WO2000016340A1 - Procede et installation de remplissage de futs contenant des dechets dangereux - Google Patents

Procede et installation de remplissage de futs contenant des dechets dangereux Download PDF

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WO2000016340A1
WO2000016340A1 PCT/FR1999/002190 FR9902190W WO0016340A1 WO 2000016340 A1 WO2000016340 A1 WO 2000016340A1 FR 9902190 W FR9902190 W FR 9902190W WO 0016340 A1 WO0016340 A1 WO 0016340A1
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barrel
cover
injection
blocking material
installation according
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PCT/FR1999/002190
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Inventor
Patrick Allais
Jean-Claude Dumont
Original Assignee
Compagnie Generale Des Matieres Nucleaires
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    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
    • G21F9/00—Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
    • G21F9/28—Treating solids
    • G21F9/34—Disposal of solid waste
    • G21F9/36—Disposal of solid waste by packaging; by baling

Definitions

  • the invention relates to a method for ensuring the filling of drums containing hazardous waste, such as radioactive waste of very low activity, previously conditioned and compacted to form "pancakes" stacked on top of each other inside the was.
  • hazardous waste such as radioactive waste of very low activity
  • the invention also relates to an installation for implementing this method.
  • the containers containing the waste are then compacted using a press, to obtain "pancakes" greatly reduced in volume, in the direction of the height of the containers.
  • these pancakes are stacked in cylindrical metal drums. Typically, five patties are, for example, stacked in each of the drums.
  • blocking the drums are placed on a vibrating table and filled with a blocking material such as a mortar or a cement grout. When a drum is filled with blocking material, it is then closed with a crimped cover.
  • the drums are transported to a long-term surface storage site.
  • the invention relates more precisely to the blocking operation, during which the drums containing the wafers are filled with a blocking material.
  • the contaminated air contained in the barrel escapes into the workshop and in particular tends to contaminate the exterior wall of the barrel as well as the immediate environment. Indeed, a volume of contaminated air equivalent to that of the blocking material injected into the barrel escapes outside of the latter.
  • the subject of the invention is precisely a method of filling a barrel containing dangerous waste, making it possible to avoid any dispersion of contamination in the atmosphere of the room, and in particular on the external wall of the barrel, due to the air. contaminated ejected from the barrel during the blocking operation.
  • this result is obtained by means of a process for filling drums containing hazardous waste, characterized in that it comprises the following stages: -mounting of an intermediate cover on a barrel, said cover having an opening closed in a sealed manner by a cover;
  • the intermediate cover provided with its cover ensures the tight confinement of the barrel before the perforation of the cover. After the perforation, a dynamic confinement is ensured by the depression of the barrel and the containment bell.
  • the contaminated air contained in the barrel is aspirated as the barrel is filled with the blocking material, without this air being dispersed in the workshop atmosphere. This avoids in particular any contamination of the outer wall of the barrel.
  • the end of filling of the barrel with the blocking material is detected, so as to stop the injection of this material.
  • the detection of the end of filling of the barrel can in particular be ensured by at least one bubbling rod opening out inside the ring gear.
  • the filling level can be precisely controlled, we position advantageously the end of the bubbling rod at a predetermined level below the cover, after the perforation thereof.
  • a laser detector mounted on the containment bell and capable of measuring the distance between the latter and the intermediate cover.
  • the cover is fitted with ballasting means which ensure, by gravity, the evacuation into the barrel of the disc cut out in the cover by the ring gear, so as to avoid total or partial sealing of the cover. orifice of the injection tube by suction effect of the seal.
  • the perforation of the cover can in particular be carried out by moving the barrel upward relative to a fixed containment bell.
  • lifting means such as a jack are used for this purpose.
  • these lifting means are associated with means capable of vibrating the barrel which they support, during filling, in order to improve the penetration of the blocking material into the barrel, among the radioactive waste.
  • the perforation of the cover can also be obtained by a downward movement of the toothed crown or of the bell.
  • this material is advantageously circulated continuously in a closed circuit, during the period preceding this injection.
  • the injection means that is to say of the circuit, are preferably cleaned. closed and the nozzle through which the material is injected into the barrel.
  • the latter is separated from the containment bell and an external cover is placed on the barrel, above the intermediate cover.
  • the barrel then passes through a crimping machine which crimps the outer cover.
  • the barrel is then in a state allowing its storage, before shipment to a place fitted out for its very long-term storage.
  • the subject of the invention is also an installation for filling drums containing hazardous waste, characterized in that it comprises:
  • An intermediate cover capable of being mounted on a barrel, said cover comprising an opening closed in leaktight manner by a cover;
  • a containment bell capable of overhanging one end of the barrel closed by the intermediate cover, said bell carrying a ring gear capable of perforating the cover;
  • FIG. 1 is a vertical sectional view illustrating the filling of a barrel containing radioactive waste by means of a filling installation according to the invention
  • FIG. 2 is a perspective view in section, showing in more detail the intermediate cover placed on the barrel, as well as its cover;
  • FIG. 3 schematically illustrates the means for injecting the blocking material used in the filling installation according to the invention.
  • the reference 10 designates a cylindrical metal barrel in which very low-level nuclear waste has been placed beforehand. More specifically, this nuclear waste is in the form of wafers 12, stacked one on top of the other inside the barrel 10. Each of the wafers 12 is formed by a cylindrical metallic packaging filled with very low activity nuclear waste, then compacted inside a press.
  • the invention relates to a method and an installation making it possible to carry out a blocking operation, during which a blocking air 14 such as a cement mortar is successively injected into each barrel 10 , to immobilize the pancakes 12 by filling as completely as possible the space left free inside the barrel 10.
  • a blocking air 14 such as a cement mortar
  • the method and the installation are designed so that the blocking operation s '' avoids any dispersion of the contaminated air initially contained in the barrel 10 into the atmosphere of the packaging and in particular on the outer wall of the barrel.
  • the installation according to the invention comprises an intermediate cover 16, which is mounted on the open upper end of the barrel 10 as soon as the pancakes
  • the intermediate cover 16 is tightly fixed to the upper part of the barrel 10.
  • it can in particular be fitted into an annular seal 18 which covers the bead 10a forming the upper end of barrel 10, then crimped.
  • the intermediate cover 16 made of metal sheet, has in its center a circular opening 20.
  • the diameter of this opening is, for example, 164 mm in the case of a barrel 10 of 570 mm in diameter.
  • the circular central opening 20 of the intermediate cover 16 is initially sealed in a sealed manner by a metal cover 22, for example made of aluminum, bonded to the upper or external face of the intermediate cover 16.
  • the metal cover 22 constitutes a sealing pad temporary of the barrel. It is provided at its center, on its underside facing the inside of the barrel 10, with a ballasting domino 24 constituting ballasting means whose function will appear subsequently.
  • the mass of the ballast domino 24 can be around 50 g.
  • the intermediate cover 16 On its underside facing the inside of the barrel 10, the intermediate cover 16 comprises at least one anti-buoyancy member such as three tabs 26 welded to the cover 16 and arranged at 120 ° from one another on a circle centered on the axis of the intermediate cover 16.
  • the circle on which the tabs 26 are arranged may have a diameter 350 mm.
  • the tabs 26 project downwards inside the barrel 10, over a determined height, for example 45 mm. They thus maintain a minimum free space of the same height between the intermediate cover 16 and the top of the stack of pancakes 12 placed in the barrel 10. This space makes it possible to promote the subsequent flow of the blocking material 14 when the latter is injected into the barrel.
  • the installation according to the invention further comprises a dynamic containment bell 28 (Figure 1) under which is placed the upper part of the barrel 10 closed by the intermediate cover 16, when the blocking operation is performed.
  • the dynamic containment bell 28 is fixed. More specifically, it is fixed under a horizontal partition 30 which equips the packaging workshop.
  • the positioning of the upper part of the barrel 10 under the dynamic confinement bell 28 is obtained by placing the barrel 10 on the upper plate of a jack 32 constituting lifting means. When the lifting of the barrel 10 is finished, its upper end is received inside the dynamic confinement bell 28, as illustrated in FIG. 1.
  • means 34 ( Figure 3) capable of vibrating the barrel 10 are associated with the jack 32. In other words, the latter is a vibrating jack.
  • a fall prevention system consisting of fingers 35 connected by arms 37 to the horizontal partition 30.
  • the fingers 35 come place under the upper plate of the jack and ensure that it remains in this position, even in the event of failure of the jack 32.
  • the drums 10 are conveyed one after the other to the above the jack 32 by a conveyor 36, in order to undergo the blocking operation. They are then evacuated from this station by the same conveyor 36.
  • the dynamic confinement bell 28 supports in its center the ferrule 39, terminated in the lower part by a ring gear 38 (FIG. 1).
  • This ring gear 38 is placed in the axis of the opening 20 formed in the center of the intermediate cover 16 and its diameter is slightly less than that of this opening.
  • the toothed crown 38 is provided over its entire periphery with pointed and deep saw teeth oriented downwards. These saw teeth ensure the perforation of the cover 22 at the end of the rise of the barrel 10 under the dynamic confinement bell 28, just before the start of the injection of the blocking material 14.
  • Holes 37 are drilled all around the cylindrical support of the ring gear 38, at a level such that they are located below the intermediate cover 16, at the end of the operation of drilling the cover 22. These holes 37 avoid the setting depression of the cover 22 after piercing and allowing good air circulation.
  • ballast domino 24 which is placed in the center of the cover 22 drives downwards, by gravity, the disc cut in the cover by the toothed crown 38.
  • the ballast domino 24 ensures the fall of the disc in the barrel and thus prevents this disc from remaining inside the toothed crown 38 and from closing off the pipes which open out inside the crown. It also prevents the disc from floating on the surface on the blocking material 1.
  • the installation according to the invention further comprises means 40 for injecting the blocking material 14 into the barrel 10.
  • injection means 40 which will be described in more detail later with reference to FIG. 3, include in particular an injection nozzle 42 which opens into the interior of the ring gear 38, as illustrated in FIG. 1.
  • the injection nozzle 42 is oriented downwards and preferably arranged along the axis of the ring gear .
  • the installation according to the invention further comprises means 44 for depressurizing the barrel 10 and the interior of the dynamic confinement bell 28.
  • These means for depressurizing 44 include in particular one or more suction pipes of air 46, which open inside the ferrule 46 carrying the toothed crown 38.
  • the pipe or pipes the air suction 46 are connected to suction means 47 capable of extracting the contaminated air expelled from the barrel 10, as the blocking material 14 is injected, while maintaining a vacuum in the drum and 1 inside the dynamic containment bell 28, with respect to the external environment.
  • the vacuum generated by the vacuum supply means 44 is, for example, around 2660 Pa.
  • the vacuuming means 44 also include very high efficiency filters 49 capable of retaining all of the contaminating dust contained in the air drawn in.
  • the suction means 47 are advantageously doubled, in order to avoid any loss of confinement during a deterioration of the main suction system or a loss of electrical supply.
  • a deflector 48 is placed inside the ring gear 38, immediately under the injection head 42, in order to direct the blocking material 14 towards the periphery of the barrel 10. This eliminates any risk of clogging, even temporary, of the air suction lines 46. In fact, in the absence of a deflector, a slope of blocking material could form on the top of the stack of pancakes 12.
  • the upper wall of the dynamic confinement bell 28 supports a laser detector 50 facing the intermediate cover 16.
  • the laser detector 50 makes it possible to measure the distance separating the bell from confinement 28 of the intermediate cover 16.
  • the laser detector 50 thus forms means for positioning the lower end of at least one bubbling rod 52 at a predefined level below the cover 22, after the perforation thereof (two bubbling rods 52 are used, preferably, as illustrated in Figure 1).
  • the control of this positioning makes it possible to precisely control the level of filling of the barrel 10 with the blocking material 14, using the rods bubbling 52.
  • the lower parts of the bubbling rods 52 are placed inside the ferrule 39 carrying the ring gear 38.
  • the level of the lower ends of the bubbling rods 52 is such that, when the rise of the barrel 10 has been stopped in response to the measurement made by the laser detector 50, these ends being situated at a level slightly lower than that of the intermediate cover 16.
  • the lower ends of the bubbling rods 52 may be 4 mm below the level of the intermediate cover 16.
  • the bubbling rods 52 thus constitute means for detecting the filling of the barrel 10. In other words, when the bubbling rods 52 are closed by the blocking material 14 to at the end of the filling, it is certain that the barrel is completely filled. The filling of the barrel is therefore stopped.
  • two bubbling rods 52 are used as illustrated in FIG. 1, they are advantageously placed in diametrically opposite positions relative to the vertical axis of the dynamic confinement bell 28. They then ensure the redundancy of the detection.
  • the level detection means 54 are schematically represented to which the bubbling rods 52 are connected. These level detection means 54 control the automatic closing of two level detection valves 56a and 56b, placed in a supply circuit for the nozzle 42 in blocking material 14. This supply circuit constitutes, with the injection nozzle 42, the injection means 40. A third valve 56c, located immediately upstream of the nozzle injection 42, serves as an emergency valve and allows control of the flushing of the supply circuit. It is controlled, from the control room, by an all or nothing command. As illustrated in FIG. 3, the supply circuit of the nozzle 42 comprises a closed circuit 58 connected to the injection nozzle 42 by a line 60 in which the valves 56b and 56c are placed.
  • the closed circuit 58 comprises a hopper 62 for filling and storing the blocking material 14.
  • the capacity of the hopper 62 is designed to allow the filling of at least one barrel 10.
  • the hopper 62 is filled with the desired volume of the material blocking, from a mixer (not shown), admitted by a pipe 64 through a valve 66.
  • the closed circuit 58 makes it possible to circulate continuously and in a loop the blocking material 14, to avoid solidification, increase its service life and limit the effects of fouling pipes, before this material is injected into the barrel 10. It is fitted for this purpose with pumping means such as a peristaltic pump 68.
  • the valve 56a controlled by the level detection system 54 is placed in the circuit closed 58, immediately downstream of the bypass by which the circuit 58 is connected to the injection nozzle 42 through the pipe 60.
  • a pipe 74 fitted with a valve 76, connects the water distribution network to the pipe 60 between the two valves 56b and 56c placed thereon.
  • This pipe 74 makes it possible, by injection of water under pressure, to carry out the rinsing of the central and lower parts of the injection nozzle 42 when the barrel which has just been filled has been evacuated. It is put into action before the next barrel arrives below the dynamic containment bell 28. The recovery of the rinsing effluents is carried out by a retractable drip pan (not shown) which comes to rest under the containment bell 28, in place of the barrel. The effluents are then sent to a specialized installation for treating charged water.
  • valves 82 are provided at different locations in the closed circuit 58.
  • a pipe 84 provided with a valve 86 opens into the circuit 58, near the suction of the pumping means 68.
  • This pipe allows '' cleaning the entire circuit, in particular by introducing a ball of foam, via line 84, which ensures the evacuation of residual blocking material towards a drain pipe 87, fitted with a valve stop 88.
  • the final rinsing of the closed circuit is done by injecting clear water into the hopper 62 (pumping means -68 in operation) and recovery of the effluents in the retractable drip tray then docked under the bell 28.
  • the part of the circuit 58 located outside the packaging workshop notably includes the hopper 62 and the pumping means 68.
  • a barrel 10 When a barrel 10 is conveyed to the filling station in which the blocking operation is carried out in accordance with the invention, it contains the pancakes 12 and its upper end is sealed off by the crimped intermediate cover 16, the l central opening 20 is closed by the cover 22.
  • the cover 22 As soon as the barrel 10 is brought above the lifting cylinder 32 by the conveyor 36, its horizontal movement is stopped and the barrel is mounted to the position illustrated on the Figure 1. In this position, controlled by the laser detectors 50, the cover 22 is perforated by the ring gear 38. The disc cut in the cover immediately falls on the stack of wafers 12, by gravity, due to the mass of the ballast domino 24. Despite this perforation, the containment of the barrel
  • the barrel 10 remains ensured, until the end of filling, by the dynamic confinement bell 28 placed under vacuum by the means 44 for placing under vacuum.
  • the injection of the filling material 14 into the barrel then begins under the action of the pumping means 68, after opening the valves 56a and 56c placed in the pipe 60. Simultaneously, the barrel 10 is vibrated by the means 34 of vibration, associated with cylinder 32.
  • the injection of the filling material 14 continues until the bubbling rods 52 detect the arrival of the free level of the blocking material in the immediate vicinity of the intermediate cover 16.
  • the level detection means 54 then automatically close the valves 56a and 56b and the injection is stopped.
  • the jack 32 is again actuated to lower the barrel 10 onto the conveyor 36 and convey it to the next station where an external cover (not shown) is put in place. More specifically, the outer cover is mounted on the barrel above the intermediate cover 16 and crimped on the bead 10a of the barrel.

Abstract

Les déchets dangereux, tels que des déchets radioactifs de très faible activité sont conditionnés et compactés sous la forme de galettes (12) empilées dans les fûts métalliques (10) fermés par un couvercle intermédiaire (16) muni d'un opercule. Un matériau de blocage (14) est ensuite injecté dans le fût par une buse d'injection (42), après qu'une couronne dentée (38) entourant cette buse a perforé l'opercule. La couronne dentée (38) est portée par une cloche de confinement dynamique (28) dans laquelle débouche également un circuit (44) de mise en dépression du fût (10) et de la cloche. Ce circuit aspire l'air contaminé contenu dans le fût lors de la perforation et pendant l'injection. L'opération s'effectue ainsi sans risque de contamination de l'atelier et de la surface extérieure du fût.

Description

PROCEDE ET INSTALLATION DE REMPLISSAGE DE FUTS CONTENANT DES DECHETS DANGEREUX
DESCRIPTION
Domaine technique
L'invention concerne un procédé permettant d'assurer le remplissage de fûts contenant des déchets dangereux, tels que des déchets radioactifs de très faible activité, préalablement conditionnés et compactés pour former des "galettes" empilées les unes sur les autres à l'intérieur du fût.
L'invention a également pour objet une installation pour la mise en oeuvre de ce procédé.
Etat de la technique
Dans les installations nucléaires, les déchets technologiques de faible activité sont tout d'abord conditionnés dans des récipients métalliques cylindriques. Le volume de ces récipients est, par exemple, de 120 litres.
Les récipients contenant les déchets sont ensuite compactés à l'aide d'une presse, pour obtenir des "galettes" fortement réduites en volume, dans le sens de la hauteur des récipients.
Au cours d'une étape ultérieure, ces galettes sont empilées dans des fûts métalliques cylindriques. En règle générale, cinq galettes sont, par exemple, empilées dans chacun des fûts. Lors d'une opération suivante dite de "blocage" les fûts sont placés sur une table vibrante et remplis d'un matériau de blocage tel qu'un mortier ou un coulis de ciment . Lorsqu'un fût est rempli de matériau de blo-- cage, il est ensuite fermé au moyen d'un couvercle serti .
Enfin, lorsque le matériau de blocage est sec, les fûts sont acheminés jusqu'à un site de stockage en surface de longue durée.
L'invention concerne plus précisément l'opération de blocage, au cours de laquelle les fûts contenant les galettes sont remplis d'un matériau de blocage.
Lors de cette opération, qui s'effectue en atelier, l'air contaminé contenu dans le fût s'échappe dans l'atelier et tend notamment à contaminer la paroi extérieure du fût ainsi que l'environnement immédiat. En effet, un volume d'air contaminé équivalent à celui du matériau de blocage injecté dans le fût s'échappe à l'extérieur de celui-ci.
Il n'existe pas, dans l'art antérieur, de solution technique connue à ce problème.
Exposé de 1 ' invention
L'invention a précisément pour objet un procédé de remplissage d'un fût contenant des déchets dangereux, permettant d'éviter toute dispersion de contamination dans l'atmosphère de la salle, et notamment sur la paroi extérieure du fût, due à l'air contaminé éjecté du fût lors de l'opération de blocage.
Conformément à l'invention, ce résultat est obtenu au moyen d'un procédé de remplissage de fûts contenant des déchets dangereux, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : -montage d'un couvercle intermédiaire sur un fût, ledit couvercle comportant une ouverture obturée de façon étanche par un opercule ;
-perforation de l'opercule par une couronne dentée portée par une cloche de confinement surplombant une extrémité du fût fermée par le couvercle intermédiaire ;
- injection d'un matériau de blocage dans le fût, par un tube d'injection situé à l'intérieur de la couronne dentée ;
- mise en dépression du fût et de la cloche de confinement, dès l'accostage du fût et pendant la perforation et l'injection.
Dans le procédé ainsi défini, le couvercle intermédiaire muni de son opercule assure le confinement étanche du fût avant la perforation de l'opercule. Après la perforation, un confinement dynamique est assuré par la mise en dépression du fût et de la cloche de confinement. Ainsi, l'air contaminé contenu dans le fût est aspiré au fur et à mesure du remplissage du fût par le matériau de blocage, sans pour autant que cet air soit dispersé dans l'atmosphère de l'atelier. On évite ainsi notamment toute contamination de la paroi extérieure du fût . Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, on détecte la fin du remplissage du fût par le matériau de blocage, de façon à arrêter l'injection de ce matériau.
La détection de la fin du remplissage du fût peut notamment être assurée par au moins une canne de bullage débouchant à l'intérieur de la couronne dentée. Dans ce cas, afin que le niveau de remplissage puisse être contrôlé avec précision, on positionne avantageusement l'extrémité de la canne de bullage à un niveau prédéterminé en dessous de l'opercule, après la perforation de celui-ci. A cet effet, on peut notamment utiliser un détecteur laser monté sur la cloche de confinement et apte à mesurer la distance entre celle-ci et le couvercle intermédiaire.
De préférence, on équipe l'opercule de moyens de lestage qui assurent, par gravité, l'évacuation dans le fût du disque découpé dans l'opercule par la cou- ronne dentée, de façon à éviter l'obturation totale ou partielle de l'orifice du tube d'injection par effet d'aspiration de l'opercule.
La perforation de l'opercule peut notamment être effectuée en déplaçant le fût vers le haut par rapport à une cloche de confinement fixe. On utilise avantageusement à cet effet des moyens élévateurs tels qu'un vérin. De préférence, ces moyens élévateurs sont associés à des moyens aptes à faire vibrer le fût qu'ils supportent, lors du remplissage, afin d'amélio- rer la pénétration du matériau de blocage dans le fût, parmi les déchets radioactifs.
En variante, la perforation de l'opercule peut aussi être obtenue par un déplacement vers le bas de la couronne dentée ou de la cloche. Afin notamment d'éviter la prise du matériau de blocage avant son injection dans le fût, on fait avantageusement circuler ce matériau en continu dans un circuit fermé, pendant la période qui précède cette injection. Par ailleurs, après l'injection du matériau de blocage dans le fût, on procède de préférence à un nettoyage des moyens d'injection, c'est-à-dire du circuit fermé et de la buse par laquelle le matériau est injecté dans le fût.
Enfin, après l'injection du matériau de blocage dans le fût, on sépare celui-ci de la cloche de confi- nement et on place un couvercle extérieur sur le fût, au-dessus du couvercle intermédiaire. Le fût passe ensuite dans une machine de sertissage qui sertit le couvercle extérieur. Le fût est alors dans un état permettant son entreposage, avant expédition vers un lieu aménagé pour son stockage très longue durée.
L'invention a également pour objet une installation de remplissage de fûts contenant des déchets dangereux, caractérisée en ce qu'elle comprend :
- un couvercle intermédiaire apte à être monté sur un fût, ledit couvercle comportant une ouverture obturée de façon étanche par un opercule ;
- une cloche de confinement apte à surplomber une extrémité du fût fermée par le couvercle intermédiaire, ladite cloche portant une couronne dentée apte à perforer l'opercule ;
-des moyens d'injection d'un matériau de blocage, débouchant à 1 ' intérieur de la couronne dentée ; et
- des moyens de mise en dépression du fût et de la cloche de confinement.
Brève description des dessins
On décrira à présent, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation préféré de l'invention, en se référant aux dessins annexés, dans lesquels :
- la figure 1 est une vue en coupe verticale illustrant le remplissage d'un fût contenant des déchets radioactifs au moyen d'une installation de remplissage conforme à l'invention ;
- la figure 2 est une vue en perspective et en coupe, représentant plus en détail le couvercle inter- médiaire placé sur le fût, ainsi que son opercule ; et
- la figure 3 illustre schématiquement les moyens d'injection du matériau de blocage utilisés dans l'installation de remplissage selon l'invention.
Description détaillée d'un mode de réalisation préféré de 1 ' invention
Sur la figure 1, la référence 10 désigne un fût métallique cylindrique dans lequel ont été placés au préalable des déchets nucléaires de très faible acti- vite. Plus précisément, ces déchets nucléaires se présentent sous la forme de galettes 12, empilées les unes sur les autres à l'intérieur du fût 10. Chacune des galettes 12 est constituée par un emballage métallique cylindrique rempli de déchets nucléaires de très faible activité, puis compacté à l'intérieur d'une presse .
Comme on l'a déjà indiqué, l'invention concerne un procédé et une installation permettant de réaliser une opération de blocage, au cours de laquelle un até- riau de blocage 14 tel qu'un mortier de ciment est injecté successivement dans chaque fût 10, pour y immobiliser les galettes 12 en remplissant aussi complètement que possible l'espace laissé libre à l'intérieur du fût 10. Conformément à l'invention, le procédé et l'installation sont conçus de telle sorte que l'opération de blocage s'effectue en évitant toute dispersion de l'air contaminé initialement contenu dans le fût 10 dans l'atmosphère de l'atelier de conditionnement et notamment sur la paroi extérieure du fût.
L'installation selon l'invention comprend un couvercle intermédiaire 16, qui est monté sur l'extré- mité supérieure ouverte du fût 10 dès que les galettes
12 ont été placées dans celui-ci. Le couvercle intermédiaire 16 est alors serti.
Comme le montre mieux la figure 2, le couvercle intermédiaire 16 est fixé de façon étanche à la partie supérieure du fût 10. A cet effet, il peut notamment être emboîté dans un joint d'étanchéité annulaire 18 qui recouvre le bourrelet 10a formant l'extrémité supérieure du fût 10, puis serti.
Le couvercle intermédiaire 16, réalisé en tôle métallique, comporte en son centre une ouverture circulaire 20. Le diamètre de cette ouverture est, par exemple, de 164 mm dans le cas d'un fût 10 de 570 mm de diamètre .
L'ouverture centrale circulaire 20 du couvercle intermédiaire 16 est initialement obturée de façon étanche par un opercule métallique 22, par exemple en aluminium, collé sur la face supérieure ou externe du couvercle intermédiaire 16. L'opercule métallique 22 constitue une pastille d'obturation provisoire du fût. II est muni en son centre, sur sa face inférieure tournée vers l'intérieur du fût 10, d'un domino de lestage 24 constituant des moyens de lestage dont la fonction apparaîtra par la suite. A titre d'exemple nullement limitatif, la masse du domino de lestage 24 peut être d'environ 50 g.
Sur sa face inférieure tournée vers 1 ' intérieur du fût 10, le couvercle intermédiaire 16 comporte au moins un organe anti-flottaison tel que trois pattes 26 soudées sur le couvercle 16 et disposées à 120° les unes des autres sur un cercle centré sur l'axe du couvercle intermédiaire 16. A titre d'exemple nullement limitatif, le cercle sur lequel sont disposées les pat- tes 26 peut avoir un diamètre de 350 mm. les pattes 26 font saillie vers le bas à l'intérieur du fût 10, sur une hauteur déterminée, par exemple de 45 mm. Elles maintiennent ainsi un espace libre minimum de la même hauteur entre le couvercle intermédiaire 16 et le dessus de l'empilement de galettes 12 placées dans le fût 10. Cet espace permet de favoriser l'écoulement ultérieur du matériau de blocage 14 lorsque celui-ci est injecté dans le fût.
L'installation conforme à l'invention comprend de plus une cloche de confinement dynamique 28 (figure 1) sous laquelle est placée la partie supérieure du fût 10 obturée par le couvercle intermédiaire 16, lorsque l'opération de blocage est réalisée. Dans le mode de réalisation représenté, la cloche de confinement dyna- mique 28 est fixe. Plus précisément, elle est fixée sous une cloison horizontale 30 qui équipe l'atelier de conditionnement .
La mise en place de la partie supérieure du fût 10 sous la cloche de confinement dynamique 28 est obte- nue en plaçant le fût 10 sur le plateau supérieur d'un vérin 32 constituant des moyens élévateurs. Lorsque le levage du fût 10 est terminé, son extrémité supérieure est reçue à l'intérieur de la cloche de confinement dynamique 28, comme l'illustre la figure 1. Afin d'améliorer le remplissage du fût 10 par le matériau de blocage 14 lors de l'opération de blocage, des moyens 34 (figure 3) aptes à faire vibrer le fût 10 sont associés au vérin 32. En d'autres termes, ce dernier est un vérin vibrant.
On a représenté schématiquement , en traits mixtes, sur la figure 1, un système anti-chute consti- tué de doigts 35 reliés par des bras 37 à la cloison horizontale 30. Lorsque le fût 10 est en position haute, les doigts 35 viennent se placer sous le plateau supérieur du vérin et assurent son maintien dans cette position, même en cas de défaillance du vérin 32. Comme on l'a illustré schématiquement sur la figure 3, les fûts 10 sont acheminés l'un après l'autre au-dessus du vérin 32 par un convoyeur 36, afin d'y subir l'opération de blocage. Ils sont ensuite évacués de ce poste par le même convoyeur 36. Conformément à l'invention, la cloche de confinement dynamique 28 supporte en son centre la virole 39, terminée en partie basse par une couronne dentée 38 (figure 1) . Cette couronne dentée 38 est placée dans l'axe de l'ouverture 20 formée au centre du couvercle intermédiaire 16 et son diamètre est légèrement inférieur à celui de cette ouverture. La couronne dentée 38 est munie sur la totalité de son pourtour de dents de scie pointues et profondes orientées vers le bas. Ces dents de scie assurent la perforation de l'opercule 22 lors de la fin de la montée du fût 10 sous la cloche de confinement dynamique 28, juste avant le début de l'injection du matériau de blocage 14.
Des trous 37 sont percés tout autour du support cylindrique de la couronne dentée 38, à un niveau tel qu' ils se trouvent en dessous du couvercle intermédiaire 16, en fin d'opération de perçage de l'opercule 22. Ces trous 37 évitent la mise en dépression de l'opercule 22 après le percement et permettant une bonne circulation d'air.
Lorsque la perforation est effectuée, le domino de lestage 24 qui est placé au centre de l'opercule 22 entraîne vers le bas, par gravité, le disque découpé dans l'opercule par la couronne dentée 38. Le domino de lestage 24 assure la chute du disque dans le fût et empêche ainsi ce disque de rester à l'intérieur de la couronne dentée 38 et d'obturer les canalisations qui débouchent à l'intérieur de la couronne. Il évite également au disque de flotter en surface sur le matériau de blocage 1 .
L'installation conforme à l'invention comprend de plus des moyens 40, pour injecter le matériau de blocage 14 dans le fût 10. Ces moyens d'injection 40, qui seront décrits plus en détail ultérieurement en se référant à la figure 3, comprennent notamment une buse d'injection 42 qui débouche à l'intérieur de la couronne dentée 38, comme l'illustre la figure 1. La buse d'injection 42 est orientée vers le bas et disposée de préférence selon l'axe de la couronne dentée. Lorsque l'opercule 22 a été perforé par la couronne dentée 38, la mise en oeuvre du moyen d'injection 40 permet d'injecter le matériau de blocage 14 directement à 1 ' inté- rieur du fût 10 sans rupture du confinement de ce dernier.
L'installation conforme à l'invention comprend de plus des moyens 44 de mise en dépression du fût 10 et de l'intérieur de la cloche de confinement dynamique 28. Ces moyens de mise en dépression 44 comprennent notamment une ou plusieurs conduites d'aspiration d'air 46, qui débouchent à l'intérieur de la virole 46 portant la couronne dentée 38. La ou les conduites d'aspiration d'air 46 sont reliées à des moyens d'aspiration 47 aptes à extraire l'air contaminé chassé du fût 10, au fur et à mesure de l'injection du matériau de blocage 14, tout en maintenant une dépression dans le fût et à 1 ' intérieur de la cloche de confinement dynamique 28, par rapport à l'environnement extérieur. A titre d'illustration nullement limitative, la dépression engendrée par les moyens de mise en dépression 44 est, par exemple, d'environ 2660 Pa . Les moyens de mise en dépression 44 comprennent de plus des filtres à très haute efficacité 49 capables de retenir en totalité les poussières contaminantes contenues dans l'air aspiré.
Les moyens d'aspiration 47 sont avantageusement doublés, afin d'éviter toute perte de confinement lors d'une détérioration du système d'aspiration principale ou d'une perte d'alimentation électrique.
Avantageusement et comme on l'a illustré schématiquement sur la figure 1, un déflecteur 48 est placé à l'intérieur de la couronne dentée 38, immédiatement sous la tête d'injection 42, afin de diriger le matériau de blocage 14 vers la périphérie du fût 10. On élimine ainsi tout risque de bouchage, même provisoire, des conduites 46 d'aspiration d'air. En effet, en l'absence de déflecteur, un talus de matériau de blocage pourrait se former sur le sommet de l'empilement de galettes 12.
A l'extérieur de la virole 39 portant la couronne dentée 38, la paroi supérieure de la cloche de confinement dynamique 28 supporte un détecteur laser 50 tourné vers le couvercle intermédiaire 16. Le détecteur laser 50 permet de mesurer la distance qui sépare la cloche de confinement 28 du couvercle intermédiaire 16. En liaison avec un circuit de commande (non représenté) du vérin élévateur 32, le détecteur laser 50 forme ainsi des moyens pour positionner l'extrémité basse d'au moins une canne de bullage 52 à un niveau prédé- terminé en dessous de l'opercule 22, après la perforation de celui-ci (deux cannes de bullage 52 sont utilisées, de préférence, comme l'illustre la figure 1). En d'autres termes, lorsque la distance mesurée par le détecteur laser 50 atteint une valeur prédéterminée, la montée du fût 10 assurée par le vérin élévateur 32 est stoppée. Les extrémités basses des cannes de bullage 52 se trouvent alors à un niveau prédéterminé en dessous du couvercle intermédiaire 16. Le contrôle de ce positionnement permet de piloter avec précision le niveau de remplissage du fût 10 par le matériau de blocage 14, en utilisant les cannes de bullage 52.
A cet effet, les parties basses des cannes de bullage 52 (figure 1) sont placées à l'intérieur de la virole 39 portant la couronne dentée 38. Le niveau des extrémités basses des cannes de bullage 52 est tel que, lorsque la montée du fût 10 a été stoppée en réponse à la mesure effectuée par le détecteur laser 50, ces extrémités soient situées à un niveau légèrement inférieur à celui du couvercle intermédiaire 16. A titre d'exemple, les extrémités basses des cannes de bullage 52 peuvent se trouver à 4 mm en dessous du niveau du couvercle intermédiaire 16. Les cannes de bullage 52 constituent ainsi des moyens pour détecter le remplissage du fût 10. En d'autres termes, lorsque les cannes de bullage 52 sont obturées par le matériau de blocage 14 à la fin du remplissage, on est certain que le fût est complètement rempli. Le remplissage du fût est donc stoppé . Lorsque deux cannes de bullage 52 sont utilisées comme l'illustre la figure 1, elles sont placées avantageusement en des positions diamétralement opposées par rapport à l'axe vertical de la cloche de confinement dynamique 28. Elles assurent alors la redondance de la détection.
Sur la figure 3, on a représenté schématiquement les moyens de détection de niveau 54 auxquels sont reliées les cannes de bullage 52. Ces moyens 54 de détection de niveau pilotent la fermeture automatique de deux vannes de détection de niveau 56a et 56b, placées dans un circuit d'alimentation de la buse 42 en matériau de blocage 14. Ce circuit d'alimentation constitue, avec la buse d'injection 42, les moyens d'injection 40. Une troisième vanne 56c, située immédiatement en amont de la buse d'injection 42, sert de vanne de secours et permet le pilotage du rinçage du circuit d'alimentation. Elle est commandée, de la salle de conduite, par une commande tout ou rien. Comme l'illustre la figure 3, le circuit d'alimentation de la buse 42 comprend un circuit fermé 58 relié à la buse d'injection 42 par une conduite 60 dans laquelle sont placées les vannes 56b et 56c.
Le circuit fermé 58 comprend une trémie 62 de remplissage et d'entreposage du matériau de blocage 14. La capacité de la trémie 62 est conçue pour permettre le remplissage d'au moins un fût 10. La trémie 62 est remplie du volume désiré du matériau de blocage, depuis un malaxeur (non représenté) , admis par une conduite 64 au travers d'une vanne 66. Le circuit fermé 58 permet de faire circuler en continu et en boucle le matériau de blocage 14, pour éviter sa prise en masse, augmenter sa durée de vie et limiter les effets d'encrassement des tuyauteries, avant que ce matériau ne soit injecté dans le fût 10. Il est équipé à cet effet de moyens de pompage tels qu'une pompe peristaltique 68. La vanne 56a pilotée par le système de détection de niveau 54 est placée dans le circuit fermé 58, immédiatement en aval de la dérivation par laquelle le circuit 58 est relié à la buse d'injection 42 au travers de la conduite 60.
Une conduite 74, munie d'une vanne 76, relie le réseau de distribution d'eau à la conduite 60 entre les deux vannes 56b et 56c placées sur celle-ci. Cette conduite 74 permet, par injection d'eau sous pression, d' effectuer le rinçage des parties centrale et basse de la buse d'injection 42 lorsque le fût qui vient d'être rempli a été évacué. Elle est mise en action avant que le fût suivant n'arrive en dessous de la cloche de confinement dynamique 28. La récupération des effluents de rinçage s'effectue par une gatte escamotable (non représentée) qui vient s'accoster sous la cloche de confinement 28, à la place du fût. Les effluents sont alors dirigés vers une installation spécialisée de traitement des eaux chargées.
D'autres vannes 82 sont prévues en différents emplacements dans le circuit fermé 58. En outre, une canalisation 84 munie d'une vanne 86 débouche dans le circuit 58, à proximité de l'aspiration des moyens de pompage 68. Cette canalisation permet d'assurer le nettoyage de l'ensemble du circuit, notamment par l'introduction d'une balle de mousse, par la canalisation 84, qui assure l'évacuation du matériau de blocage résiduel vers une tuyauterie de vidange 87, munie d'une vanne d'arrêt 88. Le rinçage final du circuit fermé se fait par injection d'eau claire dans la trémie 62 (moyens de pompage -68 en fonctionnement) et récupération des effluents dans la gatte escamotable alors accostée sous la cloche 28.
Seule une partie du circuit fermé 58 se trouve à l'intérieur de l'atelier de conditionnement dans lequel s'effectue le remplissage des fûts 10. Une portion de la cloison de confinement 88 délimitant cet atelier a été représentée schématiquement sur la figure 3. La partie du circuit 58 située à l'extérieur de l'atelier de conditionnement inclut notamment la trémie 62 et les moyens de pompage 68.
L'ensemble de l'installation est avantageusement piloté par des moyens de contrôle-commande automatisés (non représentés). Lorsqu'un fût 10 est acheminé jusqu'au poste de remplissage dans lequel l'opération de blocage est réalisée conformément à l'invention, il contient les galettes 12 et son extrémité supérieure est obturée de façon étanche par le couvercle intermédiaire serti 16 dont l'ouverture centrale 20 est fermée par l'opercule 22. Dès que le fût 10 se trouve amené au-dessus du vérin élévateur 32 par le convoyeur 36, son déplacement horizontal est stoppé et le fût est monté jusqu'à la position illustrée sur la figure 1. Dans cette position, contrôlée par les détecteurs laser 50, l'opercule 22 est perforé par la couronne dentée 38. Le disque découpé dans l'opercule tombe immédiatement sur l'empilement de galettes 12, par gravité, du fait de la masse du domino de lestage 24. Malgré cette perforation, le confinement du fût
10 reste assuré, jusqu'à la fin du remplissage, par la cloche de confinement dynamique 28 mise en dépression par les moyens 44 de mise en dépression. L'injection du matériau de remplissage 14 dans le fût débute alors sous l'action des moyens de pompage 68, après ouverture des vannes 56a et 56c placées dans la canalisation 60. Simultanément, le fût 10 est mis en vibration par les moyens 34 de mise en vibration, associés au vérin 32.
L'injection du matériau de remplissage 14 se poursuit jusqu'à ce que les cannes de bullage 52 détectent l'arrivée du niveau libre du matériau de blocage à proximité immédiate du couvercle intermédiaire 16. Les moyens 54 de détection de niveau ferment alors automatiquement les vannes 56a et 56b et l'injection est stoppée .
Ensuite, le vérin 32 est à nouveau actionné pour redescendre le fût 10 sur le convoyeur 36 et l'acheminer jusqu'au poste suivant où un couvercle extérieur (non représenté) est mis en place. Plus précisément, le couvercle extérieur est monté sur le fût au-dessus du couvercle intermédiaire 16 et serti sur le bourrelet 10a du fût.
Le procédé et l'installation qui viennent d'être décrits permettent de réaliser l'opération de blocage en assurant une parfaite maîtrise du confinement. Toute dispersion de contamination dans 1 ' atmo- sphère de l'atelier, notamment toute contamination de la paroi extérieure du fût, est ainsi évitée.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de remplissage de fûts (10) contenant des déchets dangereux (12), caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes :
-montage d'un couvercle intermédiaire (16) sur un fût (10), ledit couvercle comportant une ouverture (20) obturée de façon étanche par un opercule (22) ; -perforation de l'opercule par une couronne dentée (38) portée par une cloche de confinement (28) surplombant une extrémité du fût (10) fermée par le couvercle intermédiaire (16) ; - injection d'un matériau de blocage (14) dans le fût (10), par un tube d'injection (42) situé à l'intérieur de la couronne dentée (38) ;
-mise en dépression du fût (10) et de la cloche de confinement (28), dès l'accostage du fût et pendant la perforation et l'injection.
2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel on détecte la fin du remplissage du fût (10) par le matériau de blocage (14) et on arrête l'injection.
3. Procédé selon la revendication 2, dans lequel on détecte la fin du remplissage du fût au moyen d'au moins une canne de bullage (52) débouchant à 1 ' in- térieur de la couronne dentée (38) .
4. Procédé selon la revendication 3, dans lequel on positionne l'extrémité de la canne de bullage (52) à un niveau prédéterminé en dessous de l'opercule (22), après la perforation de celui-ci.
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel on équipe l'opercule (22) de moyens de lestage (24) assurant l'évacuation dans le fût (10), par gravité, d'un disque découpé dans l'opercule lors de sa perforation.
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel on perfore l'opercule (22) en déplaçant le fût (10) vers le haut, par rapport à une cloche de confinement (28) fixe.
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel on met le fût (10) en vibration pendant l'injection du matériau de blocage (14) .
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel, avant l'injection du matériau de blocage (14), on fait circuler celui-ci en continu dans un circuit fermé (58) .
9. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel, après l'injection du matériau de blocage (14) dans le fût (10), on procède à un nettoyage des moyens d'injection (40).
10. Procédé selon l'une quelconque des revendi- cations précédentes, dans lequel, après l'injection du matériau de blocage (14) dans le fût (10), on sépare celui-ci de la cloche de confinement (28) et on place un couvercle extérieur sur le fût (10), au-dessus du couvercle intermédiaire (16).
11. Installation de remplissage de fûts (10) contenant des déchets dangereux (12), caractérisée en ce qu'elle comprend :
- un couvercle intermédiaire (16) apte à être monté sur un fût (10) , ledit couvercle comportant une ouverture (20) obturée de façon étanche par un opercule (22) ;
-une cloche de confinement (28) apte à surplomber une extrémité du fût (10) fermée par le couvercle inter- médiaire, ladite cloche portant une couronne dentée
(38) apte à perforer l'opercule (22) ; -des moyens (40) d'injection d'un matériau de blocage
(14), débouchant à l'intérieur de la couronne dentée (38) ; et
-des moyens (44) de mise en dépression du fût (10) et de la cloche de confinement (28) .
12. Installation selon la revendication 11, comprenant de plus des moyens (52,54) pour détecter la fin du remplissage du fût (10) par le matériau de blocage (14) .
13. Installation selon la revendication 12, dans laquelle les moyens pour détecter la fin du remplissage du fût (10) comprennent au moins une canne de bullage (52) débouchant à l'intérieur de la couronne dentée (38) .
14. Installation selon la revendication 13, comprenant de plus des moyens (50) pour positionner l'extrémité de la canne de bullage (52) à un niveau prédéterminé en dessous de l'opercule (22) .
15. Installation selon la revendication 14, dans laquelle les moyens pour positionner l'extrémité de la canne de bullage (52) comprennent un détecteur laser (50) monté sur la cloche de confinement (28) et apte à mesurer la distance entre celle-ci et le couvercle intermédiaire (16).
16. Installation selon l'une quelconque des revendications 11 à 15, dans laquelle l'opercule (22) est muni de moyens de lestage (24) dans une partie apte à être perforée par la couronne dentée (38) .
17. Installation selon l'une quelconque des revendications 11 à 16, dans laquelle le couvercle intermédiaire (16) comporte, sur une face apte à être tournée vers l'intérieur du fût (10), au moins un organe anti-flottaison (26) apte à prendre appui sur les déchets radioactifs (12), autour de l'ouverture (20), pour ménager un espace libre entre ces déchets et le couvercle intermédiaire (16).
18. Installation selon l'une quelconque des revendications 11 à 17, comprenant de plus des moyens élévateurs (32), aptes à soulever le fût (10), la cloche de confinement (28) étant montée en un emplacement fixe au-dessus desdits moyens élévateurs.
19. Installation selon la revendication 18, dans laquelle des moyens (34) aptes à faire vibrer le fût (10) sont associés aux moyens élévateurs (32).
20. Installation selon l'une quelconque des revendications 11 à 19, dans laquelle les moyens (40) d'injection du matériau de blocage comprennent un circuit fermé (58) relié à une tête d'injection (42) dudit matériau, débouchant à l'intérieur de la couronne dentée (38) .
21. Installation selon la revendication 20, dans laquelle un déflecteur (48) est placé en dessous de la tête d'injection (42), de façon à diriger le matériau de blocage (14) vers une région périphérique du fût (10) .
22. Installation selon l'une quelconque des revendications 20 et 21, dans laquelle le circuit fermé (58) comprend :
-une trémie (62) de remplissage et de stockage du matériau de blocage ; et -des moyens de pompage (68) aptes à faire circuler le matériau de blocage de la trémie (62) vers la tête d'injection (42) et en continu dans le circuit fermé.
23. Installation selon la revendication 22, dans laquelle le circuit fermé (58) comprend de plus des moyens de nettoyage (84,74) dudit circuit et de la tête d'injection (42).
24. Installation selon l'une quelconque des revendications 11 à 23, dans laquelle les moyens (44) de mise en dépression du fût (10) comprennent au moins une conduite (46) reliant la cloche de confinement (28) à des moyens d'aspiration (47) au travers de moyens de filtrage (49) .
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