WO2017162658A1 - Tete d'aspiration de boue, utilisable notamment en milieu radioactif, comprenant des moyens de fragmentation de boue - Google Patents

Tete d'aspiration de boue, utilisable notamment en milieu radioactif, comprenant des moyens de fragmentation de boue Download PDF

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WO2017162658A1
WO2017162658A1 PCT/EP2017/056675 EP2017056675W WO2017162658A1 WO 2017162658 A1 WO2017162658 A1 WO 2017162658A1 EP 2017056675 W EP2017056675 W EP 2017056675W WO 2017162658 A1 WO2017162658 A1 WO 2017162658A1
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suction head
fragmentation
strainer
sludge
suction
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PCT/EP2017/056675
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William FERRET
Alexandre RAGOUILLIAUX
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Areva Nc
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    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
    • G21F9/00—Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
    • G21F9/04—Treating liquids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F11/00—Treatment of sludge; Devices therefor
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02B—HYDRAULIC ENGINEERING
    • E02B3/00—Engineering works in connection with control or use of streams, rivers, coasts, or other marine sites; Sealings or joints for engineering works in general
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09C—RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09C1/00—Reclamation of contaminated soil
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02B—HYDRAULIC ENGINEERING
    • E02B3/00—Engineering works in connection with control or use of streams, rivers, coasts, or other marine sites; Sealings or joints for engineering works in general
    • E02B3/02—Stream regulation, e.g. breaking up subaqueous rock, cleaning the beds of waterways, directing the water flow
    • E02B3/023—Removing sediments
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    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A10/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE at coastal zones; at river basins

Definitions

  • the invention relates to a sludge suction head, for transferring effluents, particularly radioactive, from a first container where they have been stored temporarily to a second container.
  • the transfer of sludge is likely to have to be carried out from areas difficult or even not accessible to humans, the nuclear field having the additional constraint of having to limit the exposure of human operators to radiation, which makes such a transfer of sludge more difficult to implement. artwork.
  • the invention aims to at least partially solve the problems encountered in known solutions, including clogging problems of a suction head.
  • the subject of the invention is a sludge suction head which can be used in particular in radioactive medium.
  • the suction head includes a strainer, sludge debridement means, and sludge dilution means.
  • the sludge dewatering and sludge dilution means are configured to limit clogging of the strainer. Thanks to the suction head according to the invention, clogging of a suction member is limited, while being able to take into account the constraints inherent in the treatment and sanitation of radioactive environments.
  • the clogging of the suction head with sludge of variable rheological properties, including spatially, is reduced, while avoiding excessive dilution of these sludge.
  • Exposure to radiation from a human operator can also be reduced by limiting unclogging operations by the operator.
  • the invention may optionally include one or more of the following features combined with one another or not.
  • the suction head comprises cleaning means and / or unclogging configured to limit the clogging of the strainer.
  • the fragmentation means comprise a first fragmentation tool configured to be rotatable relative to the strainer.
  • the fragmentation means further comprise a second fragmentation tool configured to be mobile in rotation with respect to the strainer, this second fragmentation tool being located upstream of the first fragmentation tool.
  • At least the first fragmentation tool is configured to be in contact with the strainer, to scrape the strainer.
  • the fragmentation means comprise at least one blade and / or a claw.
  • at least part of the fragmentation means is made of a flexible and hydrophobic material such as an elastomer.
  • the flexible and hydrophobic material has a hardness on the Shore A scale which is between 70 and 90 Sh A.
  • the dilution means are configured to inject a liquid, preferably aqueous, in contact with the fragmentation means.
  • the dilution means comprise at least one fluid injection nozzle.
  • the dilution means are configured to inject a liquid under pressure in a direction substantially orthogonal to a longitudinal axis of the suction head.
  • the strainer comprises a central portion of curved shape.
  • the suction head comprises a rotor comprising the fragmentation means and a cylindrical body, at least a portion of the fragmentation means being located inside the cylindrical body being rigidly secured to the cylindrical body.
  • the suction head comprises an outer envelope which at least partially surrounds the fragmentation means and the dilution means, the outer envelope being traversed by at least one lateral opening.
  • the invention also relates to a sludge suction member, particularly for use in a radioactive medium.
  • the suction member comprises a suction head as defined above, means for driving at least part of the means of fragmentation in rotation relative to the strainer, and liquid supply means for dilution means.
  • the invention also relates to sludge transfer means, particularly for use in a radioactive medium.
  • the sludge transfer means comprise a suction member as defined above, a gripping member of the suction member, and a remote operation device configured to tele operate the displacement of the gripping member relative to a first container.
  • the invention relates to a method for extracting sludge, which can be used in particular in a radioactive medium, by means of a suction head as defined above, of a suction member as defined above, and / or a transfer means as defined above.
  • Figure 1 is a schematic elevational view of radioactive sludge transfer means from a first container to a second container, according to a first embodiment
  • Figure 2 is a side view of a suction head of the sludge transfer means, according to the first embodiment
  • Figure 3 is a longitudinal sectional view of the suction head according to the first embodiment
  • FIG. 4 is a cross-sectional view along the arrow
  • FIG. 5 is a partial schematic view according to the arrow
  • Figure 6 is a schematic partial view of three quarter face of the rotor of the suction head
  • Figure 7 is a partial schematic view of a strainer of the suction head. DETAILED PRESENTATION OF PARTICULAR EMBODIMENTS
  • FIG. 1 represents a means 3 for transferring effluents in a radioactive medium from a first container 1 to a second container 2.
  • effluents comprise sludge whose rheological properties can be very variable, especially spatially according to their position in the first container 1.
  • the first container 1 is for example a tank or a pit for temporary storage of these effluents, before their subsequent treatment or storage in the second container 2.
  • the transfer means 3 comprise a suction member 4 at least partially housed in the first container 1, a flexible hose 31 connected to the suction member 4, a pump 30, an articulated arm 33 and a remote operation device 36.
  • the hose 31 is used to convey the effluents from the suction member 4 to the second container 2.
  • the pump 30 provides the power necessary for the suction of the effluent by the suction member 4 and their routing in the hose 31.
  • the articulated arm 33 is configured to grip the suction member 4 at a first gripping member 41 and a second gripping member 42.
  • the arm 33 forms a gripping member of the suction member 4.
  • the remote operation device 36 is configured to control the displacement of the articulated arm 33, so as to allow a human operator to manipulate the suction member 4, while being protected from the effluent radiation.
  • the suction member 4 is shown in greater detail with reference to FIGS. 2 and 3. It comprises a body 40, a tip 44, the gripping elements 41, 42, a suction head 5, drive means 9 and liquid supply means 8.
  • the suction member 4 is substantially of revolution about a longitudinal axis 43, with the exception in particular of the drive means 9 and the liquid supply means 8.
  • the body 40 has the shape of a cylindrical tube. It extends in the direction of the longitudinal axis 43 between the nozzle 44 and the suction head 5.
  • the body 40 is hydraulically connected to the hose 31 by the nozzle 44 and conveys the radioactive effluents sucked from the suction head 5 to the nozzle 44.
  • the body 40 carries the gripping elements 41, 42 which each take the form of an annular flange. These gripping elements 41, 42 are spaced from each other along the direction of the longitudinal axis 43, downstream of the head 5.
  • a longitudinal direction refers to the direction of the longitudinal axis 43 of the suction member 4
  • a radial direction is a direction orthogonal to this axis
  • a transverse plane is a plane orthogonal to this axis
  • a circumferential direction is a direction around this axis.
  • upstream and downstream directions are named with reference to the flow direction of the effluents when they are sucked by the suction head 5, that is to say of the suction head 5 towards the endpiece 44.
  • the suction head 5 comprises a stator 50 and a rotor 6.
  • the stator 50 comprises an outer casing 51 and a strainer 52.
  • the rotor 6 comprises a cylindrical body 61, nozzles 60 for injecting water under pressure, sludge breaking means 7, and a central rod 64.
  • the outer casing 51 has a cylindrical tube shape and surrounds the cylindrical body 61. It delimits the suction head 5 radially outwardly.
  • the outer casing 51 includes an upstream end which comprises a succession of teeth 58 separated by recesses 57. The teeth 58 are spaced from each other along a circumferential direction of the outer casing 51 about the axis. longitudinal 43.
  • These recesses 57 are lateral openings which pass through the outer casing 51. They make it possible to limit the suction phenomenon of the suction head 5, for example when it is in contact with the bottom of the first container 1. In addition, certain particles / aggregates present in the sludge can be discharged out of the suction head 5 by these recesses 57.
  • the strainer 52 is shown in more detail in FIG.
  • the strainer 52 has a central portion 55 of curved shape, thus defined to maximize the available area for the perforations 54 of the strainer, and to allow the positioning of the first fragmentation tool 70.
  • the central portion 55 is provided with a central hole 53. This central hole 53 is traversed by the rod 64.
  • the strainer 52 also comprises a multitude of perforations 54 at the periphery of the central hole 53, to allow the flow of effluents through the suction member 4, by limiting its clogging.
  • These perforations 54 of the strainer 52 have a diameter adapted to the maximum particle size acceptable for the equipment located downstream of the strainer.
  • the total surface of these perforations 54 represents, thanks to the curved shape of the strainer 52, of the order of 2 to 3 times the section of the end piece 44 and the downstream piping (in particular of the flexible pipe 31), this to limit the pressure drop at the suction head.
  • the cylindrical body 61 contains a first fragmentation tool 70 and the strainer 52 which is located downstream of the first fragmentation tool 70.
  • the cylindrical body 61 comprises in its downstream part a ring gear 62 for driving the cylindrical body 61 in rotation with respect to the stator 50 about the longitudinal axis 43.
  • the first fragmentation tool 70 comprises a first blade 71, a second blade 72 and a central element 74 in the form of a bar which mechanically connects the two blades 71, 72.
  • the first fragmentation tool 70 is monoblock. It is made of a material comprising a flexible and hydrophobic material, preferably an elastomer such as a natural rubber, an EPDM, or high-density polyethylene, and whose hardness on the Shore A scale is typically between 70.degree. and 90 Sh A.
  • a material comprising a flexible and hydrophobic material, preferably an elastomer such as a natural rubber, an EPDM, or high-density polyethylene, and whose hardness on the Shore A scale is typically between 70.degree. and 90 Sh A.
  • the first blade 71 and the second blade 72 are inclined relative to the longitudinal axis 43 of the suction member. They are configured to be in contact with the strainer 52 to scrape it, so as to limit clogging.
  • the blades 71, 72 are also configured to break up the particles or aggregates of large size, in particular of greater diameter than the diameter of the perforations 54, which would still be present in the mud, to prevent these particles / aggregates from clogging the strainer 52.
  • the central element 74 extends in a longitudinal direction which is preferably substantially orthogonal to the direction of the axis 43 of the body. It is rigidly secured to the body 61 at each of its longitudinal ends. The first fragmentation tool 70 is then rigidly integral in rotation with the cylindrical body 61.
  • the central element 74 is traversed by a central hole 73 in which is inserted the rod 64.
  • This rod 64 is configured to rotate in relation to the strainer 52 a second fragmentation tool 76 which will be described below.
  • the rotor 6 comprises four nozzles 60, in the embodiment shown.
  • the nozzles 60 are partially housed in the wall of the cylindrical body 61 and they open radially on the inside of the cylindrical body 61.
  • the nozzles 60 are distributed uniformly along the circumferential direction of the cylindrical body 61.
  • nozzles 60 are oriented substantially orthogonal to the longitudinal axis 43 to inject a pressurized liquid, typically water, in contact with the blades 71, 72.
  • a pressurized liquid typically water
  • two nozzles are for example configured to inject pressurized water in a radial direction YY.
  • the nozzles 60 are configured to inject water under pressure in contact with the upstream face of the blades 71, 72, to facilitate the fragmentation of the sludge in contact with these blades 71, 72 by diluting the sludge locally at this location.
  • They are also configured to inject pressurized water into contact with the downstream face of the blades 71, 72, to facilitate the scraping of the strainer 52 by the blades 71, 72 and to clean the strainer 52, by diluting the sludge locally. in this location.
  • the nozzles 60 then act as dilution means for the sludge circulating in the suction head 5. They allow a local supply of liquid to dilute the sludge, which offers the possibility of reducing the overall dilution of the radioactive effluents for the transferring from the first container 1 to the second container 2.
  • the second fragmentation tool 76 comprises a set 76 of claws 77.
  • This set of claws 76 extends along a diameter of the suction head 5, upstream of the first fragmentation tool 70.
  • the blades 71, 72 are located between the strainer 52 and the claws 77 along the longitudinal direction 43 of the suction member 4.
  • the set of claws 76 is projecting from the cylindrical body 61 and the outer casing 51 along the longitudinal axis 43 of the suction member 4, towards the outside of the suction member 4.
  • the clearance 76 comprises four claws, two central claws 77 oriented substantially parallel to the longitudinal axis 43 of the suction member 4, and two lateral claws 77 which are inclined radially towards the longitudinal axis. outside the suction head 5.
  • the set of claws 76 then serves to perform a first fragmentation of the particles / aggregates present in the sludge, before this sludge comes into contact with the blades 71, 72.
  • the first fragmentation tool 70 and the set of claws 76 form fragmentation means 7 of sludge of the suction head 5.
  • the fragmentation means 7 limit the clogging of the strainer 52, by promoting the evacuation of the sludge through the strainer 52.
  • the fragmentation means 7 and the nozzles 60 thus form jointly cleaning means and declogging the strainer 52.
  • the drive means 9 are configured to drive the rotor 6 in rotation about the longitudinal axis 43 of the suction member.
  • the drive means 9 comprise a power supply cable 91, a motor 92, a toothed wheel 93 and at least one bearing 94.
  • the electrical cable 91 runs along the body 40, along the longitudinal axis 43 of the suction member 4. It electrically supplies the motor 92.
  • the motor 92 drives the toothed wheel 93 in rotation around the longitudinal axis 43
  • This toothed wheel 93 meshes with the ring gear 62 of the cylindrical body 61, for driving the cylindrical body 61 in rotation about the longitudinal axis 43.
  • the bearing 94 allows the rotor 6 to be rotatable relative to the outer casing 51 .
  • the nozzles 60 are fed with liquid under pressure by the liquid supply means 8.
  • These liquid supply means 8 comprise a water supply pipe 81 and a channel 82.
  • the feed pipe 81 in pressurized water runs along the body 40, along the longitudinal axis 43 of the suction member 4.
  • the water supply pipe 81 and the electric cable 91 are located laterally on the and other body 40.
  • the supply pipe 81 is fluidly connected to the channel 82 which supplies the nozzles 60 with water under pressure.
  • the channel 82 extends along the cylindrical body 61, inside a wall of the cylindrical body 61.
  • the suction member 4 is inserted into the first container 1 which contains the radioactive effluents by the articulated arm 33.
  • the suction head 5 is brought into contact with the radioactive effluents by the articulated arm 33.
  • Articulated arm is tele operated by a human operator who is remote from the first container 1 and is protected from radiation.
  • the radioactive effluents are sucked locally by the suction head 5.
  • the set of claws 76 performs a prior fragmentation of the large particles / aggregates.
  • the sludge is diluted locally by the nozzles 60 and is broken up again by the blades 71, 72.
  • mud passes through the strainer 52 at its perforations 54, while the remaining aggregates / particles are removed or continue to be fragmented by the fragmentation means 7.
  • the effluents that passed through the strainer 52 are sucked inside the body 40 to the end piece 44, then along the flexible pipe 31, to the second container 2.
  • the articulated arm 33 is then operated to move the suction member 4 to another location of the first container 1.
  • the articulated arm 33 is remote operated to remove the organ 4 suction of the first container 1.
  • the suction member 4 is washed and decontaminated.
  • nozzles 60 could be housed in the outer casing 51, rather than in the cylindrical body 61.
  • the number of nozzles 60 may vary and their distribution may be non-uniform around the cylindrical body 61, depending in particular on the number of blades 71, 72.
  • the orientation of the nozzles 60 relative to the longitudinal axis 43 is variable, depending on the shape of the blades 71, 72 for example.
  • the liquid used to dilute the effluents is preferably an aqueous medium but not necessarily.
  • the blades 71, 72 and / or the claws 77 may also be used, at least in part, to suspend the sludge, so as to facilitate its suction.
  • the number, distribution and orientation of the blades 71, 72 and claws 77 relative to the longitudinal axis 43 may vary. Furthermore, the clearance 76 of claws is optional if the sludge has a non-penalizing rheology for the recovery of muddy effluents.
  • the shape of the strainer 52 may vary, depending in particular on that of the blades 71, 72. Moreover, blades 71, 72 may also be present downstream of the strainer 52.

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Abstract

L'invention concerne une tête d'aspiration (5) de boue, utilisable notamment en milieu radioactif, comprenant une crépine (52), des moyens de fragmentation (7) de boue, et des moyens de dilution (60) de boue.

Description

TETE D'ASPIRATION DE BOUE, UTILISABLE NOTAMMENT EN MILIEU RADIOACTIF, COMPRENANT DES MOYENS DE FRAGMENTATION DE BOUE
DESCRIPTION
DOMAINE TECHNIQUE
L'invention concerne une tête d'aspiration de boues, pour transférer des effluents, en particulier radioactifs, d'un premier récipient où ils ont été entreposés temporairement à un deuxième récipient.
ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE
Dans le cadre de projets de démantèlement ou d'assainissement en milieu nucléaire, il peut être nécessaire de déplacer des effluents comprenant une matière radioactive.
Certains de ces effluents comportent des boues sédimentaires dont les propriétés rhéologiques sont très variables, notamment spatialement.
De plus, ces boues doivent être diluées aussi faiblement que possible, afin de minimiser leur volume et faciliter leur entreposage et/ou leur traitement ultérieur.
Par ailleurs, dans le domaine nucléaire mais aussi dans le domaine de l'industrie extractive, par exemple l'extraction de minerais ou de pétrole, ou encore dans l'industrie chimique, le transfert de boues est susceptible de devoir être effectué à partir de zones difficilement, voire non accessibles pour l'homme, le domaine nucléaire ayant en outre la contrainte supplémentaire de devoir limiter l'exposition des opérateurs humains vis-à-vis des radiations, ce qui rend un tel transfert de boue plus difficile à mettre en œuvre.
Or, certaines de ces boues sont suffisamment visqueuses, au moins localement, pour colmater la tête d'un organe d'aspiration.
EXPOSÉ DE L'INVENTION
L'invention vise à résoudre au moins partiellement les problèmes rencontrés dans les solutions connues, notamment les problèmes de colmatage d'une tête d'aspiration. À cet égard, l'invention a pour objet une tête d'aspiration de boue utilisable notamment en milieu radioactif. La tête d'aspiration comprend une crépine, des moyens de fragmentation de boue, et des moyens de dilution de boue.
Les moyens de fragmentation de boue et de dilution de boue sont configurés pour limiter le colmatage de la crépine. Grâce à la tête d'aspiration selon l'invention, le colmatage d'un organe d'aspiration est limité, tout en étant capable de prendre en compte des contraintes inhérentes au traitement et à l'assainissement de milieux radioactifs.
Par exemple, le colmatage de la tête d'aspiration par des boues de propriétés rhéologiques variables, notamment spatialement, est réduit, tout en évitant une dilution excessive de ces boues.
L'exposition aux radiations d'un opérateur humain peut aussi être diminuée, en limitant les opérations de décolmatage par l'opérateur.
L'invention peut comporter de manière facultative une ou plusieurs des caractéristiques suivantes combinées entre elles ou non.
Avantageusement, la tête d'aspiration comprend des moyens de nettoyage et/ou de décolmatage configurés pour limiter le colmatage de la crépine.
Selon une particularité de réalisation, les moyens de fragmentation comprennent un premier outil de fragmentation configuré pour être mobile en rotation par rapport à la crépine.
Selon une forme de réalisation avantageuse, les moyens de fragmentation comprennent en outre un deuxième outil de fragmentation configuré pour être mobile en rotation par rapport à la crépine, ce deuxième outil de fragmentation étant situé en amont du premier outil de fragmentation.
Avantageusement, au moins le premier outil de fragmentation est configuré pour être au contact de la crépine, pour racler la crépine.
Selon une autre forme de réalisation avantageuse, les moyens de fragmentation comprennent au moins une pale et/ou une griffe. Selon une autre particularité de réalisation, au moins une partie des moyens de fragmentation est réalisée dans un matériau souple et hydrophobe tel qu'un élastomère.
Avantageusement, le matériau souple et hydrophobe présente une dureté sur l'échelle de Shore A qui est comprise entre 70 et 90 Sh A.
Avantageusement, les moyens de dilution sont configurés pour injecter un liquide, de préférence aqueux, au contact des moyens de fragmentation.
Avantageusement, les moyens de dilution comprennent au moins une buse d'injection de fluide.
Selon une autre forme de réalisation avantageuse, les moyens de dilution sont configurés pour injecter un liquide sous pression selon une direction sensiblement orthogonale à un axe longitudinal de la tête d'aspiration.
Selon une autre particularité de réalisation, la crépine comprend une portion centrale de forme bombée.
Avantageusement, la tête d'aspiration comprend un rotor comprenant les moyens de fragmentation et un corps cylindrique, au moins une partie des moyens de fragmentation étant située à l'intérieur du corps cylindrique en étant rigidement solidaire du corps cylindrique.
Selon une autre forme de réalisation avantageuse, la tête d'aspiration comprend une enveloppe externe qui entoure au moins partiellement les moyens de fragmentation et les moyens de dilution, l'enveloppe externe étant traversée par au moins une ouverture latérale.
L'invention porte également sur un organe d'aspiration de boue, utilisable notamment en milieu radioactif. L'organe d'aspiration comprend une tête d'aspiration telle que définie ci-dessus, des moyens d'entraînement d'au moins une partie des moyens de fragmentation en rotation relativement à la crépine, et des moyens d'alimentation en liquide des moyens de dilution.
L'invention se rapporte aussi à des moyens de transfert de boue, utilisables notamment en milieu radioactif. Les moyens de transfert de boue comprennent un organe d'aspiration tel que défini ci-dessus, un organe de préhension de l'organe d'aspiration, et un dispositif de télé opération configuré pour télé opérer le déplacement de l'organe de préhension relativement à un premier récipient.
Enfin, l'invention concerne un procédé d'aspiration de boue, utilisable notamment en milieu radioactif, au moyen d'une tête d'aspiration telle que définie ci- dessus, d'un organe d'aspiration tel que défini ci-dessus, et/ou d'un moyen de transfert tel que défini ci-dessus.
BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS
La présente invention sera mieux comprise en référence aux dessins annexés :
la figure 1 est une vue schématique en élévation des moyens de transfert de boues radioactives d'un premier récipient à un deuxième récipient, selon un premier mode de réalisation ;
la figure 2 est une vue de côté d'une tête d'aspiration des moyens de transfert de boue, selon le premier mode de réalisation ;
la figure 3 est une vue en coupe longitudinale de la tête d'aspiration selon le premier mode de réalisation ;
la figure 4 est une vue en coupe transversale selon la flèche
IV-IV de la tête d'aspiration ;
- la figure 5 est une vue schématique partielle selon la flèche
A de la tête d'aspiration ;
la figure 6 est une vue schématique partielle de trois quart face du rotor de la tête d'aspiration ;
la figure 7 est une vue schématique partielle d'une crépine de la tête d'aspiration. EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS
Des parties identiques, similaires ou équivalentes des différentes figures portent les mêmes références numériques de façon à faciliter le passage d'une figure à l'autre.
La figure 1 représente un moyen de transfert 3 d'effluents en milieu radioactif d'un premier récipient 1 à un deuxième récipient 2.
Ces effluents comprennent des boues dont les propriétés rhéologiques peuvent être très variables, notamment spatialement suivant leur position dans le premier récipient 1.
Le premier récipient 1 est par exemple une cuve ou une fosse d'entreposage temporaire de ces effluents, avant leur traitement ou leur entreposage ultérieur dans le deuxième récipient 2.
Les moyens de transfert 3 comprennent un organe d'aspiration 4 au moins partiellement logé dans le premier récipient 1, un tuyau souple 31 raccordé à l'organe d'aspiration 4, une pompe 30, un bras articulé 33 et un dispositif de télé opération 36.
Le tuyau souple 31 est utilisé pour acheminer les effluents depuis l'organe d'aspiration 4 jusqu'au deuxième récipient 2. La pompe 30 fournit la puissance nécessaire à l'aspiration des effluents par l'organe d'aspiration 4 et à leur acheminement dans le tuyau souple 31.
Le bras articulé 33 est configuré pour agripper l'organe d'aspiration 4 au niveau d'un premier élément de préhension 41 et d'un deuxième élément de préhension 42. Le bras 33 forme un organe de préhension de l'organe d'aspiration 4.
Le dispositif de télé opération 36 est configuré pour commander le déplacement du bras articulé 33, de manière à permettre à un opérateur humain de manipuler l'organe d'aspiration 4, en étant protégé des radiations des effluents.
L'organe d'aspiration 4 est représenté plus en détail en référence aux figures 2 et 3. Il comporte un corps 40, un embout 44, les éléments de préhension 41, 42, une tête d'aspiration 5, des moyens d'entraînement 9 et des moyens d'alimentation en liquide 8.
L'organe d'aspiration 4 est sensiblement de révolution autour d'un axe longitudinal 43, à l'exception notamment des moyens d'entraînement 9 et des moyens d'alimentation en liquide 8.
Le corps 40 a la forme d'un tube cylindrique. Il s'étend selon la direction de l'axe longitudinal 43 entre l'embout 44 et la tête d'aspiration 5.
Le corps 40 est raccordé hydrauliquement au tuyau souple 31 par l'embout 44 et il achemine les effluents radioactifs aspirés depuis la tête d'aspiration 5 jusqu'à l'embout 44.
Le corps 40 porte les éléments de préhension 41, 42 qui prennent chacun la forme d'un rebord annulaire. Ces éléments de préhension 41, 42 sont espacés l'un de l'autre le long de la direction de l'axe longitudinal 43, en étant en aval de la tête 5.
Dans la suite de l'exposé et sauf précision contraire, une direction longitudinale se réfère à la direction de l'axe longitudinal 43 de l'organe d'aspiration 4, une direction radiale est une direction orthogonale à cet axe, un plan transversal est un plan orthogonal à cet axe, et une direction circonférentielle est une direction autour de cet axe.
Dans le présent document et dans la suite de l'exposé, les directions amont et aval sont nommées en référence à la direction d'écoulement des effluents lorsqu'ils sont aspirés par la tête d'aspiration 5, c'est-à-dire de la tête d'aspiration 5 en direction de l'embout 44.
La tête d'aspiration 5 comprend un stator 50 et un rotor 6.
Le stator 50 comprend une enveloppe externe 51 et une crépine 52.
Le rotor 6 comprend un corps cylindrique 61, des buses 60 d'injection d'eau sous pression, des moyens de fragmentation de boue 7, et une tige centrale 64.
En référence aux figures 2 à 7, l'enveloppe externe 51 a une forme de tube cylindrique et elle entoure le corps cylindrique 61. Elle délimite la tête d'aspiration 5 radialement vers l'extérieur. L'enveloppe externe 51 comprend une extrémité amont qui comprend une succession de dents 58 séparées par des évidements 57. Les dents 58 sont espacées les unes des autres le long d'une direction circonférentielle de l'enveloppe externe 51, autour de l'axe longitudinal 43.
Ces évidements 57 sont des ouvertures latérales qui traversent l'enveloppe externe 51. Ils permettent de limiter le phénomène de succion de la tête d'aspiration 5, par exemple lorsqu'elle est au contact du fond du premier récipient 1. De plus, certaines particules/agrégats présents dans la boue peuvent être évacués hors de la tête d'aspiration 5 par ces évidements 57.
La crépine 52 est représentée plus en détail à la figure 7.
La crépine 52 présente une portion centrale 55 de forme bombée, ainsi définie pour maximiser la surface disponible pour les perforations 54 de la crépine, et pour permettre le positionnement du premier outil de fragmentation 70. La portion centrale 55 est munie d'un trou central traversant 53. Ce trou central 53 est traversé par la tige 64.
La crépine 52 comprend également une multitude de perforations 54 en périphérie du trou central 53, pour permettre l'écoulement des effluents à travers l'organe d'aspiration 4, en limitant son colmatage. Ces perforations 54 de la crépine 52 ont un diamètre adapté à la taille maximale des particules acceptables pour les équipements situés en aval de la crépine. La surface totale de ces perforations 54 représente, grâce à la forme bombée de la crépine 52, de l'ordre de 2 à 3 fois la section de l'embout 44 et de la tuyauterie en aval (notamment du tuyau souple 31), ceci permettant de limiter les pertes de charge au niveau de la tête d'aspiration.
En référence conjointe aux figures 3 à 6, le corps cylindrique 61 renferme un premier outil de fragmentation 70 et la crépine 52 qui est située en aval du premier outil de fragmentation 70.
Le corps cylindrique 61 comprend dans sa partie aval une couronne dentée 62 pour entraîner le corps cylindrique 61 en rotation par rapport au stator 50 autour de l'axe longitudinal 43. Le premier outil de fragmentation 70 comprend une première pale 71, une deuxième pale 72 et un élément central 74 en forme de barre qui relie mécaniquement les deux pales 71, 72.
Le premier outil de fragmentation 70 est monobloc. Il est réalisé dans un matériau comprenant un matériau souple et hydrophobe, de préférence un élastomère tel qu'un caoutchouc naturel, un EPDM, ou bien du polyéthylène haute densité, et dont la dureté sur l'échelle de Shore A est typiquement comprise entre 70 et 90 Sh A.
La première pale 71 et la deuxième pale 72 sont inclinées par rapport à l'axe longitudinal 43 de l'organe d'aspiration. Elles sont configurées pour être au contact de la crépine 52 pour la racler, de manière à limiter son colmatage.
Les pales 71, 72 sont également configurées pour fragmenter les particules ou agrégats de taille importante, notamment de diamètre supérieur au diamètre des perforations 54, qui seraient encore présents dans la boue, pour éviter que ces particules/agrégats bouchent la crépine 52.
L'élément central 74 s'étend selon une direction longitudinale qui est de préférence sensiblement orthogonale à la direction de l'axe 43 du corps. Il est rigidement solidaire du corps 61 à chacune de ses extrémités longitudinales. Le premier outil de fragmentation 70 est alors rigidement solidaire en rotation du corps cylindrique 61.
L'élément central 74 est traversé par un trou 73 central dans lequel est insérée la tige 64. Cette tige 64 est configurée pour entraîner en rotation par rapport à la crépine 52 un deuxième outil de fragmentation 76 qui sera décrit ci-dessous.
Le rotor 6 comprend quatre buses 60, dans le mode de réalisation représenté. Les buses 60 sont partiellement logées dans la paroi du corps cylindrique 61 et elles débouchent radialement sur l'intérieur du corps cylindrique 61. Les buses 60 sont réparties uniformément le long de la direction circonférentielle du corps cylindrique 61.
Elles sont orientées sensiblement orthogonalement à l'axe longitudinal 43 pour injecter un liquide sous pression, typiquement de l'eau, au contact des pales 71, 72. Dans le plan de représentation de la figure 3, deux buses sont par exemple configurées pour injecter de l'eau sous pression selon une direction radiale Y-Y. Les buses 60 sont configurées pour injecter de l'eau sous pression au contact de la face amont des pales 71, 72, pour faciliter la fragmentation de la boue au contact de ces pales 71, 72 en diluant la boue localement à cet endroit.
Elles sont également configurées pour injecter de l'eau sous pression au contact de la face aval des pales 71, 72, pour faciliter le raclage de la crépine 52 par les pales 71, 72 et pour nettoyer la crépine 52, en diluant la boue localement à cet endroit.
Les buses 60 jouent alors le rôle de moyen de dilution de la boue circulant dans la tête d'aspiration 5. Elles permettent un apport local de liquide pour diluer la boue, ce qui offre la possibilité de réduire la dilution globale des effluents radioactifs pour les transférer du premier récipient 1 au deuxième récipient 2.
Le deuxième outil de fragmentation 76 comprend un jeu 76 de griffes 77. Ce jeu 76 de griffes s'étend le long d'un diamètre de la tête d'aspiration 5, en amont du premier outil de fragmentation 70. En d'autres termes, les pales 71, 72 sont situées entre la crépine 52 et les griffes 77 le long de la direction longitudinale 43 de l'organe d'aspiration 4. Le jeu de griffes 76 est en saillie du corps cylindrique 61 et de l'enveloppe externe 51 le long de l'axe longitudinal 43 de l'organe d'aspiration 4, vers l'extérieur de l'organe d'aspiration 4.
Dans le mode de réalisation représenté en figure 3, le jeu 76 comprend quatre griffes, deux griffes 77 centrales orientées sensiblement parallèlement à l'axe longitudinal 43 de l'organe d'aspiration 4, et deux griffes 77 latérales qui sont inclinées radialement vers l'extérieur de la tête d'aspiration 5.
Le jeu 76 de griffes sert alors à réaliser une première fragmentation des particules/agrégats présents dans la boue, avant que cette boue n'arrive au contact des pales 71, 72.
Le premier outil de fragmentation 70 et le jeu de griffes 76 forment des moyens de fragmentation 7 de boue de la tête d'aspiration 5.
Les moyens de fragmentation 7 limitent le colmatage de la crépine 52, en favorisant l'évacuation de la boue à travers la crépine 52. Les moyens de fragmentation 7 et les buses 60 forment de ce fait conjointement des moyens de nettoyage et de décolmatage de la crépine 52. Les moyens d'entraînement 9 sont configurés pour entraîner le rotor 6 en rotation autour de l'axe longitudinal 43 de l'organe d'aspiration. Les moyens d'entraînement 9 comprennent un câble d'alimentation électrique 91, un moteur 92, une roue dentée 93 et au moins un roulement 94.
Le câble électrique 91 longe le corps 40, le long de l'axe longitudinal 43 de l'organe d'aspiration 4. Il alimente électriquement le moteur 92. Le moteur 92 entraine la roue dentée 93 en rotation autour de l'axe longitudinal 43. Cette roue dentée 93 engrène la couronne 62 du corps cylindrique 61, pour entraîner le corps cylindrique 61 en rotation autour de l'axe longitudinal 43. Le roulement 94 permet au rotor 6 d'être mobile en rotation relativement à l'enveloppe externe 51.
Les buses 60 sont alimentées en liquide sous pression par les moyens d'alimentation en liquide 8. Ces moyens d'alimentation en liquide 8 comprennent un tuyau d'alimentation en eau 81 et un canal 82.
Le tuyau d'alimentation 81 en eau sous pression longe le corps 40, le long de l'axe longitudinal 43 de l'organe d'aspiration 4. Le tuyau d'alimentation en eau 81 et le câble électrique 91 sont situés latéralement de part et d'autre du corps 40.
Le tuyau d'alimentation 81 est relié fluidiquement au canal 82 qui alimente les buses 60 en eau sous pression. Le canal 82 s'étend le long du corps cylindrique 61, à l'intérieur d'une paroi du corps cylindrique 61.
Le procédé de transfert des effluents radioactifs boueux depuis le premier récipient 1 jusqu'au deuxième récipient 2 est décrit ci-dessous.
Tout d'abord, l'organe d'aspiration 4 est inséré dans le premier récipient 1 qui contient les effluents radioactifs par le bras articulé 33. La tête d'aspiration 5 est mise au contact des effluents radioactifs par le bras articulé 33. Ce bras articulé est télé opéré par un opérateur humain qui est à distance du premier récipient 1 et qui est protégé des radiations.
Les effluents radioactifs sont aspirés localement par la tête d'aspiration 5. Le jeu de griffes 76 réalise une fragmentation préalable des particules/agrégats de taille importante. Puis, la boue est diluée localement par les buses 60 et elle est fragmentée à nouveau par les pales 71, 72. Ensuite, de la boue traverse la crépine 52 au niveau de ses perforations 54, tandis que les agrégats/particules restants soit sont évacués, soit continuent d'être fragmentés par les moyens de fragmentation 7. Les effluents qui ont traversé la crépine 52 sont aspirés à l'intérieur du corps 40 jusqu'à l'embout 44, puis le long du tuyau souple 31, jusqu'au deuxième récipient 2.
Le bras articulé 33 est ensuite télé opéré pour déplacer l'organe d'aspiration 4 vers un autre endroit du premier récipient 1. Lorsque les opérations d'aspiration des effluents radioactifs sont terminées, le bras articulé 33 est télé opéré pour retirer l'organe d'aspiration 4 du premier récipient 1. L'organe d'aspiration 4 est lavé et décontaminé.
Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme du métier à l'invention qui vient d'être décrite sans sortir du cadre de l'exposé de l'invention.
En particulier, les buses 60 pourraient être logées dans l'enveloppe externe 51, plutôt que dans le corps cylindrique 61.
Le nombre de buses 60 peut varier et leur répartition peut être non uniforme autour du corps cylindrique 61, en fonction notamment du nombre de pales 71, 72. L'orientation des buses 60 relativement à l'axe longitudinal 43 est variable, en fonction de la forme des pales 71, 72 par exemple.
Le liquide employé pour diluer les effluents est de préférence un milieu aqueux mais pas nécessairement.
Les pales 71, 72 et/ou les griffes 77 peuvent également être utilisées, au moins en partie, pour mettre en suspension la boue, de manière à faciliter son aspiration.
Le nombre, la répartition et l'orientation des pales 71, 72 et des griffes 77 relativement à l'axe longitudinal 43 peut varier. Par ailleurs, le jeu 76 de griffes est facultatif si la boue présente une rhéologie non pénalisante pour la reprise des effluents boueux.
La forme de la crépine 52 peut varier, en fonction notamment de celle des pales 71, 72. Par ailleurs, des pales 71, 72 peuvent être présentes également en aval de la crépine 52.

Claims

REVENDICATIONS
1. Tête d'aspiration (5) de boue, utilisable notamment en milieu radioactif, comprenant :
une crépine (52),
des moyens de fragmentation (7) de boue faisant partie d'un rotor (6) de la tête d'aspiration, les moyens de fragmentation (7) étant au moins partiellement mobiles en rotation par rapport à la crépine (52) et configurés pour fragmenter de la boue en amont de la crépine (52), et
des moyens de dilution (60) de boue configurés pour diluer de la boue en amont de la crépine (52).
2. Tête d'aspiration (5) selon la revendication précédente, comprenant des moyens (7, 60) de nettoyage/décolmatage configurés pour limiter le colmatage de la crépine (52).
3. Tête d'aspiration (5) selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle les moyens de fragmentation (7) comprennent :
un premier outil de fragmentation (70) configuré pour être mobile en rotation par rapport à la crépine (52), et
un deuxième outil de fragmentation (76) configuré pour être mobile en rotation par rapport à la crépine (52), ce deuxième outil de fragmentation (76) étant situé en amont du premier outil de fragmentation (70).
4. Tête d'aspiration (5) selon la revendication précédente, dans laquelle au moins le premier outil de fragmentation (70) est configuré pour être au contact de la crépine (52), pour racler la crépine (52).
5. Tête d'aspiration (5) selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle les moyens de fragmentation (7) comprennent au moins une pale (71, 72) et/ou une griffe (77).
6. Tête d'aspiration (5) selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle au moins une partie des moyens de fragmentation (7) est réalisée dans un matériau souple et hydrophobe, tel qu'un élastomère.
7. Tête d'aspiration (5) selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle les moyens de dilution (60) sont configurés pour injecter un liquide, de préférence aqueux, au contact des moyens de fragmentation (7).
8. Tête d'aspiration (5) selon la revendication précédente, dans laquelle les moyens de dilution (60) comprennent au moins une buse d'injection de fluide.
9. Tête d'aspiration (5) selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle les moyens de dilution (60) sont configurés pour injecter un liquide, de préférence aqueux, sous pression selon une direction (Y-Y) sensiblement orthogonale à un axe longitudinal (43) de la tête d'aspiration.
10. Tête d'aspiration (5) selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle la crépine (52) comprend une portion centrale (55) de forme bombée.
11. Tête d'aspiration (5) selon l'une des revendications précédentes, comprenant un rotor (6) comprenant, outre les moyens de fragmentation (7), un corps (61) cylindrique,
au moins une partie des moyens de fragmentation (7) étant située à l'intérieur du corps cylindrique (61), en étant rigidement solidaire du corps cylindrique (61).
12. Tête d'aspiration (5) selon l'une des revendications précédentes, comprenant une enveloppe externe (51) qui entoure au moins partiellement les moyens de fragmentation (7) et les moyens de dilution (60), l'enveloppe externe (51) étant traversée par au moins une ouverture latérale (57).
13. Organe d'aspiration (4) de boue, utilisable notamment en milieu radioactif, comprenant :
une tête d'aspiration (5) selon l'une des revendications précédentes, des moyens d'entraînement (9) d'au moins une partie des moyens de fragmentation (7) en rotation relativement à la crépine (52), et
des moyens d'alimentation en liquide (8) des moyens de dilution (60).
14. Moyens de transfert de boue (3), utilisable notamment en milieu radioactif, comprenant :
un organe d'aspiration (4) selon la revendication précédente, un organe de préhension (33) de l'organe d'aspiration (4), et
un dispositif de télé opération (36) configuré pour télé opérer le déplacement de l'organe de préhension (33) relativement à un premier récipient (1).
15. Procédé d'aspiration de boue, utilisable notamment en milieu radioactif, au moyen d'une tête d'aspiration (5) selon l'une des revendications 1 à 12, d'un organe d'aspiration (4) selon la revendication 13, et/ou d'un moyen de transfert (3) selon la revendication précédente.
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