FR2743445A1 - Procede et dispositif de demantelement et d'evacuation d'equipements internes inferieurs d'un reacteur nucleaire refroidi par de l'eau sous pression - Google Patents
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Abstract
On réalise par découpage et usinage sous eau, à l'intérieur du bâtiment du réacteur nucléaire, la fragmentation des équipements internes inférieurs (1) sous la forme d'un premier ensemble de fragments (29) d'une partie des équipements internes inférieurs ayant une activité modérée, de manière à pouvoir les introduire dans des conteneurs d'entreposage et d'évacuation (27) de tubes-guides d'équipements internes supérieurs de réacteur nucléaire et d'un second ensemble de fragments (32) de la partie des équipements internes entourant le coeur, ayant des dimensions permettant de les introduire dans des enveloppes d'entreposage (28). On introduit les fragments (29) du premier ensemble de fragments dans les conteneurs pour tubes-guides (27), on introduit les fragments (32) du second ensemble dans les enveloppes (28) ayant la forme et la dimension d'assemblages de combustible et on évacue les enveloppes (28) et les conteneurs (27) à l'extérieur du bâtiment du réacteur nucléaire.
Description
L'invention concerne un procédé et un dispositif de démantèlement d'équipements internes inférieurs usagés d'un réacteur nucléaire refroidi par de l'eau sous pression.
Les réacteurs nucléaires refroidis par de l'eau sous pression comportent une cuve qui est destinée à contenir le coeur du réacteur et qui est raccordée au circuit de refroidissement du réacteur dans lequel circule l'eau de refroidissement sous pression.
Les équipements internes constitués de différents composants fixés dans la cuve permettent en particulier d'assurer le support et le maintien des assemblages du coeur et la canalisation de l'eau de refroidissement à l'intérieur de la cuve.
Un premier ensemble de composants constitue les équipements internes inférieurs qui comportent en particulier une enveloppe de coeur constituée par une virole fixée dans une disposition coaxiale par rapport à la cuve du réacteur. La cuve est réalisée sous la forme d'un corps tubulaire de forme générale cylindrique fermé par des fonds bombés et placé avec son axe dans la direction verticale.L'ensemble constituant les équipements internes inférieurs comporte également, à l'intérieur de l'enveloppe de coeur, un cloisonnement destiné à maintenir les assemblages périphériques du coeur du réacteur, lorsque ceux-ci sont introduits dans la cuve du réacteur ainsi qu'un écran thermique qui peut être constitué par une virole cylindrique placée de manière coaxiale et à l'extérieur de l'enveloppe de coeur, suivant toute la hauteur de la zone destinée à recevoir les assemblages de combustible maintenus par le cloisonnement. Les équipements internes inférieurs comportent également une plaque inférieure de coeur sur laquelle viennent reposer les assemblages combustibles du coeur et une plaque de support de coeur de forte épaisseur soudée à l'extrémité inférieure de la virole de coeur, sur laquelle vient reposer la plaque inférieure de coeur par l'intermédiaire de colonnes.Dans certains réacteurs, les assemblages du coeur reposent directement sur la plaque de support du coeur. La plaque de support de coeur qui est suspendue à la partie inférieure de la virole de coeur est mise en appui partiel sur le fond bombé inférieur de la cuve par l'intermédiaire de colonnes de support.
Un second ensemble de composants disposés à l'intérieur de la cuve du réacteur constitue les équipements internes supérieurs qui sont introduits dans la partie supérieure de la virole de coeur et qui viennent s'associer à la partie supérieure des assemblages de combustible, par l'intermédiaire d'une plaque supérieure de coeur. Les équipements internes supérieurs comportent en particulier des tubes-guides verticaux disposés dans l'alignement axial de certains des assemblages combustibles du coeur, de manière à assurer le guidage de barres de commande à l'intérieur des assemblages disposés dans l'alignement des tubes-guides.
Les équipements internes du réacteur qui sont en contact avec le fluide de refroidissement et exposés au rayonnement émis par le coeur du réacteur sont fortement activés et contaminés après un certain temps de fonctionnement du réacteur.
En particulier, la partie des équipements internes inférieurs située autour du coeur ou à proximité du coeur présente une très forte activité radiologique après un certain temps de présence dans le réacteur nucléaire.
Dans le cas des centrales nucléaires parvenues en fin de vie et qui nécessitent un arrêt complet, jusqu'ici la solution retenue a été de laisser ces centrales dans l'état où elles se trouvaient et de laisser décroître l'activité des matériaux constitutifs de leurs composants afin de les démonter ultérieurement dans des conditions plus satisfaisantes qu'au moment de l'arrêt, sans avoir à utiliser nécessairement des outillages complexes commandés à distance.
Dans l'avenir, le nombre de centrales nucléaires qui seront mises hors d'exploitation industrielle augmentera sensiblement, si bien qu'il est nécessaire d'envisager un démantèlement de ces centrales afin de restaurer dans son état d'origine le site où elles sont implantées.
Le démantèlement de la partie classique de la centrale ne pose pas de problème particulier mais, en revanche, le démantèlement de la partie de la centrale constituant le réacteur nucléaire proprement dit et en particulier les équipements internes inférieurs de la cuve pose des problèmes difficiles à résoudre, du fait des émissions radioactives des matériaux constitutifs des composants des équipements internes inférieurs.
Le démantèlement peut être effectué également pour le remplacement des équipements internes usagés ou accidentés lors d'une manutention.
La cuve du réacteur est disposée à l'intérieur d'un puits de cuve ménagé dans une structure en béton d'un bâtiment réacteur qui délimite également une ou plusieurs piscines situées au-dessus du niveau supérieur de la cuve.
Lors de l'arrêt et après refroidissement du réacteur, le couvercle de la cuve est enlevé, la piscine est remplie d'eau et on réalise sous eau le déchargement des assemblages du coeur et l'évacuation de ces assemblages, par exemple vers des usines de retraitement.
Dans certains cas, il est nécessaire d'effectuer le démontage et l'évacuation des équipements internes de la cuve, ces opérations devant être effectuées sous une hauteur d'eau importante du fait que les équipements internes sont fortement irradiés.
Si le démantèlement des équipements internes du réacteur et en particulier des équipements internes inférieurs doit être effectué, il le sera par des opérations commandées à distance depuis le bord supérieur des piscines du réacteur, après qu'on ait rempli ces piscines jusqu'à un niveau compatible avec les débits de doses admissibles.
Il est également nécessaire de démanteler et d'évacuer les équipements internes inférieurs, lorsqu'on doit effectuer le remplacement d'équipements internes usagés par des équipements neufs, afin de prolonger la durée de vie du réacteur nucléaire.
Les différents composants des équipements internes inférieurs doivent être démontés et/ou découpés sous eau, de manière à obtenir des éléments séparés de la cuve dont l'évacuation peut être réalisée à l'intérieur de fûts ou conteneurs qui doivent permettre de sortir les éléments des équipements internes du bâtiment du réacteur et de les transporter vers un site de traitement ou d'entreposage de déchets radio-actifs.
Dans le FR-A-94-11277 déposé par la société
FRAMATOME, on a proposé de démonter les équipements internes du réacteur, de les sortir de la cuve et de réaliser autour de ces équipements internes inférieurs, à l'intérieur de la piscine du réacteur, un conteneur de transport de grande dimension qui comporte des moyens de refroidissement.
FRAMATOME, on a proposé de démonter les équipements internes du réacteur, de les sortir de la cuve et de réaliser autour de ces équipements internes inférieurs, à l'intérieur de la piscine du réacteur, un conteneur de transport de grande dimension qui comporte des moyens de refroidissement.
Dans le FR-A-94-11278 déposé par la société
FRAMATOME, on a proposé d'utiliser des conteneurs de grande dimension autour des équipements internes du réacteur nucléaire et d'effectuer un tronçonnage des équipements internes inférieurs à l'intérieur du conteneur. Les tronçons des équipements internes sont ensuite déposés à l'intérieur de conteneurs de transport dont les dimensions doivent permettre à ces conteneurs de recevoir des tronçons des équipements internes dont le diamètre est peu inférieur au diamètre intérieur de la cuve.
FRAMATOME, on a proposé d'utiliser des conteneurs de grande dimension autour des équipements internes du réacteur nucléaire et d'effectuer un tronçonnage des équipements internes inférieurs à l'intérieur du conteneur. Les tronçons des équipements internes sont ensuite déposés à l'intérieur de conteneurs de transport dont les dimensions doivent permettre à ces conteneurs de recevoir des tronçons des équipements internes dont le diamètre est peu inférieur au diamètre intérieur de la cuve.
Dans le cas de ces procédés de démantèlement qui ont l'avantage de ne nécessiter que très peu d'opérations de découpage ou tronçonnage des équipements internes, il est nécessaire de réaliser et de mettre en oeuvre des conteneurs de grande dimension qui sont très coûteux et dont l'évacuation et le transport à l'extérieur du bâtiment du réacteur présentent de grandes difficultés, du fait de la taille de ces conteneurs qui sont de dimensions très supérieures aux conteneurs utilisés habituellement pour le transport de matières radioactives.
Dans le FR-A-2.673.033, on a proposé de réaliser sous eau à l'intérieur de la piscine du réacteur, après tronçonnage des parties des équipements internes constituées par des viroles, le compactage des tronçons obtenus et la mise en conteneurs des tronçons compactés. Un tel procédé est relativement complexe et nécessite néanmoins des conteneurs conçus spécialement dont les formes et dimensions ne correspondent pas à celles des conteneurs habituellement utilisés pour l'évacuation d'éléments activés d'un réacteur nucléaire.
En outre, ce procédé ne permet pas de réaliser facilement la mise en conteneurs et l'évacuation des composants des équipements internes sous forme de plaques tels que la plaque de support de coeur des équipements internes inférieurs.
Dans le cadre de l'exploitation des réacteurs nucléaires, on utilise de manière courante, des conteneurs de transport d'assemblages de combustible irradiés qui permettent d'évacuer du bâtiment du réacteur et de transporter vers un site de retraitement ou de réparation, un ensemble d'assemblages de combustible. De manière habituelle, chaque assemblage de combustible est évacué sous eau, de la piscine du réacteur vers la piscine de stockage du combustible usé, pour être placé dans un conteneur de transport comportant des moyens de protection radiologique permettant de réaliser le transport à l'extérieur du bâtiment du réacteur dans des conditions de sécurité normalisées. On utilise de manière habituelle des conteneurs pouvant recevoir douze assemblages de combustible.
Dans le cadre de l'exploitation des réacteurs nucléaires à eau sous pression, il s'est également avéré nécessaire de réaliser un démontage des tubes-guides des equipements internes supérieurs, après un certain temps de fonctionnement du réacteur nucléaire, dans le but de contrôler et de réparer les tubes-guides usagés. Il peut être également nécessaire d'évacuer certains tubes-guides qui ne peuvent être réparés.
Pour l'évacuation et le transport des tubesguides usagés des réacteurs nucléaires à eau sous pression, on utilise des conteneurs normalisés dans lesquels on peut stocker jusqu'à vingt-cinq tubes-guides.
Jusqu'ici, il n'a pas été envisagé d'utiliser les conteneurs standard de transport des assemblages de combustible ou des tubes-guides des équipements internes supérieurs, pour des opérations de démantèlement.
Le but de l'invention est donc de proposer un procédé de démantèlement et d'évacuation d'équipements internes inférieurs usagés d'un réacteur nucléaire refroidi par de l'eau sous pression, disposés autour du coeur du réacteur et constitués principalement par des viroles cylindriques et par des plaques planes assemblées entre elles, dont une première partie présente une activité radiologique modéré et dont une seconde partie qui entoure le coeur du réacteur constitué par des assemblages de combustible présente un forte activité radiologique, ce procédé permettant de limiter les coûts entraînés par le démantèlement et d'assurer une évacuation des équipements internes inférieurs à l'extérieur du bâtiment du réacteur, dans des conditions de sécurité parfaitement connues.
Dans ce but
- on réalise par découpage et usinage sous eau, à l'intérieur du bâtiment du réacteur nucléaire, la fragmentation des équipements internes inférieurs sous la forme d'un premier ensemble de fragments de la première partie des équipements internes inférieurs, ayant des dimensions permettant de les introduire dans des conteneurs de stockage et d'évacuation de tubes-guides d'équipements internes supérieurs du réacteur nucléaire, et d'un second ensemble de fragments de la partie des équipements Internes entourant le coeur, ayant des dimensions permettant de les introduire dans des enveloppes présentant chacune sensiblement la forme et les dimensions d'un assemblage de combustible,
- on introduit les fragments du premier ensemble de fragments dans les conteneurs d'entreposage et d'évacuation de tubes-guides,
- on introduit les fragments du second ensemble de fragments dans les enveloppes présentant la forme et les dimensions d'un assemblage de combustible, et
- on évacue les enveloppes et les conteneurs contenant les fragments à l'extérieur du bâtiment du réacteur nucléaire.
- on réalise par découpage et usinage sous eau, à l'intérieur du bâtiment du réacteur nucléaire, la fragmentation des équipements internes inférieurs sous la forme d'un premier ensemble de fragments de la première partie des équipements internes inférieurs, ayant des dimensions permettant de les introduire dans des conteneurs de stockage et d'évacuation de tubes-guides d'équipements internes supérieurs du réacteur nucléaire, et d'un second ensemble de fragments de la partie des équipements Internes entourant le coeur, ayant des dimensions permettant de les introduire dans des enveloppes présentant chacune sensiblement la forme et les dimensions d'un assemblage de combustible,
- on introduit les fragments du premier ensemble de fragments dans les conteneurs d'entreposage et d'évacuation de tubes-guides,
- on introduit les fragments du second ensemble de fragments dans les enveloppes présentant la forme et les dimensions d'un assemblage de combustible, et
- on évacue les enveloppes et les conteneurs contenant les fragments à l'extérieur du bâtiment du réacteur nucléaire.
Afin de bien faire comprendre l'invention, on va maintenant décrire, à titre d'exemples non limitatifs, plusieurs exemples de réalisation du procédé suivant l'invention et les dispositifs utilisés pour la mise en oeuvre du procédé.
La figure 1 est une vue en coupe axiale des équipements internes inférieurs d'un réacteur nucléaire à eau sous pression d'un premier type.
La figure 2 est une vue en coupe axiale des équipements internes inférieurs d'un réacteur nucléaire à eau sous pression d'un second type.
La figure 3 est une vue schématique en élévation et en coupe de la piscine du réacteur et des zones de stockage des équipements internes, dans le cas d'un réacteur du premier type.
La figure 3A est une vue de dessus de la figure 3.
La figure 4 est une vue en élévation et en coupe de la piscine du réacteur et des zones de stockage des équipements internes, dans le cas d'un réacteur nucléaire du second type.
La figure 4A est une vue de dessus de la figure 4.
La figure 5 est une vue en élévation et en coupe des dispositifs utilisés pour le découpage, la mise en conteneur et l'évacuation d'équipements internes inférieurs d'un réacteur nucléaire, par un procédé suivant l'invention et suivant un premier mode de réalisation.
La figure 6 montre la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention et suivant un second mode de réalisation, pendant une première phase du procédé.
La figure 7 est une vue en élévation et en coupe montrant la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention et suivant le second mode de réalisation, pendant une seconde phase du procédé.
La figure 8 est une vue en coupe axiale d'une enveloppe type carquois ayant la forme et les dimensions d'un assemblage de combustible.
La figure 8A est une vue de dessus suivant A de la figure 8.
La figure 8B est une vue en coupe transversale d'un conteneur de transport d'assemblages de combustible.
La figure 9 est une vue en coupe axiale d'un conteneur de transport de tubes-guides.
La figure 10 est une vue en élévation et en coupe partielle d'une première installation de découpage et d'usinage d'équipements internes inférieurs, dans une première configuration.
La figure 10A est une vue en plan suivant A-A de la figure 10.
La figure lOB est une vue en plan suivant B-B de la figure 10.
La figure 11 est une vue en élévation et en coupe partielle de la première installation de découpage et d'usinage dans une seconde configuration.
La figure 11A est une vue en plan de la première installation de découpage et d'usinage dans une seconde configuration.
La figure 12 est une vue en élévation et en coupe partielle de la première installation de découpage et d'usinage dans une troisième configuration.
La figure 13 est une vue en élévation et en coupe partielle de la première installation de découpage et d'usinage équipée de moyens de manutention de fragments, selon une première configuration.
La figure 13A est une vue en plan de la première installation de découpage et d'usinage équipée des moyens de manutention de fragments selon la première configuration.
La figure 14A est une vue en élévation et en coupe partielle de la première installation de découpage et d'usinage équipée de moyens de manutention de fragments selon une seconde configuration.
La figure 14B est une vue en plan de la première installation équipée des moyens de manutention de fragments selon la seconde configuration.
La figure 15 est une vue en élévation de la première installation de découpage et d'usinage des équipements internes disposés à l'aplomb de la cuve, dans une première phase du démantèlement.
La figure 16 est une vue en élévation et en coupe partielle de la première installation de découpage et d'usinage des équipements internes disposés à l'aplomb de la cuve, dans une seconde phase du démantèlement.
La figure 17 est une vue en élévation et en coupe partielle d'une seconde installation de découpage et d'usinage par l'intérieur des équipements internes inférieurs.
La figure 18 est une vue en plan de la seconde installation de découpage et d'usinage par l'intérieur des équipements internes inférieurs.
La figure 19 est une vue en plan de la seconde installation de découpage et d'usinage, dans une configuration permettant la manutention de cloisons du cloisonnement des équipements internes inférieurs.
La figure 20 est une vue en plan de la seconde installation de découpage et d'usinage, dans une configuration permettant la manutention de fragments des renforts du cloisonnement des équipements internes inférieurs.
Sur la figure 1, on a représenté l'ensemble des équipements internes inférieurs 1 d'un réacteur nucléaire à eau sous pression qui comporte principalement une virole de coeur 2, un cloisonnement 3 disposé à l'intérieur de la virole de coeur, un écran thermique 4 entourant la virole de coeur 2 dans la zone comportant le cloisonnement 3, une plaque inférieure de coeur 5, une plaque de support de coeur 6 soudée à l'extrémité inférieure de la virole de coeur 2 et un ensemble 7 de support de la plaque 6 comportant des colonnes destinées à reposer sur le fond de la cuve et des plaques entretoises.
Les équipements internes inférieurs représentés sur la figure 1 correspondent aux équipements internes inférieurs d'un réacteur nucléaire à eau sous pression d'une puissance de 900 MW.
Sur la figure 2 on a représenté des équipements internes inférieurs d'un réacteur nucléaire à eau sous pression d'une puissance de 1300 MW.
Les éléments correspondants sur les figures 1 et 2 sont désignés par les mêmes repères.
A la différence des équipements internes inférieurs 1 représentés sur la figure 1, les équipements internes inférieurs d'un réacteur nucléaire d'une puissance de 1300 MW représentés sur la figure 2 ne comportent pas de plaque inférieure de coeur 5, les assemblages combustibles chargés à l'intérieur de la cuve venant reposer directement sur la plaque de support de coeur 6.
Les assemblages de combustible du réacteur nu cléaire qui sont chargés à l'intérieur de la cuve et qui sont généralement de forme prismatique droite à section carrée ont une hauteur qui correspond à la hauteur du cloisonnement 3. Les assemblages de combustible sont disposés de manière à être juxtaposés par l'intermédiaire de leurs faces latérales pour constituer le coeur du réacteur nucléaire. Les assemblages périphériques du coeur sont maintenus à l'intérieur de l'enveloppe de coeur 2 par le cloisonnement 3 qui comporte des plaques verticales 3a appelées cloisons destinées à venir en contact avec des faces latérales des grilles des assemblages périphériques du coeur et des plaques horizontales de renfort 3b espacées suivant la hauteur du coeur sur lesquelles les cloisons 3a sont fixées par des vis d'assemblage.
Les renforts 3b assurent à la fois l'assemblage des cloisons verticales 3a et le maintien du cloisonnement 3 à l'intérieur de la virole de coeur 2.
Les parties des équipements internes inférieurs 1 qui sont disposées en vis-à-vis ou à proximité des assemblages du coeur présentent, après un certain temps de fonctionnement du réacteur nucléaire, une forte activité, alors que les parties des équipements internes inférieurs plus éloignées du coeur présentent une activité beaucoup plus faible.
Dans le cas d'équipements internes inférieurs d'un réacteur nucléaire à eau sous pression d'une puissance de 900 MW, dont la hauteur totale est de l'ordre de 10 m, le diamètre de l'ordre de 3,9 m et le poids de 95 à 115 tonnes, ou encore dans le cas des équipements internes inférieurs d'un réacteur nucléaire à eau sous pression d'une puissance de 1300 MW dont la hauteur est de l'ordre de 10 m, le diamètre de l'ordre de 4,4 m et le poids de 116 tonnes, on a pu mesurer des activités en fin de vie du réacteur pour les différents composants des équipements internes inférieurs, qui seront données cidessous.
La virole de coeur 2 présente dans sa partie inférieure 2a située en vis-à-vis du cloisonnement 3 et des assemblages du coeur, une activité de 650.000 Ci pour un poids de 24.000 kg, ce qui représente une activité spécifique de 30 Ci/kg. La partie supérieure 2b de la virole de coeur dans laquelle sont disposés les équipements internes supérieurs venant reposer sur la partie supérieure du coeur présente une activité de 1000 Ci pour un poids de 18.000 kg, ce qui correspond à une activité spécifique de 0,1 Ci/kg.
Les cloisons 3a du cloisonnement 3 présentent une activité de 3.400.000 Ci pour un poids de 12.000 kg, ce qui correspond à une activité spécifique de 240 Ci/kg.
Les renforts 3b du cloisonnement 3 présentent une activité de 600.000 Ci pour un poids de 6000 kg, ce qui correspond à une activité spécifique de 100 Ci/kg.
L'écran thermique 4 présente une activité de 150.000 Ci pour un poids de 29.000 kg, ce qui représente une activité spécifique de 5 Ci/kg.
La plaque inférieure de coeur 5 présente une activité de 553.000 Ci pour un poids de 3.900 kg, ce qui correspond à une activité spécifique de 140 Ci/kg.
La plaque de support de coeur 6 présente une activité de 2000 Ci pour un poids de 16.500 kg, ce qui représente une activité spécifique de 0,1 Ci/kg.
Les éléments 7 de support de la plaque 6 présentent une activité de 1000 Ci pour un poids de 5.000 kg, ce qui correspond à une activité spécifique de 0,2 Ci/kg.
On voit donc que les éléments les plus activés des équipements internes inférieurs sont le cloisonnement 3, la partie inférieure de la virole de coeur 2 et la plaque inférieure de coeur 5.
Le procédé suivant l'invention a l'avantage de permettre de tenir compte des différences considérables d'activité entre les différentes parties des équipements internes inférieurs, pour réaliser leur démantèlement et leur évacuation.
Les enveloppes ou conteneurs utilisés dans le cadre du procédé suivant l'invention sont conçus pour permettre l'entreposage et le transport à l'extérieur du site d'un réacteur d'éléments pouvant présenter une forte activité. C'est ainsi que les conteneurs destinés à recevoir des assemblages de combustible (par exemple 12) permettent le transport d'une quantité de matériau irradié présentant une activité de 12 à 25.000.000 de Ci.
De tels conteneurs peuvent donc permettre de transporter les parties les plus activées des équipements internes inférieurs.
Les conteneurs de transport des tubes-guides des équipements internes supérieurs qui peuvent renfermer de 16 à 25 tubes-guides ont une limite en ce qui concerne leur possibilité de transport de matériau activé, de l'ordre de 200 Ci. Ces conteneurs qui présentent des dimensions relativement importantes (1,80 m de diamètre et 4,5 m de longueur) peuvent assurer le transport de fragments de dimensions importantes des parties les moins irradiées des équipements internes inférieurs.
Sur la figure 3, on a représenté dans le cas d'un réacteur nucléaire du premier type d'une puissance de 900 MW, une partie du bâtiment du réacteur dans lequel la cuve 8 du réacteur est montée avec son axe vertical à l'intérieur d'un puits de cuve ménagé dans la structure en béton du bâtiment du réacteur.
Au-dessus du puits de cuve contenant la cuve 8, la structure en béton du bâtiment du réacteur délimite une piscine 9 ayant une première partie 9a située audessus du puits de cuve et une seconde partie 9b pouvant être séparée par un batardeau 10 de la partie 9a. La partie 9b de la piscine comporte un stand de stockage 11 des équipements internes inférieurs 1, lorsque ceux-ci sont sortis de la cuve 8 et un stand 12 de stockage des équipements internes supérieurs 13.
Le bâtiment du réacteur comporte une paroi de forte épaisseur 15 en béton qui sépare le bâtiment du réacteur d'un bâtiment du combustible comportant une piscine 14 de stockage du combustible usé.
Un passage 16 à travers la paroi 15 permet de faire passer des assemblages de combustible usé de la piscine du réacteur 9 à la piscine du combustible 14, par un tube de transfert.
Un basculeur 17 peut être placé dans une première position verticale dans laquelle un assemblage de combustible peut être disposé dans le tube du basculeur et une seconde position horizontale dans le prolongement du canal 16 permettant de faire passer l'assemblage de combustible de la piscine du réacteur 9 à la piscine du combustible 14 où l'assemblage de combustible est pris en charge par un second basculeur 17a.
Sur la figure 3A, on voit différents emplacements 18a, 18b et 18c dans lesquels peut être placée une installation de découpage des équipements internes inférieurs comportant un mât de guidage de moyens de déplacement d'une tête de découpage ou d'usinage et de manutention, comme il sera expliqué plus loin.
Dans l'une des positions 18a et 18b, l'installation de découpage ou d'usinage permet de réaliser le découpage et le démontage des équipements internes 1 après que ces équipements internes ont été sortis de la cuve et déposés sur leur stand de stockage 11 dans la piscine du réacteur.
Dans la position 18c, l'installation de découpage et de manutention permet de réaliser le découpage des équipements internes partiellement ou totalement sortis de la cuve et disposés dans la partie 9a de la piscine à l'aplomb de la cuve 8.
Sur la figure 4, on a représenté une partie du bâtiment d'un réacteur d'un second type ayant une puissance de 1300 MW. Les éléments correspondants sur les figures 3 et 3A d'une part et 4 et 4A d'autre part sont désignés par les mêmes repères avec cependant le signe (prime) en ce qui concerne les éléments représentés sur les figures 4 et 4A.
La piscine 9' du réacteur comporte une première partie 9'a disposée à l'aplomb du puits de cuve dans lequel est disposée la cuve 8' et deux parties 9'a et 9'd séparées de la partie 9'a par des batardeaux. Un stand 11' de stockage des équipements internes supérieurs 13' est disposé dans la partie 9'c de la piscine et un stand de stockage 12' des équipements internes inférieurs 1' est disposé dans la partie 9'b.La piscine du réacteur comporte de plus une quatrième partie 9'd dans laquelle est disposé un manipulateur d'assemblages de combustible 17' qui peut être basculé entre une position verticale et une position horizontale dans l'alignement d'un canal de passage 16' traversant une paroi 15' de séparation entre la piscine du réacteur 9' et une piscine de stockage d'assemblages de combustible usés 14' où les assemblages de combustible sont pris en charge par un second basculeur 17'a.
Sur la figure 4A, on a représenté les emplacements 18'a, 18'b et 18'c dans lesquels on peut effectuer la mise en place d'une installation de découpage, d'usinage et de manutention au voisinage des équipements internes inférieurs 1' placés sur leur stand de stockage 11'. Dans la partie 9'a de la piscine, on a représenté également quatre emplacements 18'd, 18'e, 18'f et 18'g dans lesquels on peut réaliser la mise en place d'une installation de découpage et de manutention, au voisinage des équipements internes inférieurs partiellement ou totalement sortis de la cuve 8' et maintenus à l'aplomb de la cuve, à l'intérieur de la partie 9'a de la piscine du réacteur.
Sur la figure 5, on a représenté de manière schématique une partie d'un bâtiment du réacteur et des piscines d'un réacteur nucléaire qui peut être par exemple du type représenté sur les figures 3 et 3A.
Les éléments correspondants sur les figures 3 et 3A d'une part et 5 d'autre part sont désignés par les mêmes repères.
Après arrêt et refroidissement du réacteur nucléaire, la piscine du réacteur a été remplie d'eau, après ouverture du couvercle de la cuve. Les équipements internes inférieurs 1 ont été déposés sur leur stand de sto ckage 11 dans la partie 9b de la piscine du réacteur, après déchargement des assemblages de combustible.
Pour réaliser le découpage des équipements internes inférieurs 1 du réacteur sous la forme de fragments et la manutention des fragments, on utilise une première installation disposée au voisinage de la zone de stockage des équipements internes inférieurs, désignée de manière générale par le repère 19 et comportant un mât 20 qui est fixé à sa partie inférieure et à sa partie supérieure à une paroi de la piscine 9 du réacteur. L'installation de découpage et de manutention 19 comportant le mât 20 sera décrite plus en détail par la suite. Sur le mât 20 sont montés mobiles dans la direction axiale du mât, des supports d'outils tels que 21 et 22 sur lesquels peut être monté un outil de découpage, par exemple une tête de découpage par électro-érosion ou par jet d'eau, ou encore un autre outil tel qu'un outil de perçage ou une scie.
Une seconde installation d'usinage et de manutention 23 comportant un mât vertical 24 est fixée à l'intérieur de la virole et du cloisonnement des équipements internes 1. Le mât 24 repose par sa partie inférieure sur la plaque inférieure de coeur 5 des équipements internes inférieurs 1. Un support d'outil 25 est monté mobile sur le mât 24 dans sa direction axiale. Le support 25 peut porter une tête d'usinage susceptible d'effectuer un découpage, un perçage ou d'autres opérations qui peuvent être nécessaires, pour réaliser le démontage et le découpage du cloisonnement 3 des équipements internes inférieurs 1, par l'intérieur des équipements internes 1.
Les équipements internes inférieurs 1 sont montés sur un plateau rotatif permettant de les faire tourner autour de leur axe vertical de symétrie 26.
Les installations d'usinage et de manutention 19 et 23 comportent également des moyens de manutention des fragments des équipements internes inférieurs 1 qui sont découpés ou démontés en utilisant des outils portés par des supports tels que 21, 22 et 25.
Pour réaliser le démantèlement et l'évacuation des équipements internes inférieurs 1, on utilise deux types de conteneurs standard, à savoir un premier type de conteneur généralement utilisé pour le transport de tubes-guides des équipements internes supérieurs du réacteur et des carquois constituant des enveloppes d'entreposage et d'évacuation de forme et de dimensions sensiblement identiques à celles d'un assemblage de combustible du coeur du réacteur nucléaire.
Sur la figure 5, on a représenté un conteneur 27 de transport de tubes-guides qui est déposé sur le fond de la partie 9b de la piscine, au voisinage de la zone de stockage 11 des équipements internes inférieurs 1.
On a également représenté un carquois 28 dans trois positions 28a, 28b et 28c au cours des opérations de remplissage et d'évacuation du carquois.
Une première opération réalisée avec l'installation d'usinage et de manutention 19 consiste à découper la partie supérieure 2b de la virole de coeur 2 sous la forme de fragments 29 qui sont déposés dans le conteneur 27 de transport de tubes-guides.
Les fragments 29 sont découpés dans la partie 2b de la virole, suivant des directions axiales de manière que la largeur des fragments permette leur stockage dans le conteneur 27, dans des positions normalement réservées à des tubes-guides d'équipements internes supérieurs.
La longueur de la partie supérieure 2b de la virole de coeur est peu différente de la longueur des tubes-guides, de sorte que les fragments 29 peuvent être placés dans le conteneur 27.
En outre, comme il a été expliqué plus haut, l'activité de cette partie de la virole de coeur est relativement faible de sorte que l'activité cumulée des fragments 29 déposés dans le conteneur 27 ne dépasse pas la limite admise pour un transport dans un conteneur pour tubes-guides.
Les conteneurs 27 de transport des tubes-guides sont également utilisés pour recevoir et transporter les fragments des autres parties des équipements internes inférieurs présentant une faible activité.
Dans le cas des équipements internes 1 représentés sur la figure 5 (pour un premier type de réacteur d'une puissance de 900 MW), on dispose à l'intérieur de conteneurs de transport de tubes-guides 27, également la partie inférieure des équipements internes inférieurs 1, c'est-à-dire l'ensemble de support 7 des équipements internes inférieurs et la plaque de support de coeur 6 de forte épaisseur.
Tous les autres éléments constitutifs des équipements internes 1 qui sont disposés en vis-à-vis ou à proximité du coeur du réacteur nucléaire doivent être introduits et transportés dans des carquois 28 qui sont eux-mêmes déposés et transportés à l'intérieur de conteneurs pouvant recevoir par exemple douze carquois 28.
L'écran thermique 4, la partie inférieure de la virole de coeur 2a, les éléments du cloisonnement 3 et la plaque inférieure de coeur 5 doivent être découpés ou démontés de manière à pouvoir être introduits dans un carquois 28.
Comme il sera expliqué plus loin, les carquois 28 comportent une enveloppe tubulaire. Cette enveloppe tubulaire présente généralement une section carrée de 21 cm de côté et une longueur de l'ordre de 4 m.
Des éléments constitutifs des équipements internes inférieurs qui ont été énumérés ci-dessus sont donc démontés ou découpés sous forme de fragments allongés présentant une longueur correspondant à la hauteur du coeur et une largeur permettant leur introduction à l'intérieur du carquois tubulaire, c'est-à-dire une largeur compatible avec l'espace disponible dans le carquois, dans le sens diagonal.
Le découpage de l'écran thermique 4, de la partie inférieure 2a de l'enveloppe de coeur et de la plaque inférieure de coeur 5 est réalisé en utilisant l'installation 19 qui permet également de réaliser la manutention des fragments obtenus par découpage pour les déposer dans un carquois 28.
La plaque inférieure de coeur est découpée sous la forme de fragments de forme carrée dont la section est inférieure à la section d'un assemblage de combustible, ces fragments pouvant être déposés et empilés dans un carquois 28.
Le cloisonnement 3 est démonté et découpé par l'intérieur des équipements internes inférieurs 1 en utilisant l'installation d'usinage et de découpage 23 qui permet également de réaliser la manutention des fragments du cloisonnement, pour les déposer à l'intérieur des carquois 28.
Les cloisons du cloisonnement 3 présentent pour une partie d'entre elles une largeur sensiblement égale à la largeur d'une face d'un assemblage combustible et ces cloisons sont simplement dévissées et démontées pour être introduites chacune dans un carquois 28.
Une autre partie des cloisons du cloisonnement 3 présente une largeur qui est un multiple de la largeur d'une face d'un assemblage combustible. Ces cloisons doivent être découpées longitudinalement en utilisant un outil de découpage porté par la tête 25 de l'installation d'usinage et de manutention 23.
Après qu'on ait effectué le remplissage d'un carquois 28 dans la position 28a, le carquois est pris en charge par la machine de manutention du combustible pour être placé dans la position 28b puis déposé à l'intérieur du basculeur d'assemblages de combustible 17 placé dans sa position verticale.
Le basculeur est ensuite placé dans sa position horizontale dans l'alignement du tube de transfert 16 et on réalise le transfert du carquois 28 dans la piscine du combustible 14 dans laquelle le carquois 28 est repris en charge par le second basculeur 17a en position horizontale. Le basculeur est ensuite placé en position verticale et le carquois est extrait du basculeur (position 28c). Le carquois 28c peut être stocké dans la piscine de désactivation 14 du réacteur ou placé directement dans un conteneur de transport permettant le transport simultané d'un ensemble de carquois 28. Après qu'on ait effectué le remplissage du conteneur par un ensemble de carquois (par exemple douze carquois), on referme le conteneur qui peut être évacué à l'extérieur de la piscine de désactivation et à l'extérieur du bâtiment du combustible.
Les conteneurs de transport des carquois sont en effet prévus pour pouvoir transporter des matériaux à forte activité sur des réseaux de transport habituels, par exemple sur routes ou sur voies ferrées.
Sur la figure 6, on a représenté, de manière schématique une partie du bâtiment du réacteur et des piscines d'un réacteur nucléaire, pendant une opération de démantèlement et d'évacuation des équipements internes inférieurs 1.
Dans une premiere phase de l'opération, les équipements internes inférieurs 1 sont extraits de la cuve 8 et déposés à l'aplomb de la cuve 8, à l'intérieur de la partie 9a de la piscine du réacteur. L'installation de découpage et de manutention 19 est fixée dans la partie 9a de la piscine du réacteur, au voisinage des équipements internes inférieurs. Un conteneur 27 de transport de tubes-guides est également déposé sur le fond de la partie 9a de la piscine, au voisinage des équipements internes inférieurs 1. On réalise le découpage de la partie supérieure faiblement irradiée 2b de l'enveloppe de coeur sous forme de fragments 29 pouvant être déposés dans le conteneur de transport de tubes-guides 27.
Comme il est visible sur la figure 7, après avoir réalisé le découpage de la partie supérieure 2b de la virole de coeur, sous la forme de fragments qui sont déposés dans un conteneur de transport 27, on utilise les installations 19 et 23 placées respectivement à l'extérieur et à l'intérieur de la partie restante des équipements internes inférieurs 1, pour réaliser le découpage de la partie la plus fortement irradiée des équipements internes 1 sous forme de fragments qui sont déposés chacun à l'intérieur de carquois 28 placés en position de chargement 28a.
Après chargement d'un fragment des équipements internes 1 fortement activé, le carquois 28 est transporté à l'intérieur de la partie 9b de la piscine du réacteur dans la position 28b, à l'aplomb du basculeur 17 d'assemblage de combustible en position verticale puis déposé dans le basculeur.
Le basculeur 17 est alors placé en position horizontale dans l'alignement du tube de transfert 16 et le carquois 28 est transféré dans la piscine 14 de désactivation du combustible, à l'intérieur d'un second basculeur 17'a placé en position horizontale. Le second basculeur dans lequel a été introduit le carquois 28 est placé en position verticale et le carquois 28 est extrait du basculeur, comme représenté par la position 28c. Le carquois peut alors être stocké dans la piscine de désactivation ou déposé à l'intérieur d'un conteneur de transport.
On effectue enfin le découpage de la partie inférieure faiblement irradiée des équipements internes inférieurs 1 et on dépose les fragments obtenus dans un conteneur de transport de tubes-guides. Pour cela, la plaque de support de coeur 6 doit être déposée sur un support rehaussé, de sorte que l'ensemble des équipements internes inférieurs se trouve à l'extérieur de la cuve 8 du réacteur.
On peut donc réaliser le découpage des équipements internes inférieurs sous forme de fragments et la mise en conteneurs ou à l'intérieur de carquois, des fragments obtenus, avec les équipements internes inférieurs disposés sur leur stand de stockage ou encore déposés à l'aplomb de la cuve du réacteur.
Dans ce cas, dans une première phase, on réalise le découpage de la partie supérieure des équipements internes, les équipements internes inférieurs étant partiellement sortis de la cuve.
Dans une seconde phase, on réalise le découpage sous forme de fragments de la partie inférieure des équipements internes inférieurs après les avoir sortis entièrement de la cuve et en les maintenant en position au-dessus de la cuve.
Dans l'une et dans l'autre phases réalisées audessus de la cuve, il est nécessaire de placer un bac 30 (figures 6 et 7) en-dessous des équipements internes inférieurs, de manière à récupérer tous copeaux ou déchets de métaux formés pendant le découpage des équipements internes inférieurs et à éviter que ces déchets métalliques ne tombent à l'intérieur de la cuve 8. Ce bac est installé après retrait total des équipements internes inférieurs et avant repose de ceux-ci, à l'aplomb de la cuve.
On va maintenant décrire plus en détail les dispositifs de transport, de découpage et de manutention utilisées au cours des différentes phases de mise en oeuvre du procédé selon le premier ou le second mode de réalisation.
Sur les figures 8 et 8A, on a représenté une enveloppe ou carquois qui est utilisé, dans le cadre de l'invention, pour assurer le transfert de fragments fortement irradiés des équipements internes inférieurs entre la piscine du réacteur et la piscine de désactivation situées dans le bâtiment du combustible, comme il a été expliqué plus haut.
Une telle enveloppe 28, ou carquois, qui est connue et qui est utilisée pour entreposer et transporter des tronçons de tubes de guidage d'instrumentation du réacteur ou des échantillons métalliques irradiés présente sensiblement la forme et les dimensions d'un assemblage de combustible, de telle sorte qu'elle peut être transférée et transportée en utilisant les moyens propres à la manutention et au transport des assemblages de combustible.
L'enveloppe de transfert ou carquois 28 comporte un corps tubulaire 28a dont la section extérieure carrée a une dimension identique à celle d'un assemblage de combustible d'un réacteur nucléaire à eau sous pression de l'ordre de 20 cm et qui présente une longueur sensiblement égale à 4 m.
Le corps tubulaire 28a du carquois 28 comporte un embout 28b de forme carrée sur lequel est soudée l'extrémité inférieure de l'enveloppe tubulaire 28a. Un second embout également de forme carrée 28c visible sur les figures 8 et 8a est fixé à l'extrémité supérieure de l'enveloppe tubulaire 28a du carquois 28. L'embout 28c qui est fixé de manière amovible sur la partie d'extrémité de l'enveloppe 28a du carquois 28 constitue un couvercle qui peut être actionné pour son ouverture et sa fermeture par un ensemble d'actionnement 28d accessible par le dessus du carquois 28. L'embout 28c comporte également sur sa surface supérieure des bossages et des ouvertures permettant la préhension du carquois en utilisant la machine de manutention du combustible du réacteur nucléaire.
Pour avoir accès à la partie interne du carquois 28, afin d'y déposer un fragment fortement irradié des équipements internes inférieurs du réacteur nucléaire, dans le cadre du procédé de démantèlement qui a été décrit plus haut, on place l'embout supérieur 28c en position d'ouverture en actionnant le dispositif d'ouverture 28d. On introduit le fragment à l'intérieur du carquois 28 puis on referme le carquois en replaçant l'embout 28c en position de fermeture comme représenté sur la figure 8.
Le carquois 28 peut recevoir un fragment fortement irradié des équipements internes inférieurs dont la longueur est sensiblement égale à la longueur d'un assemblage de combustible, c'est-à-dire à la hauteur du coeur et dont la largeur est légèrement inférieure à la diagonale de l'enveloppe tubulaire carrée 28a. Cette diagonale est légèrement inférieure à 25 cm et la longueur du carquois 28 est supérieure à 4 m.
Après qu'on ait réalisé, dans la piscine du réacteur, l'introduction d'au moins un fragment des équipements internes à l'intérieur du carquois 28, puis le transfert du carquois dans la piscine 14 du combustible, il est possible de déposer le carquois 28 dans un conteneur destiné au transport d'assemblages de combustible, à l'extérieur du bâtiment du réacteur.
Sur la figure 8B, on a représenté de manière schématique la section transversale d'un conteneur de transport 33 qui peut recevoir douze carquois 28 renfermant chacun au moins un fragment 32 des équipements internes inférieurs du réacteur. Le conteneur de transport 33 ayant un diamètre extérieur de l'ordre de 1,80 m est prévu pour pouvoir transporter douze assemblages combustibles irradiés à l'extérieur du réacteur nucléaire et sur des voies habituelles de transport telles que des voies ferrées et des routes.
Le conteneur 33 est prévu pour transporter un ensemble d'assemblages de combustible dont l'activité totale peut être très élevée. L'activité cumulée des fragments 32 des équipements internes inférieurs contenus dans les douze carquois 28 est généralement très inférieure à l'activité cumulée de douze assemblages de combustible.
Dans la conception et la réalisation du découpage des équipements internes inférieurs, il reste simplement nécessaire de vérifier que le poids du carquois 28 dans lequel est déposé le fragment 32 est inférieur au poids d'un assemblage de combustible (environ 800 kg) afin de pouvoir assurer la manutention du carquois après son remplissage, en utilisant la machine de manutention du combustible.
Le procédé suivant l'invention permet donc de mettre en conteneur et de transporter à l'extérieur du bâtiment du réacteur, à l'intérieur d'un conteneur standard, au moins douze fragments fortement irradiés des équipements internes inférieurs dont la longueur est égale à la hauteur du coeur et dont la largeur peut être de l'ordre de 25 cm. I1 est possible de compléter le remplissage des carquois avec un ou plusieurs fragments complémentaires, dans la limite de poids qui a été donnée plus haut.
Les carquois 28 et les conteneurs 33 permettent en particulier d'évacuer des fragments de la partie inférieure de l'enveloppe de coeur fortement activée, des éléments du cloisonnement 3 qui sont également très fortement activés et des fragments de la plaque inférieure de coeur de forme carrée présentant des dimensions analogues aux dimensions de la section d'un assemblage de combustible.
Sur la figure 9, on a représenté un conteneur 27 de transport de tubes-guides des équipements internes supérieurs d'un réacteur nucléaire, aménagé pour le transfert des fragments.
Le conteneur 27 comporte une enveloppe tubulaire 27a à section circulaire sur laquelle sont fixés des tourillons 27b permettant d'assurer la manutention et le basculement du conteneur 27. L'enveloppe tubulaire 27a est fermée à l'une de ses extrémités (extrémité inférieure) par un fond soudé et à son extrémité opposée par un couvercle qui peut être ouvert pour réaliser l'introduction de fragments 29 à l'intérieur de l'enveloppe 27a du conteneur 27. L'enveloppe tubulaire 27a comporte une virole externe en acier et une virole interne coaxiale à la virole externe entre lesquelles est disposée une couche de plomb permettant d'absorber les radiations émises par les fragments 29 introduits à l'intérieur du conteneur 27,
Le fond inférieur et le couvercle du conteneur 27 comportent également une couche de plomb permettant d'atténuer les radiations.
Le fond inférieur et le couvercle du conteneur 27 comportent également une couche de plomb permettant d'atténuer les radiations.
A l'intérieur de l'enveloppe 27, sont disposées des plaques de support 35a et 35b qui sont munies de dispositifs de réception de la partie inférieure des fragments 29.
Il est donc possible de transporter, à l'intérieur du conteneur 27, plusieurs fragments faiblement irradiés des équipements internes inférieurs et en particulier des fragments de la partie supérieure de la virole de coeur.
I1 est également possible de placer à l'intérieur du conteneur 27, des fragments de la plaque de support de coeur 6 du réacteur nucléaire et des colonnes et structures disposées sous la plaque support de coeur, découpés de manière à pouvoir être positionnés à l'intérieur du conteneur 27.
La manutention des conteneurs 27 peut être effectuée avec le pont polaire du bâtiment du réacteur, le conteneur 27 étant sorti du bâtiment du réacteur par le sas réservé au passage du matériel.
Sur les figures 10, 10A et lOB, on a représenté l'installation de découpage 19 mise en place pour réaliser le découpage de la virole de coeur du réacteur et de l'écran thermique. De plus, sur la figure 10, on a repré- senté l'outillage de l'installation 19 utilisé pour réaliser le découpage de la structure inférieure des équipements internes comportant les colonnes de support des équipements internes à l'intérieur de la cuve. Le dispositif a été représenté dans le cas d'un découpage des équipements internes inférieurs sur leur stand de stockage 11. L'installation comporte un plateau support 31 reposant sur le stand 11 des équipements internes inférieurs.
Dans le cas du second mode de réalisation, c'està-dire dans le cas du découpage des équipements internes inférieurs au-dessus de la cuve, le plateau 31 peut reposer sur la bride supérieure de la cuve 8 du réacteur nucléaire.
Sur le plateau support 31 est monté un plateau tournant 36, par l'intermédiaire d'éléments de roulement 37. Les équipements internes inférieurs 1 qui sont déposés et fixés sur le plateau tournant 31 sont ainsi montés mobiles en rotation autour de leur axe vertical 38.
L'installation 19 comporte un mât de guidage 40 qui est fixé à sa partie inférieure et à sa partie supérieure sur une paroi 39 de la piscine 9 du réacteur. A sa partie inférieure, le pied de mât 40a est monté sur une glissière 41 permettant de le déplacer et de fixer sa position dans une direction radiale par rapport aux équi pements internes 1, c'est-à-dire une direction perpendiculaire à l'axe 38. Comme indiqué par la double flèche 42, le pied de mât 40a peut être déplacé par des moyens moteurs 40'a commandés à distance (figure 10A).
La partie supérieure du mât 40 est reliée à un coulisseau 43 qui est monté mobile dans une glissière 44 et qui est associé à des moyens moteurs de manière qu'on puisse déplacer la tête du mât dans une direction radiale perpendiculaire à l'axe 38, comme représenté par la double flèche 43' et fixer en position la partie supérieure ou tête du mât 40.
Les moyens moteurs de déplacement du pied de mât 40a et de la tête de mât sont synchronisés de manière que le mât reste constamment vertical pendant ses déplacements. La verticalité du mât est contrôlée par un dispositif de contrôle disposé au niveau supérieur de la piscine, sur le mât 40.
Le dispositif de support d'outil 21 qui est utilisé pour déplacer un outil 45 le long du mât 40 comporte un chariot 46 mobile dans la direction verticale du mât 40 dans un sens et dans l'autre comme représenté par la double flèche 46' et un chariot de déplacement horizontal 47 monté sur le chariot de déplacement vertical 46 sur lequel est fixée la tête de découpage 45.
La tête de découpage 45 peut être constituée par une tête de coupe par jet d'eau, une tête d'électroérosion ou un outillage d'un autre type.
Le chariot 47 de déplacement horizontal peut être un chariot à déplacement croisé dans deux directions X et
Y perpendiculaires entre elles du plan horizontal.
Y perpendiculaires entre elles du plan horizontal.
Sur le plateau support 31 est monté rotatif autour d'un axe vertical, un pignon d'entraînement en rotation 48 du plateau tournant 36 qui comporte une denture sur son bord périphérique.
Par déplacement du chariot 46 dans la direction verticale, on peut déplacer l'outil de coupe 45 suivant la direction des génératrices de la virole de coeur des équipements internes 1. En laissant le chariot 46 immobile et en faisant tourner les équipements internes 1 autour de leur axe 38 par mise en rotation du plateau tournant 36, on peut réaliser un découpage circonférentiel de la virole de coeur 2 des équipements internes inférieurs 1.
On peut donc réaliser sous eau, par commande à distance, le découpage de fragments de la virole de coeur 2 ou de l'écran thermique 4 des équipements internes inférieurs 1, les fragments étant délimités par des lignes de coupe disposées suivant les génératrices de la virole de coeur ou de l'écran thermique et par des découpes circonférentielles d'extrémité.
Le réglage de la position de la tête de coupe 45 ou l'avance de la tête de coupe pendant le découpage peuvent être réalisés grâce au chariot de déplacement horizontal 47.
Comme il est visible sur la figure 10, l'installation de découpage 19 peut également être utilisée pour réaliser le découpage de la partie des équipements internes inférieurs située en-dessous de la plaque de support de coeur 6. Une glissière télescopique horizontal 49 peut être montée sur le chariot de déplacement vertical 46 ou un chariot analogue dans le cas où l'on veut réaliser plusieurs opérations de découpage simultanément. La glissière télescopique 49 permet de déplacer un outil de découpage analogue à l'outil 45 dans une direction horizontale ou éventuellement dans deux directions à 90" du plan horizontal, en utilisant un dispositif à chariots croisés.
Sur les figures 11 et llA, on a représenté l'installation de découpage 19 dans une configuration permet tant son utilisation pour le découpage par le dessus de la plaque inférieure de coeur 5. Cette opération est réalisée après qu'on ait effectué un découpage au moins partiel de la virole de coeur et de l'écran thermique des équipements internes inférieurs 1 au cours d'une opération telle que décrite en référence aux figures 10 et 10A ainsi qu'un démontage d'une partie du cloisonnement.
Le dispositif de découpage de la plaque inférieure de coeur 5 comporte le chariot de déplacement vertical 46 sur lequel est montée la glissière de déplacement horizontal 49 qui peut être du type à chariots croisés pour un déplacement dans deux directions du plan horizontal. A l'extrémité de la glissière de déplacement horizontal 49 fixée sur le chariot 46 est montée une tête de découpage 45 dirigée dans la direction verticale et vers le bas.
On peut réaliser un découpage de fragments de la plaque inférieure de coeur 5 par le dessus, par des déplacements conjugués de la glissière 49 dans deux directions du plan horizontal ou encore par déplacement en rotation autour de leur axe 38, des équipements internes inférieurs 1, grâce au plateau tournant 36 conjugué avec un déplacement horizontal de la tête de découpage 45 obtenu par l'intermédiaire de la glissière 49. On obtient ainsi des fragments de la plaque inférieure de coeur 5 dont la section présente des dimensions telles que ces fragments puissent être introduits à l'intérieur d'un carquois 28. Lors du remplissage du carquois, on s'assure que le poids total du carquois ne dépasse pas la limite fixée pour l'utilisation de la machine de manutention du combustible, c'est-à-dire par exemple 800 kg.L'avance pour le découpage peut être obtenue en déplaçant le chariot 46 le long du mât 40.
Sur la figure 12, on a représenté l'outil de découpage 19 dans une configuration permettant le décou page de la plaque de support de coeur 6 du réacteur assurant le support des assemblages de combustible du coeur du réacteur nucléaire, soit par l'intermédiaire d'une plaque inférieure de coeur 5, soit directement, suivant le type de réacteur nucléaire, comme représenté sur les figures 1 et 2, respectivement.
L'installation de découpage comporte le chariot 46 de déplacement vertical le long du mât 40, une glissière horizontale 50 fixée sur le chariot 46, un chariot de déplacement 51 monté mobile dans la direction horizontale des glissières 50 et une glissière verticale 52 montée sur le chariot de déplacement horizontal 51 sur laquelle est montée mobile dans la direction verticale la tête de découpage 45.
Des moyens moteurs commandés à distance permettent de déplacer le chariot 51 dans la direction horizontale des glissières 50 et le chariot 46 et la tête de découpage 45 dans la direction verticale.
Le découpage de la plaque de support de coeur 6 est réalisé après qu'on ait effectué le découpage d'une partie au moins de la virole de coeur et de l'écran thermique et le démontage du cloisonnement, de manière que l'ensemble de découpage comportant le chariot 51, la glissière 52 et la tête de découpage 45 puisse être introduit à l'intérieur des équipements internes inférieurs.
La plaque de support de coeur est traversée par des ouvertures de passage d'eau de refroidissement du réacteur, à l'intérieur desquelles on introduit une partie de la glissière verticale 52, de manière que la glissière 52 traverse la plaque de support de coeur 6 sur toute son épaisseur.
On réalise alors le découpage en déplaçant la tête de découpage 45 dans la direction verticale sur la glissière 52, l'avance pendant le découpage étant réalisée en déplaçant le chariot 51 sur les glissières 50.
Dans le cas d'un réacteur nucléaire comportant une plaque inférieure de coeur venant en appui par l'intermédiaire de colonnes sur la plaque de support de coeur 6, la plaque de support de coeur 6 présente une faible activité, de sorte que les fragments découpés dans la plaque de support de coeur 6 peuvent être déposés et transportés à l'intérieur des conteneurs de transport 27 de tubes-guides qui ont été décrits plus haut. Dans le cas d'un réacteur nucléaire dans lequel les assemblages de combustible du coeur reposent directement sur la plaque de support de coeur 6, la plaque de support de coeur 6 est fortement activée, au moins dans sa partie supérieure. On peut alors réaliser un découpage de fragments de la plaque de support de coeur 6 ayant des dimensions permettant de les introduire dans des carquois 28.Les fragments découpés de la plaque de support de coeur 6 sont introduits dans les carquois, de manière à ne pas dépasser le poids limite autorisé par la machine de chargement du combustible du réacteur nucléaire.
Il est également possible d'effectuer un découpage suivant un plan horizontal des fragments de la plaque de support de coeur avant de les détacher de la plaque de support de coeur et de les déposer dans un carquois, de manière à séparer la partie supérieure du fragment à forte activité de la partie inférieure à plus faible activité. Dans ce cas, la partie supérieure du fragment est déposée dans un carquois 28 alors que la partie inférieure à plus faible activité peut être déposée dans un conteneur 27 de transport de tubesguides.
Sur la figure 13, on a représenté l'installation de découpage 19 équipée de moyens de manutention de frag ments découpés de la virole de coeur ou de l'écran thermique des équipements internes inférieurs 1.
Les moyens de manutention comportent un chariot 53 monté mobile dans la direction verticale sur le mât 40, une potence articulée 54 comportant deux bras 54a articulé sur le chariot 53 et 54b articulé sur le bras 54a autour d'un axe 54' ainsi qu'un pince de préhension 55 fixée à l'extrémité du bras extérieur 54b de la potence 54. La pince de préhension 55 comporte des doigts 56 montés pivotants autour d'un axe horizontal 56'. Des moyens moteurs sont associés au chariot 53 pour son déplacement dans la direction verticale, aux bras 54a et 54b de la potence 54 pour leur déplacement en pivotement autour de leurs axes d'articulation et aux doigts 56 de la pince 55 pour leur actionnement dans le sens du serrage ou du relâchement d'un fragment 32 découpé dans la virole de coeur ou dans l'écran thermique des équipements internes inférieurs 1 du réacteur nucléaire.
Lorsqu'on a réalisé la prise d'un fragment 32, on déplace le fragment vers l'extérieur des équipements internes inférieurs, à l'aplomb d'un carquois 28 disposé par exemple dans sa position 28a représentée sur la figure 5. Par déplacement du chariot 53 le long du mât 40, on réalise la dépose du fragment 32 à l'intérieur du carquois 28.
Par déplacement en rotation des équipements internes 38 autour de leur axe, on peut réaliser successivement le découpage et la manutention de fragments dans des positions successives suivant la circonférence des équipements internes inférieurs en utilisant les dispositifs de découpage et de manutention qui ont été décrits plus haut.
Sur la figure 13A, on a représenté l'installation de découpage 19 dans sa configuration permettant de réaliser la manutention de fragments 32 de la virole de coeur et de l'écran thermique des équipements internes inférieurs 1 du réacteur nucléaire, pour déposer chacun des fragments 32 dans un carquois 28 disposé dans la piscine du réacteur au voisinage des équipements internes 1.
Sur la figure 13A, on a représenté à titre de variante, une pince 55 comportant des doigts 56 montés pivotants autour d'un axe vertical 56' pour réaliser la préhension ou le relâchement d'un fragment 32.
On a également représenté sur la figure 13A, les bras pivotants 54a et 54b de la potence 54 du dispositif de manutention, en traits pleins, dans une première position dans laquelle on réalise la prise d'un fragment 32 de la virole de coeur 2 des équipements internes inférieurs 1 et dans une seconde position dans laquelle le bras extérieur 54b a été représenté en pointillés permettant la dépose du fragment 32 à l'intérieur d'un carquois 28 dont le couvercle 28c est ouvert.
Sur les figures 14A et 14B, on a représenté l'installation de découpage 19 comportant des moyens de manutention de fragments découpés dans la plaque inférieure de coeur 5 ou dans la plaque de support de coeur 6 des équipements internes inférieurs 1 du réacteur nucléaire.
Les moyens de manutention utilisés comportent le chariot 53 monté mobile dans la direction verticale sur le mât 40, une potence articulée 57 et une pince de préhension 55 qui peut être analogue à la pince décrite en regard des figures 13 et 13A et qui peut présenter une structure et un fonctionnement légèrement différents adaptés à la préhension de fragments découpés dans la plaque inférieure de coeur 5 ou dans la plaque de support de coeur 6.
La potence articulée 57 comporte un bras intérieur 57a articulé autour d'un axe vertical sur le cha riot 53 et un bras extérieur 57b monté articulé autour d'un axe vertical 57' à l'extrémité du bras interne 57a et portant à son extrémité la pince de préhension 55.
Les bras 57a et 57b de la potence 57 présentent une longueur supérieure aux bras 54a et 54b de la potence 54 de l'outil de manutention représenté sur les figures 13 et 13A.
De cette manière, le moyen de manutention représenté sur les figures 14A et 14B peut réaliser des déplacements à plus grande distance dont l'amplitude, dans une direction radiale des équipements internes inférieurs, permet de présenter la pince 55 dans la zone centrale de la plaque inférieure de coeur 5 ou de la plaque de support de coeur 6, comme représenté sur la figure 14B.
Les déplacements en pivotement des bras 57a et 57b ainsi que la commande des doigts 56 de la pince 55 sont réalisés par des moyens moteurs qui sont commandés à distance. Une visualisation de la zone d'intervention par caméra vidéo permet d'assurer une assistance à l'opérateur pour la mise en place de la pince 55 au niveau d'un fragment à prendre en charge et pour le serrage des doigts 56 de la pince 55 sur le fragment à prendre en charge.
Comme il est visible sur la figure 14B, où la potence 57 a été représentée dans une première position en traits pleins correspondant à la prise en charge d'un fragment de la plaque de support de coeur et en traits pointillés dans une position correspondant à la dépose du fragment 32' de la plaque de support de coeur à l'intérieur d'un carquois 28, le pivotement contrôlé des bras 57a et 57b de la potence 57 permet de placer le fragment 32' à l'aplomb de la partie supérieure du carquois 28.
Une visualisation par des moyens vidéo permet à l'opérateur de contrôler les opération d'introduction et de dépose du fragment 32' dans le carquois 28.
Sur les figures 15 et 16, on a représenté en élévation et en coupe partielle, l'installation de découpage 19 des équipements internes 1 au cours de deux phases successives d'une opération de démantèlement selon le second mode de réalisation décrit de manière générale en se référant aux figures 6 et 7.
Dans la première phase telle que représentée sur la figure 15, le plateau support 31 du plateau tournant 36 repose sur la bride supérieure de la cuve 8 du réacteur nucléaire et les équipements internes 1 qui reposent sur le plateau tournant 36 par la plaque de support de coeur 6 sont partiellement sortis de la cuve 8. Un bac 30 de recueil de déchets métalliques d'usinage vient reposer par une collerette d'appui supérieure sur la bride supérieure de la cuve 8 en-dessous du plateau de support 31, de sorte que le bac 30 de recueil de déchets métalliques se trouve à l'aplomb des équipements internes 1 et empêche toute chute de déchets métalliques à l'intérieur de la cuve 8.
I1 est à remarquer qu'un tel bac de recueil de déchets métalliques peut être également placé en-dessous des équipements internes inférieurs dans le cas d'un découpage des équipements internes effectué sur le stand de stockage des équipements internes.
Pendant la première phase du découpage, comme représenté sur la figure 15, on peut utiliser la tête de découpage 45 portée par le support mobile 21 pour effectuer le découpage de la partie supérieure de la virole de coeur 2 dont les fragments 29 sont déposés dans un conteneur 27 de transport de tubes-guides d'équipements internes supérieurs de réacteur nucléaire. L'outil 45 porté par le support mobile 21 peut être également utilisé pour réaliser le découpage de la partie inférieure de la virole de coeur et de l'écran thermique, les fragments obtenus étant alors déposés dans des carquois 28.
Le cloisonnement est démonté en utilisant un outil 23 disposé à l'intérieur des équipements internes inférieurs (voir figures 5, 6 et 7) et les fragments du cloisonnement sont déposés dans des carquois 28.
Dans le cas d'un réacteur nucléaire comportant une plaque inférieure de coeur, celle-ci est également découpée par un outillage de découpage approprié, les équipements internes inférieurs étant dans leur position représentée sur la figure 15.
Après qu'on ait effectué le découpage de la virole de coeur, de l'écran thermique et de la plaque inférieure de coeur et le démontage du cloisonnement, les fragments de ces composants étant évacués ensuite à l'extérieur de la piscine du réacteur, il subsiste la plaque de support de coeur 6 et l'ensemble de support inférieur 7 qui sont découpés et évacués dans une seconde phase du procédé de démantèlement, comme représenté sur la figure 16.
Pour réaliser cette seconde phase du démantèlement, on met en place, sur la bride supérieure de la cuve 8, une structure de support 58 sensiblement analogue à la structure de support constituant le stand de stockage des équipements internes inférieurs dans la piscine du réacteur. On réalise la dépose de l'ensemble constitué par le plateau support 31, le plateau tournant 36 et la partie restante des équipements internes inférieurs sur la structure de support 58. Des dispositifs de verrouillage à distance 59 permettent de verrouiller le plateau support 31 sur la structure de support 58. La structure de support 58 présente une hauteur suffisante pour que la partie inférieure de support 7 des équipements internes inférieurs 1 se trouve alors totalement à l'extérieur de la cuve 8.On utilise les outils de découpage et de manutention de l'installation de découpage 19 qui ont été décrits précédemment pour réaliser d'une part le décou page de fragments de la plaque de support de coeur 6 et d'autre part le découpage de la partie inférieure de support 7 des équipements internes inférieurs 1. Les outils correspondants ont été décrits en référence aux figures 12 et 10.
Le bac 30 de recueil des déchets métalliques du découpage vient reposer sur la partie supérieure de la bride de la cuve 8, en-dessous de la structure de support 58. Les glissières de guidage 41 du pied 40a du mât 40 reposent également sur la bride de cuve et sur le bord du puits de cuve.
Les figures 17, 18, 19 et 20 sont relatives à l'installation 23 représentée sur les figures 5 et 7 qui est utilisée pour réaliser le démontage du cloisonnement par l'intérieur des équipements internes inférieurs.
Le cloisonnement 3 des équipements internes inférieurs qui assure le maintien des assemblages de combustible du coeur à la périphérie du coeur est disposé à l'intérieur de l'enveloppe de coeur, dans sa partie inférieure. Le cloisonnement 3 est constitué par des cloisons verticales 3a assemblées et fixées par des vis sur des renforts horizontaux intercalés entre le cloisonnement et l'enveloppe de coeur et vissés sur l'enveloppe de coeur.
Les vis de fixation des cloisons sont accessibles par l'intérieur du cloisonnement.
Le démontage du cloisonnement est effectué après qu'on ait réalisé le découpage et l'évacuation de la partie supérieure 2b de l'enveloppe de coeur faiblement irradiée. De plus, pour permettre l'évacuation des cloisons dont la longueur est égale à la hauteur du coeur (longueur un peu supérieure à 4 m), on réalise au moins une échancrure dans la partie inférieure de l'enveloppe de coeur.
Sur la figure 17, on a représenté l'installation de démontage 23 dans sa position de service à l'intérieur du cloisonnement dans une vue en élévation et en coupe partielle par un plan vertical.
Sur la figure 18, on a représenté l'installation de démontage et le cloisonnement 3 en vue de dessus.
L'installation de démontage 23 comporte un mât vertical 60 dont la partie inférieure constitue un pied 60a qui est engagé dans une glissière 61 permettant de déplacer le pied 60a et de régler sa position suivant la longueur de la glissière 61. Comme il est visible sur la figure 18, la glissière 61 est fixée dans une direction sensiblement parallèle à un plan passant par des arêtes de jonction d'un ensemble de cloisons 3a successives.
Les cloisons 3a ont une largeur égale au côté de la section d'un assemblage de combustible ou à un multiple de ce côté.
Le mât 60 est maintenu au niveau du bord supérieur de la partie restante de la virole de coeur 2, par une poutre de reprise d'effort 62 fixée sur le bord supérieur de la partie restante de la virole de coeur 2 dans une direction parallèle à la direction de la glissière 61. Une console de fixation 63 du mât 60 est montée coulissante sur la poutre de reprise d'effort 62 à l'une de ses extrémités et comporte, à son extrémité opposée, des moyens de fixation rigide sur le mât 60. La console 63 comporte des moyens permettant d'assurer son blocage en position sur la poutre de reprise d'effort 62.
Un chariot 66 monté mobile dans la direction verticale sur le mât 60 porte un support 64 de déplacement horizontal sur lequel est fixée une tête d'usinage 65. Le support de déplacement horizontal 64 permet de déplacer la tête d'usinage 65, dans une direction ou dans deux directions à 90" du plan horizontal.
La tête de coupe 65 peut être constituée en particulier par une tête d'usinage par électro-érosion permettant de réaliser une élimination des têtes de vis du cloisonnement pour effectuer le démontage des cloisons 3a.
La tête de coupe 65 peut éventuellement présenter d'autres formes de réalisation, lui permettant d'effectuer les opérations de perçage ou de sciage. On utilisera également une tête de découpage analogue à la tête de découpage utilisée pour la réalisation de fragments de l'enveloppe de coeur ou de l'écran thermique.
L'installation 23 comporte de plus un chariot 67 monté mobile dans la direction verticale sur le mât 60 sur lequel est montée une potence articulée 68 comportant un premier bras 68a ou bras interne monté pivotant sur le chariot 67 autour d'un axe vertical et un second bras pivotant ou bras externe 68b monté pivotant à l'extrémité du bras externe 68a et portant une pince de préhension 69 dont les doigts de préhension 70 peuvent être actionnés pour réaliser la prise et la dépose d'une cloison ou d'un tronçon de cloison 3a.
L'ensemble des chariots de déplacement d'outils d'usinage ou de manutention et les parties d'actionnement des outils, telles que les doigts 70 peuvent être actionnés par des dispositifs moteurs commandés à distance. Les différentes interventions et manutentions effectuées à l'intérieur du cloisonnement sont effectuées avec un contrôle par des caméras vidéo de visualisation des zones d'intervention.
Sur la figure 17, on a représenté la potence articulée 68 dans une première position en traits pleins correspondant à la prise d'une cloison 3a par les doigts 70 de la pince de préhension 69 et en pointillés, dans une seconde position, dans laquelle la cloison 3a a été déplacée jusqu'à une position au-dessus et à l'aplomb d'un carquois de transport 28, en passant par l'échan- crure ménagée dans la virole de coeur. Les bras 68a et 68b de la potence articulée 68 qui permettent un déplace ment de grande amplitude ont été également représentés sur la figure 19. Les bras 68a et 68b sont réalisés de manière qu'on obtienne un déplacement de grande amplitude entre une position des bras repliée au-dessus du cloisonnement et une position étendue pour parvenir au-dessus de la position du carquois 28.
Pour réaliser le démontage d'une cloison dont la largeur est égale à la longueur du côté d'un assemblage de combustible, on usine les têtes de vis de fixation de la cloison 3a sur le renfort 3b de manière à éliminer les têtes maintenant la cloison contre le renfort. On place la potence articulée 68 du dispositif de manutention, de manière que la pince de préhension 69 vienne à l'aplomb de la cloison 3a dont on a réalisé l'usinage des têtes de vis. On met en prise les doigts 70 de la pince de préhension 69 avec la partie supérieure de la cloison 3a et on soulève la cloison en déplaçant le chariot 67 vers le haut. On déplace alors le bras entre ses positions repliée et déployée telles que représentées sur la figure 19 pour faire passer la cloison 3a par l'échancrure de l'enveloppe de coeur 2 puis pour la placer à l'aplomb du carquois 28.On déplace alors le chariot 67 du dispositif de manutention vers le bas de manière à déposer la cloison 3a à l'intérieur du carquois 28.
Comme il est visible sur la figure 19, la cloison 3a est orientée suivant une diagonale de la section carrée de la partie d'entrée du carquois 28.
Dans le cas d'une cloison 3a dont la largeur est égale à un multiple de la longueur du côté d'un assemblage de combustible, on utilise une tête de découpage 65 fixée sur le chariot à déplacement horizontal 64 lui-même fixé sur le chariot 66 à déplacement vertical pour réaliser le découpage longitudinal de la cloison 3a et obtenir plusieurs parties de cloison dont la largeur est sensiblement égale à la longueur du côté de la section d'un assemblage de combustible. Ces bandes de cloisons obtenues doivent être elles-mêmes recoupées en longueur pour être compatibles avec la hauteur des carquois.
Chacune des parties de cloison 3a obtenue par refendage longitudinal de la cloison de grande largeur dont on a effectué le démontage par usinage des têtes de vis de fixation est prise en charge par le dispositif de manutention et transportée comme décrit précédemment, puis déposée à l'intérieur d'un carquois 28.
Comme il est visible sur la figure 20, après avoir réalisé le démontage des cloisons 3a du cloisonnement 3 et l'élimination par usinage des vis de fixation des renforts sur la virole de coeur, on peut accéder au renfort 3b dont on réalise le découpage avec une tête de découpage dirigée dans la direction verticale et vers le bas portée par les chariots 66 à déplacement vertical le long du mât 60 et 64 à déplacement horizontal.
On réalise ensuite la prise en charge du fragment 3'b du renfort 3b qui a été découpé en utilisant le dispositif de manutention comportant le chariot 67, la potence articulée 68 et la pince de préhension 69. La pince de préhension 69 est montée à l'extrémité du bras extérieur 68b de la potence 68 de manière pivotante autour d'un axe horizontal, avec une amplitude de 90". De cette manière, après avoir assuré la préhension du fragment 3'b du renfort 3b et un repli du bras 68b par pivotement vers l'intérieur des équipements internes (position représentée en traits mixtes sur la figure 20), on effectue un pivotement du fragment 3'b de 90 , de manière à le présenter dans une direction verticale.Les bras 68a et 68b de la potence articulée 68 sont alors déployés dans la position de dépose du fragment 3'b à l'intérieur du carquois 28, comme représenté sur la figure 20. On relâche les doigts 70 de la pince de préhension 69 pour déposer le fragment 3'b à l'intérieur du carquois 28.
On voit ainsi que toutes les parties du cloisonnement peuvent être démontées ou découpées de manière simple et placées sous forme de fragments à l'intérieur de conteneurs de type standard qui peuvent être sortis du bâtiment du réacteur et transportés sur des voies de transport habituelles.
L'ensemble des opérations de découpage, de démontage et de manutention peut être facilement automatisé et peut être effectué sans produire de déchets métalliques ou de scories qui peuvent entraîner des détériorations de dispositifs mécaniques sensibles utilisés dans le réacteur nucléaire.
On peut donc mettre en oeuvre le procédé de démantèlement et d'évacuation des équipements internes inférieurs dans le cas où le réacteur nucléaire est remis en service après remplacement des équipements internes inférieurs. Dans ce cas, il est possible de réaliser simultanément le démantèlement et l'évacuation des équipements internes usagés et l'installation des équipements internes neufs de remplacement.
La manutention des conteneurs à l'intérieur du réacteur nucléaire ne nécessite pas l'utilisation de moyens et d'équipements spéciaux, seuls la machine de chargement du combustible et le pont polaire du réacteur nucléaire étant nécessaires pour réaliser l'évacuation des conteneurs. En outre, il n'est pas nécessaire de concevoir des conteneurs de forme et de dimensions particulières et de prévoir leur homologation. I1 n'est pas nécessaire non plus de prévoir des conditions de transport exceptionnelles des conteneurs à l'extérieur du bâtiment du réacteur.
Du point de vue de la dosimétrie, le procédé est favorable puisque toutes les opérations effectuées pour le démantèlement et la mise en conteneur sont réalisées sous eau.
La sûreté du procédé est également garantie, dans la mesure où le processus d'évacuation et de transport des conteneurs d'assemblages de combustible ou de tubesguides est connu et expérimenté.
Sur le plan de la réglementation, il n'est pas nécessaire de prévoir de nouvelles procédures de demande de dérogation et de qualification.
En outre, les conteneurs utilisés ne constituent pas des déchets contaminés qui doivent être éliminés mais au contraire des matériels réutilisables dans leur fonction habituelle pour le transport d'assemblages de combustible ou de tubes-guides d'équipements internes supérieurs de réacteur nucléaire.
De préférence, le démantèlement des équipements internes inférieurs est réalisé dans l'ordre suivant
1 - Découpage et évacuation sous forme de fragments de la partie supérieure 2b de la virole de coeur 2.
1 - Découpage et évacuation sous forme de fragments de la partie supérieure 2b de la virole de coeur 2.
Les fragments sont placés dans des conteneurs de transport de tubes-guides.
2 - Cloisons verticales du cloisonnement. Les cloisons sont déposées, éventuellement après avoir été refendues à la largeur et longueur voulues, dans un carquois et transférées dans la piscine du combustible.
Le carquois est ensuite déposé à l'intérieur d'un conteneur de transport.
3 - Ecran thermique. On réalise par usinage la destruction des vis et pions de fixation en partie supérieure et des flexures en partie inférieure de l'écran thermique puis on découpe la virole de l'écran thermique en éléments pouvant être introduits dans des carquois 28. Après transfert vers la piscine du combustible, les carquois sont évacués à l'intérieur de conteneurs.
4 - Renforts. On réalise par usinage la destruction des vis des renforts puis on découpe les renforts en fragments qui peuvent être introduits dans les carquois.
Les carquois sont transférés dans la piscine du combustible puis évacués à l'intérieur de conteneurs.
5 - Partie inférieure de la virole de coeur. On découpe la partie inférieure de la virole de coeur en éléments pouvant être introduits dans les carquois. Les carquois sont transférés vers la piscine du combustible puis évacués à l'intérieur de conteneurs.
6 - Plaque inférieure de coeur. On réalise la destruction des écrous et vis de fixation de la plaque inférieure de coeur sur les colonnes reposant sur la plaque de support de coeur. On découpe la plaque inférieure de coeur en fragments qui peuvent être introduits dans les carquois.
Les carquois sont évacués vers la piscine du combustible puis introduits dans des conteneurs de transport.
7 - Plaque de support de coeur et partie inférieure de support des équipements internes inférieurs.
Ces éléments sont découpés en fragments pouvant être introduits dans les conteneurs pour tubes-guides. Les conteneurs pour tubes-guides sont évacués de la piscine du réacteur. Dans le cas où les assemblages de combustible du coeur reposent directement sur la plaque support de coeur, il faut éliminer la partie supérieure de la plaque de support de coeur fortement contaminée sous forme de fragments qui sont introduits dans des carquois pour être transférés dans la piscine du combustible et évacués par des conteneurs. La partie restante de support de coeur est découpée sous forme de fragments qui sont introduits et évacués en utilisant un conteneur de transport de tubes-guides.
L'invention ne se limite pas aux modes de réalisation qui ont été décrits.
C'est ainsi que pour éviter la dispersion de déchets provenant de la coupe, tels que des scories de coupe ou des aérosols produits pendant le découpage, suivant le procédé de coupe utilisé, on peut prévoir une enceinte autour de l'installation de découpage et de manutention comportant la couronne rotative sur laquelle on dépose les équipements internes inférieurs et les mâts des dispositifs de découpage, de démontage et de manutention, de manière à ce que l'ensemble de l'installation de découpage se trouve confiné à l'intérieur de l'enceinte.
De préférence, l'enceinte est réalisée sous forme modulaire pour faciliter son montage. On peut prévoir également des dispositifs de récupération de produits polluants et de déchets produits pendant les opérations de découpage et d'usinage, tels que des dispositifs d'aspiration et de filtrage.
Dans le cas où un batardeau sépare la zone de stockage des équipements internes inférieurs du reste de la piscine du réacteur, on évite une contamination de la piscine et des risques de détérioration des éléments mécaniques sensibles associés à la piscine du réacteur par des déchets ou débris produits pendant les opérations de découpage ou d'usinage.
L'invention s'applique au cas de tout réacteur nucléaire comportant des équipements internes inférieurs entourant le coeur du réacteur.
Claims (18)
1.- Procédé de démantèlement et d'évacuation d'équipements internes inférieurs usagés (1) d'un réacteur nucléaire refroidi par de l'eau sous pression, disposés autour du coeur du réacteur et constitués principalement par des viroles cylindriques (2, 4) et par des plaques planes (5, 6, 3a, 3b) assemblées entre elles, dont une première partie (2b, 6, 7) présente une activité radiologique modérée et dont une seconde partie qui entoure le coeur du réacteur constitué par des assemblages de combustible présente une forte activité radiologique, caractérisé par le fait qu'on réalise par découpage et usinage sous eau, à l'intérieur du bâtiment du réacteur nucléaire, la fragmentation des équipements internes inférieurs (1) sous la forme d'un premier ensemble de fragments (29) de la première partie (2b, 6, 7) des équipements internes inférieurs, ayant des dimensions permettant de les introduire dans des conteneurs de stockage et d'évacuation (27) de tubes-guides d'équipements internes supérieurs de réacteur nucléaire, et d'un second ensemble de fragments (32, 32', 3a, 3'b) de la partie des équipements internes (1) entourant le coeur, ayant des dimensions permettant de les introduire dans des enveloppes présentant chacune sensiblement la forme et les dimensions (28) d'un assemblage de combustible, qu'on introduit les fragments (29) du premier ensemble de fragments dans les conteneurs d'entreposage et d'évacue tion de tubes-guides (27), qu'on introduit les fragments (32, 32', 3a, 3'b) du second ensemble de fragments dans les enveloppes (28) présentant la forme et les dimensions d'un assemblage de combustible, et qu'on évacue les enveloppes (28) et les conteneurs (27) contenant les fragments à l'extérieur du bâtiment du réacteur nucléaire.
2.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé par le fait qu'on transfert les enveloppes (28) contenant les fragments (32, 32', 3a, 3'b) du second ensemble de fragments, de la piscine du réacteur (9) disposée dans le bâtiment du réacteur à une piscine de stockage du combustible usé (14) disposée dans un bâtiment du combustible du réacteur nucléaire et qu'on place les enveloppes (28) dans un conteneur de transport (13) à l'intérieur de la piscine du combustible (14).
3.- Procédé de démantèlement et d'évacuation selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, d'équipements internes inférieurs usagés (1) d'un réacteur nucléaire refroidi par de l'eau sous pression, disposés autour du coeur du réacteur et comprenant une virole de coeur (2) ayant une partie inférieure (2a) solidaire à son extrémité inférieure d'une plaque d'un ensemble (5, 6, 7) de support de coeur et renfermant un cloisonnement (3) constitué par des plaques planes (3a, 3b) assemblées par des vis, assurant le maintien des assemblages périphériques du coeur, et une partie supérieure (2b) dans laquelle sont reçus des équipements internes supérieurs disposés au-dessus du coeur et une virole cylindrique (4) constituant un écran thermique entourant la partie inférieure (2a) de la virole de coeur (2), caractérisé par le fait
- qu'on découpe la partie supérieure (2b) de la virole de coeur (2) des équipements internes inférieurs et les éléments de l'ensemble (5, 6, 7) de support du coeur à activité modérée sous la forme du premier ensemble de fragments (29) ayant des dimensions permettant de les introduire dans des conteneurs de stockage et d'éva cuation (27) de tubes-guides d'équipements internes supérieurs du réacteur nucléaire,
- qu'on introduit les fragments (29) du premier ensemble de fragments dans des conteneurs d'entreposage et d'évacuation de tubes-guides d'équipements internes supérieurs (27),
- qu'on découpe la partie inférieure (2a) de la virole de coeur (2) et l'écran thermique (4) sous eau, pour constituer des fragments qui peuvent être disposés chacun à l'intérieur d'une enveloppe (28) présentant sensiblement la forme et les dimensions d'un assemblage de combustible du coeur,
- qu'on démonte et qu'on découpe les plaques planes (3a, 3b) du cloisonnement (3) pour constituer des fragments qui peuvent être introduits dans une enveloppe (28),
- qu'on découpe une partie au moins de la plaque de l'ensemble de support du coeur (5, 6) sous la forme de fragments qui peuvent être introduits dans une enveloppe (28), et
- qu'on introduit les fragments de la partie inférieure (2a) de l'enveloppe de coeur (2), de l'écran thermique (4), du cloisonnement (3) et d'une partie au moins de la plaque de l'ensemble de support de coeur (5, 6) dans des enveloppes (28) présentant la forme et les dimensions d'un assemblage de combustible.
4.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1, 2 et 3, caractérisé par le fait qu'on réalise la fragmentation des équipements internes inférieurs (1) par découpage et usinage sous eau des équipements internes (1) disposés sur leur stand de stockage (11) dans le piscine (9) du réacteur.
5.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1, 2 et 3, caractérisé par le fait qu'on réalise la fragmentation des équipements internes inférieurs (1)
par découpage et usinage sous eau, dans la piscine (9) du
réacteur, à l'aplomb de la cuve (8) du réacteur destinée
à contenir les équipements internes inférieurs (1) et le
coeur du réacteur nucléaire.
6.- Procédé suivant la revendication 5, caracté
risé par le fait qu'on réalise une première partie de la
fragmentation par découpage et usinage des équipements
internes inférieurs, les équipements internes inférieurs
(1) étant dans une première position partiellement
extraite par rapport à la cuve (8) et une seconde partie -de la fragmentation par découpage et usinage des équipe
ments internes inférieurs (1), les équipements internes
inférieurs (1) étant totalement extraits de la cuve (8).
7.- Dispositif de démantèlement et d'évacuation
d'équipements internes inférieurs usagés (1) d'un réac
teur nucléaire refroidi par de l'eau sous pression,
comprenant une virole de coeur (2) ayant une partie
inférieure (2a) solidaire à son extrémité inférieure
d'une plaque de support de coeur (6) et renfermant un
cloisonnement (3) constitué par des plaques planes (3a)
assemblées par des vis assurant le maintien des as sembla-
ges périphériques du coeur, et une partie supérieure (2b)
dans laquelle sont reçus des équipements internes supé
rieurs disposés au-dessus du coeur et une virole cylin
drique (4) constituant un écran thermique entourant la
partie inférieure (2a) de la virole de coeur (2), le
démantèlement des équipements internes inférieurs (1)
étant effectué dans la piscine (9) du réacteur nucléaire,
la virole de coeur (2) étant disposée avec son axe (38)
vertical, caractérisé par le fait qu'il comporte
- une première installation (19) de découpage et
d'usinage comportant un mât (20) disposé et fixé dans une
disposition verticale dans la piscine (9) du réacteur au
voisinage et à l'extérieur de la virole de coeur (2) des
équipements internes inférieurs (1), et au moins un premier support (21, 22) mobile dans la direction verticale sur le mât (20) et dans au moins une direction du plan horizontal portant au moins une tête de découpage ou d'usinage (45),
- une seconde installation (23) de découpage et d'usinage comportant un mât (24) disposé verticalement à l'intérieur de l'enveloppe de coeur (2) des équipements internes inférieurs (1) et reposant par sa partie inférieure sur la plaque de support de coeur (6) des équipements internes inférieurs et au moins un second support (25) mobile dans la direction verticale sur le mât (24) et dans au moins une direction du plan horizontal, portant une tête d'usinage et de découpage (65), et
- un ensemble de mise en rotation des équipements internes inférieurs (1) autour de leur axe (38) comportant un plateau support (31), un plateau tournant (36) et des moyens d'entraînement en rotation (48) du plateau tournant (36).
8.- Dispositif suivant la revendication 7, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens moteurs commandés à distance de déplacement des supports mobiles (21, 22, 25) des outils de découpage et d'usinage (45, 65) et un moteur commandé à distance de mise en rotation des moyens d'entraînement (48) du plateau tournant (36).
9.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 7 et 8, caractérisé par le fait que le premier support mobile (21) de la première tête de découpage et d'usinage (45) et le second support mobile (25) de la seconde tête de découpage et d'usinage (65) comportent un chariot (46, 66) monté mobile dans la direction verticale sur le mât (40, 60) de la première installation de découpage et d'usinage (19) et de la seconde installation d'usinage et de découpage (23), respectivement, ainsi qu'un second chariot (47, 64) monté mobile sur le premier chariot (46, 66) dans au moins une direction horizontale, portant la tête de découpage et d'usinage correspondante (45, 65).
10.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 7, 8 et 9, caractérisé par le fait que la première installation (19) de découpage et d'usinage (19) comporte une première tête de découpage (45) de la virole de coeur (2) des équipements internes inférieurs (1) suivant la direction de génératrices de l'enveloppe de coeur (2) et une seconde tête de découpage (45) d'au moins une plaque (5, 6) de support du coeur montée sur un support télescopique (49) pour le déplacement de la tête de découpage (45) dans au moins une direction horizontale, monté sur un support (46) à déplacement vertical guidé par le mât (40) de la première installation de découpage et d'usinage (19).
11.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 7 à 10, caractérisé par le fait que le mât (40) de la première installation de découpage et d'usinage (19) comporte une partie inférieure (40a) montée coulissante et réglable en position sur une glissière (41) horizontale ayant une direction radiale par rapport à la virole de coeur (2) des équipements internes inférieurs (1) et une partie d'extrémité supérieure solidaire d'un coulisseau (43) monté mobile horizontalement dans une glissière (44), ainsi que des moyens de déplacement et de réglage de position du mât (40) par réglage de la position de l'extrémité inférieure (40a) du mât (40) sur la glissière (41) et de la position du coulisseau (43) solidaire de la partie d'extrémité supérieure du mât (40).
12.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 7 à 11, caractérisé par le fait que la première installation de découpage (19) comporte une tête de découpage (45) montée mobile sur une glissière verticale (52) solidaire d'un chariot (51) monté coulissant sur une seconde glissière horizontale (50) fixée sur un chariot (46) monté mobile dans la direction verticale sur le mât (40) de la première installation de découpage (19).
13.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 7 à 12, caractérisé par le fait que la première installation de découpage et d'usinage (19) et la seconde installation de découpage et d'usinage (23) comportent chacune, au moins une pince de préhension (55, 69) de fragments découpés ou démontés des équipements internes inférieurs, fixée sur un support articulé (54, 68) solidaire d'un chariot (53, 67) monté mobile dans la direction verticale sur le mât (40, 60) de l'installation de découpage et d'usinage (19, 23).
14.- Dispositif suivant la revendication 13, caractérisé par le fait que le support articulé (54, 68) de la pince de préhension (55, 69) comporte un premier bras sensiblement horizontal (54a, 68a) monté pivotant autour d'un axe vertical sur le chariot correspondant (53, 67) et un second bras (54b, 68b) monté pivotant à l'une de ses extrémités autour d'un axe vertical (54', 68') sur une partie d'extrémité du premier bras (54a, 68a) opposée à son extrémité articulée sur le chariot (53, 67) et portant la pince de préhension (55, 69) à son extrémité opposée à son extrémité articulée sur le premier bras (54a, 68a).
15.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 7 à 14, caractérisé par le fait que la seconde installation de découpage et d'usinage (23) comporte une poutre de reprise d'effort horizontale (62) fixée sur une extrémité supérieure d'une partie de la virole de coeur (2) et une console de fixation du mât (60) de la seconde installation de découpage et d'usinage (23) disposée horizontalement, montée glissante à l'une de ses extrémités sur la poutre de reprise d'effort (62) et fixée de manière rigide au mât (60) de la seconde installation de découpage et d'usinage (23), le mât (60) de la seconde installation d'usinage et de découpage (23) comportant une partie d'extrémité inférieure (60a) montée coulissante et réglable en position sur une glissière (61) fixée sur la plaque de support de coeur (5, 6) des équipements internes inférieurs dans une disposition parallèle à la poutre de reprise d'effort (62).
16.- Dispositif suivant la revendication 15, caractérisé par le fait que la poutre de reprise d'effort (62) et la glissière (61) sont sensiblement parallèles à un plan passant par des arêtes de jonction d'un ensemble de cloisons (3a) du cloisonnement (3) du coeur du réacteur nucléaire.
17.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 7 à 16, caractérisé par le fait que l'une au moins des têtes de découpage et d'usinage (45, 65) est une tête d'usinage par électro-érosion.
18.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 7 à 16, caractérisé par le fait que l'une au moins des têtes des découpage (45, 65) est une tête de coupe par jets d'eau.
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| FR9600226A FR2743445B1 (fr) | 1996-01-10 | 1996-01-10 | Procede et dispositif de demantelement et d'evacuation d'equipements internes inferieurs d'un reacteur nucleaire refroidi par de l'eau sous pression |
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