l'étage de filtration de l'iode en raison de sa configuration conformément à l'invention. Il est même possible de prévoir un étage de filtration de l'iode dans lequel la profondeur du lit de l'adsorbant est inférieure à 80 mm, de préférence inférieure à 60 mm, de manière encore plus préférée inférieure à 50 mm.

Par ailleurs, l'invention porte également sur un procédé de décompression d'un caisson de sécurité d'une centrale nucléaire dans lequel un débit volumétrique de gaz passe d'abord par un étage de filtration des aérosols, puis par un étage de filtration de l'iode avant que le débit volumétrique de gaz ainsi filtré ne soit rejeté dans 5 l'environnement par une conduite de décompression, l'étage de filtration des aérosols et l'étage de filtration de l'iode se trouvant à l'intérieur d'un caisson de sécurité contenant une cuve de réacteur. Conformément à l'invention, le débit volumétrique de gaz est transféré de l'étage de filtration des aérosols à l'étage de filtration de l'iode en gardant un débit volumétrique sensiblement constant, ce qui permet d'avoir les avantages décrits ci-10 dessus à propos de la centrale nucléaire. Selon une configuration avantageuse du procédé, il est prévu d'introduire le débit volumétrique de gaz provenant de l'étage de filtration des aérosols directement dans l'étage de filtration de l'iode de manière à ce que l'étage de filtration de l'iode soit séché 15 en continu par la chaleur générée dans l'étage de filtration des aérosols. Comme cela a déjà été évoqué précédemment, ceci permet d'améliorer le taux de piégeage de l'adsorbant. Par "directement", il faut comprendre au sens de la revendication que l'étage de filtration des aérosols et l'étage de filtration de l'iode sont traversés immédiatement l'un après l'autre, autrement dit la tuyauterie qui se trouve éventuellement entre ces deux 20 étages est très courte. De préférence, il est prévu qu'une section de sortie de l'étage de filtration des aérosols et une section d'entrée de l'étage de filtration de l'iode soient placées à l'intérieur d'un carter commun et qu'il soit possible de renoncer à interposer de tuyauterie entre. La distance entre l'étage de filtration des aérosols et l'étage de filtration de l'iode devrait être comprise, de préférence, entre 240 mm et 260 mm pour que le 25 transfert de chaleur soit optimal. Exemples de réalisation L'invention décrite ci-dessus est expliquée plus en détail ci-après à l'aide 30 d'exemples de réalisation d'une centrale nucléaire selon l'invention. Les figures montrent : Figure 1 : une représentation schématique d'une centrale nucléaire conforme à l'invention, 35 Figure 2 : une vue de l'étage de filtration des aérosols de la figure 1, Figure 3 : une coupe horizontale à travers l'étage de filtration des aérosols de la figure 2, Figure 4 : une vue de l'étage de filtration de l'iode de la figure 1, Figure 5 : une coupe horizontale à travers l'étage de filtration de l'iode de la figure 4, Figure 6 : une coupe horizontale à travers un étage de filtration de filtration des aérosols alternatif conforme à l'invention comportant un étage de filtration de l'iode intégré, et Figure 7 : une coupe verticale de l'étage de filtration des aérosols de la figure 6. La figure 1 montre de façon schématique une centrale nucléaire (1) conforme à l'invention et qui comprend un caisson de sécurité (2) dans laquelle est logée une cuve de réacteur (3) destinée à recevoir un combustible nucléaire fissible non représenté sur la figure. Dans la perspective d'un possible incident lors duquel la montée en pression du caisson de sécurité (2) nécessite une décompression, un étage de préfiltration des aérosols (5), un étage de filtration des aérosols (6) ainsi qu'un étage de filtration de l'iode (7) ont été placés raccordés en série dans le caisson de sécurité (2) pour filtrer un débit volumétrique de gaz (flèche 4) sortant de la centrale nucléaire (1). Les trois étages de filtration (5, 6, 7) précités peuvent être installés séparés les uns des autres dans l'espace et reliés entre eux par des conduites correspondantes non représentées sur la figure, mais il est également possible de les regrouper en une seule unité de filtration compacte. Il est également possible de ne regrouper en une seule unité que deux des trois étages de filtration (5, 6, 7). Une conduite de décompression (8) mène de l'étage de filtration de l'iode (7), en passant à travers un passage (9) réalisé dans le caisson de sécurité (2) ainsi qu'a travers une annexe (10) de la centrale nucléaire (1), vers une cheminée (11) par laquelle le flux de décharge filtré, matérialisé par une flèche (12), est rejeté dans l'environnement. Par conséquent, la conduite de décompression (8) mène en sortant de toute la zone de sécurité de la centrale (1) et se termine dans la cheminée (11). Dans une variante de réalisation, il est possible de placer en plus sur une jonction entre la conduite de décompression (8) et la cheminée (11) un conduit d'évacuation d'air afin de conduire le flux de décompression depuis la conduite de décompression jusque dans la cheminée en passant par le conduit d'évacuation d'air. De plus, on peut aussi renoncer à titre d'alternative aussi bien à la cheminée (11) qu'au conduit d'évacuation d'air, de sorte que la conduite de décompression débouche alors à l'air libre.

La figure 2 représente un exemple de réalisation possible de l'étage de filtration des aérosols (6) de la centrale nucléaire (1) selon l'invention, l'étage de filtration des aérosols (6) étant conçu comme une unité séparée de l'étage de filtration de l'iode (7). L'étage de filtration des aérosols (6) possède un carter (14) pratiquement de forme parallélépipédique présentant une section rectangulaire, le carter (14) étant posé sur un support (16) au moyen de six piliers (15). L'étage de filtration des aérosols (6) présente 5 une structure avec symétrie miroir de sorte qu'un débit volumétrique de gaz à filtrer, matérialisé par les flèches (17) sur les figures, pénètre dans l'étage de filtration des aérosols (6) par deux côtés opposés et à chaque fois par le haut et le bas, et quitte celui-ci par une évacuation (19) située sur le dessus du carter (14) et placée sur un axe médian (18) de l'étage de filtration des aérosols (6), le débit volumétrique sortant de l'étage de 10 filtration des aérosols (6) étant matérialisé par une autre flèche (20). Sur la figure 3, qui est une coupe horizontale de l'étage de filtration (6) de la figure 2, on peut voir qu'a l'intérieur du carter (14) il y a dix corps filtrants (21a, 21b, 21c, 21d, 21e, 21f, 21g, 21h, 22a, 22b) disposés parallèlement entre eux et à une distance les uns 15 des autres, lesquels corps filtrants sont logés de manière hermétique en faisant le tour sur des consoles (23) du carter (14) également placées tout autour, de sorte qu'ils ferment ainsi chacun la section du carter (14). Le logement exact des corps filtrants (21, 22) sur les consoles (23) peut être réalisé de façon habituelle et connue, c'est pourquoi il est inutile de s'y attarder. Les corps filtrants (21, 22) ont une section en forme de faucille de 20 sort qu'ils sont moins épais le long des consoles (23) alors qu'ils sont plus épais au milieu. Au milieu du carter (14), autrement dit entre le cinquième et le sixième corps filtrant (22a, 22b), se trouve un collecteur de gaz purifié (24) qui s'étend approximativement sur la largeur (B) d'environ 400 mm et la hauteur (H) d'environ 2 700 à 2 900 mm du carter 25 (14) et qui est pourvu sur le dessus de l'évacuation (19). Les deux sections d'entrée de l'étage de filtration des aérosols (6) sont équipées chacune d'une préchambre (25) dans laquelle peut arriver le débit volumétrique de gaz à filtrer des deux côtés, aussi bien par le haut que par le bas (la flèche (17) est dirigée vers 30 l'intérieur du plan de la figure). Ceci permet d'éviter que d'éventuelles flammes nues présentes à l'intérieur du caisson de sécurité (2) ne pénètrent dans l'étage de filtration des aérosols (6). Des éléments de guidage (26) en forme de profilés en C s'étendant sur la hauteur du carter (14) sont rattachés dans le prolongement, vu dans le sens de l'écoulement, de la préchambre (25), éléments depuis lesquels le débit volumétrique à 35 filtrer peut arriver dans les corps filtrants (21, 22) uniquement au niveau de leurs faces supérieures et inférieures ouvertes ainsi qu'au niveau de fentes réalisées entre les profilés en C et le carter (14). Il s'en suit que le débit volumétrique de gaz s'écoule depuis le caisson de sécurité 5 (2) tout d'abord dans la préchambre (25), puis dans les éléments de guidage (26) en passant par les ouvertures et enfin dans le collecteur de gaz purifié (24) en passant par les corps filtrants (21, 22). En raison de la symétrie de miroir de l'étage de filtration des aérosols (6), le débit 10 volumétrique de gaz à filtrer (flèche 17) passe à travers cinq corps filtrants (21a, 21b, 21c, 21d, 22a ou 22b, 21e, 21f, 21g, 21h), avant d'arriver dans le collecteur de gaz purifié (24). Les quatre premiers corps filtrants (21), quand on considère le sens de l'écoulement, sont conçus comme des préfiltres alors que les corps filtrants (22) tournés vers le collecteur de gaz purifié (24) servent de filtres principaux. 15 On a placé avant chaque corps filtrant (21, 22), quand on considère le sens d'écoulement du débit volumétrique, une série de corps tubulaires (27) verticaux de section ronde qui transpercent le carter (14) sur une face latérale (28) supérieure et inférieure de sorte que l'intérieur des corps tubulaires (27) est en contact avec l'air 20 environnant. Lorsque l'étage de filtration des aérosols (6) fonctionne, la chaleur générée dans l'étage de filtration des aérosols (6) chauffe également l'air environnant présent dans les corps tubulaires (27), moyennant quoi une convection naturelle apparaît qui sert à refroidir l'étage de filtration des aérosols (6). 25 La figure 4 montre une vue de l'étage de filtration de l'iode (7) de la centrale nucléaire (1) selon l'invention de la figure 1, lequel, comme l'étage de filtration des aérosols (6) de la figure 2, possède un carter (28) de forme de parallélépipédique qui est fixé sur un support (30) au moyen de quatre piliers (29). Trois raccords (31) sont disposés sur un dessus de carter (28) par lesquels le débit volumétrique à filtrer arrive dans l'étage 30 de filtration de l'iode (7). Du fait que l'étage de filtration de l'iode (7) est une unité séparée, le débit volumétrique qui provient de l'étage de filtration des aérosols (6) est conduit à l'étage de filtration de l'iode par des tuyauteries correspondantes qui ne sont pas montrées sur les figures et qui sont connectées aux raccords (31) de l'étage de filtration de l'iode (7). Le débit volumétrique filtré quitte l'étage de filtration de l'iode (7) par deux 35 ouvertures de sortie rectangulaires (32) auxquelles est raccordée la conduite de décompression qui n'est pas montrée sur la figure.

L'étage de filtration de l'iode (7) comporte, dans l'exemple de réalisation, quatre lits (33) remplis de matériau de sorption d'iode en vrac, lesdits lits (33) pouvant être remplis chacun par des orifices de remplissage (34) qui se trouvent sur le dessus des lits (33) et qui s'étendent sur toute la largeur (B1) de l'étage de filtration de l'iode (7). Les orifices de remplissage (34) disposent d'une collerette périphérique sur laquelle est placée une plaque de recouvrement (35) de manière étanche au moyen de vis (36) adaptées. Sur la figure 5, qui montre une coupe horizontale de l'étage de filtration de l'iode (7) de la figure 4, on peut voir que les lits (33) destinés au matériau de sorption de l'iode, sont composés de tôles, les tôles latérales (37), qui sont perpendiculaires à un sens d'écoulement principal (flèche 39), sont conçues sous la forme de tôles perforées de sorte que le débit volumétrique de gaz à filtrer, matérialisé par les flèches (38), peut passer à travers le matériau de sorption de l'iode. La configuration des perforations des tôles perforées est adaptée à la courbe de granulométrie du matériau de sorption de l'iode de sorte que les grains les plus petits ne peuvent pas sortir par les perforations des tôles latérales (37). Dans le mode de réalisation de l'étage de filtration de l'iode présenté ici, la profondeur (T) des lits est de 40 mm pour une surface pouvant être traversée d'environ 2 m2. Mais d'autres dimensions sont également réalisables.

On peut voir que le débit volumétrique de gaz à filtrer, dont la direction est celle des flèches (38) avant son entrée dans l'étage de filtration (7), est dévié d'abord d'environ 90° après être entré dans l'étage de filtration de l'iode par les raccords (31) afin de traverser le matériau de filtration de l'iode, puis dévié encore une fois d'environ 900 pour quitter l'étage de filtration de l'iode (7) par les orifices de sortie (32). Bien que le sens d'écoulement principal du débit volumétrique de gaz à travers l'étage de filtration de l'iode, matérialisé par un flèche (39), soit perpendiculaire par rapport au sens d'écoulement au moment de son introduction (flèche 38), un écoulement réel du débit volumétrique de gaz va s'installer qui s'étire en forme de S selon la courbe (40).

Comme pour l'étage de filtration des aérosols (6) de la figure 2, l'étage de filtration de l'iode (7) possède lui aussi des corps tubulaires (27) destinés au refroidissement de l'étage de filtration de l'iode (7) lors du fonctionnement. Les corps tubulaires (27) sont disposés, en considérant le sens de la traversée (courbe 40), avant les lits et sont répartis sur la largeur (B1).

La figure 6 montre une coupe horizontale d'une unité de filtration combinée pour les aérosols et l'iode (41), dans laquelle l'étage de filtration de l'iode (7') est placé entre l'étage de filtration des aérosols (6') et le collecteur de gaz purifié (24). Bien que la figure 6 montre uniquement un étage de filtration des aérosols (6') avec seulement cinq corps filtrants (21, 22) auquel sont raccordés l'étage de filtration de l'iode (7)' et le collecteur de gaz purifié (24), il est aussi envisageable de disposer également un étage de filtration de l'iode et un étage de filtration des aérosols de l'autre côté du collecteur de gaz purifié (24) de manière à avoir, comme pour l'étage de filtration des aérosols (6) de la figure 3, une structure présentant une symétrie de miroir qui comprend dix corps filtrants, deux étages de filtration de l'iode et un collecteur de gaz purifié. Toutefois, il va de soi qu'il est possible de choisir un autre nombre de corps filtrants ou d'étages de filtration de l'iode en fonction des exigences appliquées à chaque centrale nucléaire (1). La structure de base de l'étage de filtration des aérosols (6') correspond à la structure de l'étage de filtration des aérosols (6) de la figure 3 avec une préchambre (25), des éléments de guidage (26), des corps tubulaires (27) et des étages de filtration (21, 22). Une série de corps tubulaires (27) est également disposée entre le filtre principal (22) de l'étage de filtration des aérosols (6') de la figure (6) et l'étage de filtration de l'iode (7') aux fins de refroidissement. Le carter (14') de l'étage de filtration des aérosols (6') présente sur les deux côtés longitudinaux, sur la face dirigée vers l'étage de filtration de l'iode (7'), un coude (42) sur chacun desquels est placée une tôle (43) en forme de U. Sur ces tôles, on a fixé l'étage de filtration de l'iode (7') qui est constitué globalement de deux tôles perforées (44) placées sur les tôles (43) et d'une masse en vrac (45) de matériau de sorption de l'iode se trouvant entre. Les liaisons étant toutes étanches aux gaz, le débit volumétrique de gaz à filtrer et le débit volumétrique de gaz filtré ne peuvent parvenir que dans le collecteur de gaz purifié (24) et peuvent ainsi quitter la centrale nucléaire (1) de manière contrôlée par la conduite de décompression (8) raccordée au collecteur de gaz purifié (24). L'unité de filtration combinée aérosols/iode (41) possède un carter de filtre commun (50) qui lui permet d'être transportée et installée en tant qu'unité. De plus, on peut voir toutefois que l'unité de filtration aérosols/iode (41) est composée de huit modules (47, 48) dont tous les modules (47), hormis les modules d'extrémité (48), sont pourvus, des deux côtés, d'un flasque périphérique (49). Les modules d'extrémité (48) sont également pourvus d'un flasque périphérique (49), mais uniquement sur un côté tourné vers un module (47). Du fait de sa structure modulaire, l'unité de filtration combinée aérosols/iode (41) représentée est conçue en particulier pour l'équipement postérieur d'une centrale nucléaire, car les modules (47, 48) ont de faibles dimensions et peuvent ainsi être amenés dans le caisson de sécurité en passant à travers les sas présents dans la centrale nucléaire. Sur la figure 6, une face de sortie (51) du débit volumétrique de gaz sortant du filtre 5 principal (22) correspond globalement à une face d'entrée (52) dans l'étage de filtration de l'iode (7'). Sur la coupe verticale de l'unité de filtration combinée aérosols/iode (41), représentée sur la figure 7, on peut voir que le dessus de l'étage de filtration de l'iode (7') 10 dépasse de l'étage de filtration des aérosols (6'), l'étage de filtration de l'iode (7') possédant, sur le dessus, un orifice de remplissage (34') ayant une collerette périphérique et à travers lequel le lit (33') est rempli. Après le remplissage du lit (33), l'orifice de remplissage (34') est fermé hermétiquement avec une plaque de recouvrement (35').

15 De plus, sur la figure (7), on peut voir un raccord (46) sur le collecteur de gaz purifié (24) auquel est raccordée la conduite de décompression (8) non représentée. L'unité de filtration combinée aérosols/iode, représentée sur les figures 6 et 7, a une longueur (I) d'environ 1 500 mm, une hauteur (h) d'environ 2 700 mm et une largeur (b) d'environ 1 500 mm. La hauteur de la face d'entrée (52) dans l'étage de filtration de l'iode est plus 20 grande que la face de sortie (51) du débit volumétrique de gaz sortant du filtre principal (22). La distance (a) entre la face de sortie (51) et la face d'entrée (52) est d'environ 250 mm sur la figure 7. Liste des références : 25 1 Centrale nucléaire 2 Caisson de sécurité 3 Cuve de réacteur 4 Flèche (en direction du débit volumétrique de gaz à filtrer) Étage de préfiltration des aérosols 30 6, 6' Étage de filtration des aérosols 7, 7' Étage de filtration de l'iode 8 Conduite de décompression 9 Passage Annexe 35 11 Cheminée 12 Flèche ,14' Carter 15 Piliers 16 Support 17 Flèche 18 Axe médian 19 Évacuation 20 Flèche 21 Corps filtrants 22 Corps filtrants 23 Console 24 Collecteur de gaz purifié 25 Préchambre 26 Éléments de guidage 27 Corps tubulaires 28, 28' Carter 29 Piliers 30 Support 31 Raccord 32 Ouvertures de sortie 20 33, 33' lits 34, 34' Ouverture de remplissage 35, 35' Plaque de recouvrement 36 Vis 37 Tôles latérales 25 38 Flèche 39 Flèche 40 Courbe 41 Unité de filtration aérosols/iode 42 Coude 30 43 Tôle 44 Tôles perforées 45 Remplissage 46 Raccord 47 Modules 35 48 Modules 49 Flasques périphériques 16 50 Carter de filtre commun 51 Surface de sortie 52 Surface d'entrée B Largeur B1 Largeur de l'étage de filtration de l'iode H Hauteur T Profondeur de lit I Longueur h Hauteur b Largeur a Distance

Claims

REVENDICATIONS1. Centrale nucléaire (1) comprenant : un caisson de sécurité (2) contenant : une cuve de réacteur (3) destinée à recevoir un combustible nucléaire fissible, un étage de filtration des aérosols (6, 6'), une conduite de décompression (8) au moyen de laquelle un débit volumétrique de gaz, filtré à l'étage de filtration des aérosols (6, 6'), peut être rejeté dans l'environnement en passant à travers un passage réalisé dans le caisson de sécurité (2), ainsi qu'un étage de filtration de l'iode (7, 7') au moyen duquel le débit volumétrique de gaz, filtré à l'étage de filtration des aérosols (6, 6'), peut être filtré avant d'être rejeté dans l'environnement, l'étage de filtration de l'iode (7, 7') étant disposé à l'intérieur du caisson de sécurité (2) caractérisée en ce que l'étage de filtration des aérosols (6, 6') et l'étage de filtration de l'iode (7, 7') sont reliés entre eux de manière à ce que le débit volumétrique de gaz sortant de l'étage de filtration des aérosols (6, 6') soit transféré dans l'étage de filtration de l'iode (7, 7') à un niveau de pression essentiellement identique.
2. Centrale nucléaire (1) selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'étage de filtration des aérosols (6) et l'étage de filtration de l'iode (7) sont reliés ensemble par une tuyauterie.
3. Centrale nucléaire (1) selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'étage de filtration des aérosols (6') et l'étage de filtration de l'iode (7') sont disposés à l'intérieur d'un même carter de filtration (50) de manière à créer une unité de filtration combinée aérosols/iode (41).
4. Centrale nucléaire (1) selon la revendication 3, caractérisée en ce qu'une section de sortie de l'étage de filtration des aérosols (6') corresponde à une section d'entrée de l'étage de filtration de l'iode (7').
5. Centrale nucléaire (1) selon la revendication 3 ou 4, caractérisée en ce qu'une profondeur (T), considérée dans le sens de l'écoulement, de l'unité de filtration combinée aérosols/iode (41) est comprise entre 1 400 mm et 2 000 mm et une hauteur(H) de l'unité de filtration combinée aérosols/iode (41) perpendiculaire au sens de l'écoulement est comprise entre 2 500 mm et 2 900 mm.
6. Centrale nucléaire (1) selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en 5 ce que l'étage de filtration de l'iode (7, 7') adsorbe par voie chimique l'iode et/ou au moins un composé iodé organique, en particulier l'iodure de méthyle, l'iode adsorbable et/ou le au moins un composé iodé organique pouvant être radioactifs.
7. Centrale nucléaire (1) selon la revendication 6, caractérisée en ce que 10 l'étage de filtration de l'iode (7, 7') contient un matériau zéolitique comme adsorbant, le matériau zéolitique étant hydrophobe.
8. Centrale nucléaire (1) selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que l'étage de filtration des aérosols (6, 6'), l'étage de filtration de l'iode (7, 7') et/ou 15 l'unité de filtration combinée aérosols/iode (41) sont constitués d'au moins deux modules (47, 48) pouvant être reliés ensemble de manière étanche aux fluides.
9. Centrale nucléaire (1) selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce qu'une surface de sortie (51) de l'étage de filtration des aérosols (6') est à une 20 distance (a) d'une surface d'entrée (52) de l'étage de filtration de l'iode (7'), laquelle distance est inférieure à 260 mm, de préférence inférieure à 250 mm, de manière encore plus préférée inférieure à 240 mm.
10. Centrale nucléaire (1) selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisée en 25 ce que la profondeur du lit (T) de l'adsorbant est inférieure à 80 mm, de préférence inférieure à 60 mm, de manière encore plus préférée inférieure à 50 mm.
11. Procédé de décompression d'un caisson de sécurité (2) d'une centrale nucléaire (1) dans lequel un débit volumétrique de gaz passe d'abord par un étage de 30 filtration des aérosols (6, 6'), puis par un étage de filtration de l'iode (7, 7') avant que le débit volumétrique de gaz ainsi filtré ne soit rejeté dans l'environnement par une conduite de décompression (8), l'étage de filtration des aérosols (6, 6') et l'étage de filtration de l'iode (7, 7') se trouvant à l'intérieur d'un caisson de sécurité (2) contenant une cuve de réacteur (3), caractérisé en ce que le débit volumétrique de gaz est transféré de l'étage 35 de filtration des aérosols (6, 6') à l'étage de filtration de l'iode (7, 7') en gardant un débit volumétrique sensiblement constant.
12. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que le débit volumétrique de gaz provenant de l'étage de filtration des aérosols (6, 6') est directement introduit dans l'étage de filtration de l'iode (7, 7') de manière à ce que l'étage de filtration de l'iode (7, 7') soit séché en continu par la chaleur générée dans l'étage de filtration des aérosols (6, 6').