FR2630249A1 - Process and device for dynamic radioactive confinement of the closure head of a nuclear reactor vessel - Google Patents

Abstract

The invention makes possible the dynamic confinement of the radioactive contamination of the closure head of a nuclear reactor vessel during unit outages, when it is separated from the reactor body. It consists in employing the clamping bolt holes 6 of the closure head opening onto the inner face 4 of the closure head seat 2 to draw in the contaminants as close as possible to the joint bearing, over the whole periphery of the closure head. Nozzles 8 descending into each bolt hole 6 are employed, and a manifold 10 for the said nozzles 8, placed above the closure head seat 2 and connected to at least one source of partial vacuum 12, so as to ensure a sufficient suction at the joint bearing.

Description

PROCEDE ET DISPOSITIF DE CONFINEMENT RADIOACTIF DYNAMIQUE
DU COUVERCLE D'UNE CUVE DE REACTEUR NUCLEAIRE
DESCRIPTION
Dans le domaine de L'énergie nucléaire, L'invention concerne des dispositions qu'il est nécessaire de prendre vis-àvis des risques de contamination radioactive, lors de nombreux arrets d'entretien nécessaires au fonctionnement d'un réacteur.METHOD AND DEVICE FOR DYNAMIC RADIOACTIVE CONTAINMENT
LID OF A NUCLEAR REACTOR TANK
DESCRIPTION
In the field of nuclear energy, the invention relates to provisions which it is necessary to take vis-à-vis the risks of radioactive contamination, during numerous maintenance shutdowns necessary for the operation of a reactor.

Il s'agit plus particuLièrement du confinement radioactif d'un couvercle de cuve de réacteur nucléaire pendant le stockage de ce couvercle lors de ses différents arrêts.This is more particularly the radioactive confinement of a nuclear reactor vessel cover during the storage of this cover during its various stops.

Pendant de nombreux arrets du réacteur nucléaire, et en particulier des arrets dits "de tranche", La cuve du réacteur nucléaire est ouverte pour permettre diverses opérations d'entretien. Durant ces différents arrêts, le couvercle du réacteur est donc séparé du corps de ce dernier et est stocké dans un endroit approprié. Ce stockage du couvercle de cuve, lors des arrêts de tranche, ainsi que les travaux engagés, tels que l'extraction des joints, Le nettoyage du plan de joints, etc..., représente un risque de contamination atmosphérique radioactive qu'il est nécessaire de maîtriser. Une solution utilisée jusqu'à présent, consiste à protéger l'environnement immédiat du chantier du couvercle, par l'intermédiaire de l'installation d'un sas constitué d'une paroi et d'un toit en vinyle.Ce sas est mis en dépression à L'aide d'une gaine de fort diamètre, et d'un appareil déprimogène filtrant à grand débit l'air du sas. Les opérateurs intervenant, assurant le changement des joints et le nettoyage du plan de joint, travaillent en tenue vinyle ventilée, y compris lorsque le nettoyage se fait à l'aide d'une machine spécialement construite à cet effet, cette machine assurant le nettoyage et ayant un dispositif d'aspiration autonome. During numerous shutdowns of the nuclear reactor, and in particular so-called "unit shutdowns", the nuclear reactor vessel is opened to allow various maintenance operations. During these various stops, the reactor cover is therefore separated from the body of the latter and is stored in an appropriate place. This storage of the tank cover, during unit outages, as well as the work undertaken, such as extracting the seals, cleaning the gasket surface, etc., represents a risk of radioactive atmospheric contamination that it is necessary to master. One solution used so far is to protect the immediate environment of the site of the cover, through the installation of an airlock consisting of a wall and a vinyl roof. depression using a large-diameter sheath and a pressure-reducing device filtering the air in the airlock at high speed. The operators intervening, ensuring the change of the seals and the cleaning of the parting line, work in ventilated vinyl clothing, including when the cleaning is done using a machine specially built for this purpose, this machine ensuring the cleaning and having an autonomous suction device.

Cette méthode, dite de confinement statique est efficace par rapport à L'environnement. Par contre, elle n'assure aucune protection rapprochée des opérateurs intervenant vis-à-vis de la surface interne contaminée du couvercle, ou lors de l'enlèvement des joints. De plus, lors du nettoyage du plan de joint, la machine étudiée à cet effet, n'assure qu'une aspiration ponctuelle relative. Une augmentation de l'aspiration ne résoudrait pas le problème soulevé précédemment, et ne pourrait se faire qu'à l'aide d'appareils beaucoup plus encombrants. La construction du toit du sas, le port par les opérateurs de la tenue vinyle ventilée occasionne des temps de travail et une dosimétrie relativement importante. Ainsi le montage du toit du sas nécessite au moins cinq personnes pendant deux heures et engendre une dosimétrie de 500 mrem.Il faut tenir compte également du fait que le matériau utilisé pour constituer le toit du sas, c'est-a-dire le vinyle, les tenues vinyle ventilées et le carton ignifugé, viennent gonfler le stock de déchets, très coûteux en soi, et qu'il est nécessaire d'enfûter. De plus l'inspection du plan de joint devant s'effectuer visuellement, sans tenue ventilée il existe des risques de contamination des opérateurs. This method, called static confinement is effective in relation to the environment. On the other hand, it does not provide any close protection for operators intervening with respect to the contaminated internal surface of the cover, or during the removal of the seals. In addition, during the cleaning of the joint plane, the machine studied for this purpose, only provides a relative punctual suction. An increase in suction would not solve the problem raised above, and could only be done using much more bulky devices. The construction of the roof of the airlock, the wearing by operators of ventilated vinyl clothing causes working time and relatively high dosimetry. Thus the assembly of the roof of the airlock requires at least five people for two hours and generates a dosimetry of 500 mrem. It must also be taken into account that the material used to constitute the roof of the airlock, that is to say vinyl , ventilated vinyl outfits and fireproof cardboard, inflate the stock of waste, very expensive in itself, and which it is necessary to put away. In addition, the inspection of the joint plane must be carried out visually, without ventilated holding, there are risks of contamination of the operators.

Le but de la présente invention est de remédier à ces inconvénients. Il consiste précisément à fournir un procédé de confinement du couvercle d'une cuve de réacteur nucléaire permettant le piégeage efficace des contaminants, en fournissant une vitesse d'air au niveau du plan de joint au moins égale à 0,25 m/s dans le cas d'émission de polluants sans vitesse initiale. The object of the present invention is to remedy these drawbacks. It consists precisely in providing a method of confining the cover of a nuclear reactor vessel allowing the effective trapping of contaminants, by providing an air speed at the joint plane at least equal to 0.25 m / s in the case of emission of pollutants without initial speed.

Un premier objet de L'invention est un procédé de confinement radioactif dynamique d'un couvercle de cuve d'un réacteur nucléaire pendant les stockages dudit couvercle, lors des différents arrêts, le couvercle comportant un siège dont la face interne constitue une portée de joints placés sur le plan de joint, des trous de goujons de serrage du couvercle placés verticalement dans le siege et débouchant sur la face interne du siège.Le procédé se caractérise en ce qu'il consiste à utiliser les trous de goujons de serrage pour aspirer des contaminants au plus près de la portée de joints sur toute la périphérie du couvercle, au moyen de tuyères descendant dans chaque trou de goujons et d'un collecteur desdites tuyères placé au-dessus du siège du couvercle, ce collecteur etant relié à au moins une source de dépression, de façon à assurer au niveau de la portée de joints une aspiration suffisante. Ce procédé procure différents avantages, en particulier, Le temps de travail , la pollution radioactive et les déchets sont grandement diminués. D'autres avantages apparaissent au niveau de l'environnement, et seront explicités Lors de ta description. A first object of the invention is a method of dynamic radioactive confinement of a cover of a nuclear reactor vessel during the storage of said cover, during the various stops, the cover comprising a seat whose internal face constitutes a bearing surface placed on the joint surface, holes for the clamping pins of the cover placed vertically in the seat and opening onto the internal face of the seat. The method is characterized in that it consists in using the holes in the clamping studs to suck up contaminants as close as possible to the range of seals over the entire periphery of the cover, by means of nozzles descending into each stud hole and of a collector of said nozzles placed above the seat of the cover, this collector being connected to at least one source of vacuum, so as to ensure sufficient suction at the joint surface. This process provides various advantages, in particular, working time, radioactive pollution and waste are greatly reduced. Other advantages appear at the level of the environment, and will be explained during your description.

Un autre objet de l'invention est un dispositif de confinement radioactif dynamique utilisant le procédé qui vient d'être décrit. Ce dispositif comprend au moins une source de dépression, un collecteur circulaire de même diamètre que le siège du couvercle, relié à la source de depression, et des tuyères reliées au collecteur et destinées à être introduites dans les trous de goujons de serrage pour mettre en oeuvre l'aspiration nécessaire. Another object of the invention is a dynamic radioactive confinement device using the method which has just been described. This device comprises at least one vacuum source, a circular collector of the same diameter as the seat of the cover, connected to the vacuum source, and nozzles connected to the collector and intended to be introduced into the holes in the clamping studs to set performs the necessary aspiration.

Une réalisation particulière du collecteur prévoit que celui-ci est en plusieurs tronçons. A particular embodiment of the collector provides that it is in several sections.

Chaque tuyère peut, en outre, bénéficier d'un dispositif de réglage de débit. Each nozzle can also benefit from a flow adjustment device.

L'invention et ses caractéristiques seront mieux comprises à la Lecture de la description qui va suivre et qui est annexée des figures suivantes. The invention and its characteristics will be better understood on reading the description which follows and which is annexed to the following figures.

- Figure 1, une coupe partielle d'un couvercle de cuve de réacteur nucléaire équipé du dispositif selon l'invention. - Figure 1, a partial section of a nuclear reactor vessel cover equipped with the device according to the invention.

- Figure 2, une vue de dessus d'un couvercle de cuve de réacteur nucléaire équipé d'un dispositif selon l'invention. - Figure 2, a top view of a nuclear reactor vessel cover equipped with a device according to the invention.

Le système selon t'invention utilise la méthode du confinement dynamique. Les méthodes de confinement statique consistent à positionner la pièce ou l'ensemble de pièces à confiner, vis-å-vis des contaminants radioactifs, dans un volume dans lequel on fait passer un courant d'air suffisant pour assurer ce confinement par rapport au mi lieu extérieur. Dans ce.  The system according to the invention uses the dynamic confinement method. Static confinement methods consist in positioning the part or set of parts to be confined, vis-à-vis radioactive contaminants, in a volume in which a sufficient air current is passed to ensure this confinement with respect to the mi outdoor place. In this.

but, un couvercle peut être placé dans un sas dans lequel on peut faire régner un flux d'air, pendant que les intervenants effectuent les différentes operations prévues.goal, a cover can be placed in an airlock in which one can make reign an air flow, while the interveners carry out the various planned operations.

La méthode de confinement dynamique consiste à piéger les constaminants au plus près du point d'émission permettant d'effectuer les opérations sans port de protections complémentaires. The dynamic confinement method consists in trapping the constaminants as close as possible to the point of emission, allowing operations to be carried out without wearing additional protection.

En référence à la figure 1, pour un couvercle de cuve de réacteur nucléaire, tes parties contaminées sont la face interne 20 du couvercle et la face interne 4 du siège 2 du couvercle. With reference to FIG. 1, for a cover of a nuclear reactor vessel, the contaminated parts are the internal face 20 of the cover and the internal face 4 of the seat 2 of the cover.

Un couvercle de cuve de reacteur nucléaire est fixé sur le corps de ce réacteur au moyen de goujons de serrage qui traversent le siège 2 du couvercle par de nombreux trous de goujons de serrage 6. Cette fixation a lieu sur le plan de joint 26, l'étanchéité étant assurée par au moins un joint torique 14. A cover of the nuclear reactor vessel is fixed to the body of this reactor by means of clamping studs which pass through the seat 2 of the cover by numerous holes of clamping studs 6. This fixing takes place on the joint plane 26, l sealing being ensured by at least one O-ring 14.

Le principe de l'invention consiste à utiliser ces trous de goujons de serrage 6 pour créer une aspiration suffisante sur la face interne 4 du siège 2, de façon à assurer entièrement la fonction de confinement du couvercle, et en particulier des parties contaminées, c'est-à-dire cette surface interne 4 du siège et la surface interne 20 du couvercle.The principle of the invention consists in using these tightening stud holes 6 to create sufficient suction on the internal face 4 of the seat 2, so as to fully ensure the confinement function of the cover, and in particular of the contaminated parts, c that is to say this internal surface 4 of the seat and the internal surface 20 of the cover.

En référence également à la figure 2, le procédé de confinement selon l'invention consiste à disposer d'au moins une source de dépression 12 pour créer un courant d'air vertical de bas en haut à l'intérieur des trous de goujons de serrage. A cet effet, on utilise selon l'invention un collecteur 10 placé sur La partie supérieure 22 du siège 2, et relié à la source de dépression 12 par plusieurs conduits 24. Ils ont éte représentés au nombre de trois sur la figure 2, et disposés angulairement à 1200 les uns par rapport aux autres. Au niveau de chacun des trous de goujons de serrage 6, le collecteur 10 est relié à une tuyère 8. Il y a autant de tuyères 8 que de trous de goujons de serrage 6. Chaque tuyère a un diamètre inférieur à ces trous de goujons de serrage 6, de manière à pouvoir y être insérée.La longueur de chacune des tuyères est telle aue son extrémité inférieure soit au même plan que la face interne 4 du siège 2. With reference also to FIG. 2, the confinement method according to the invention consists in having at least one vacuum source 12 to create a vertical air flow from bottom to top inside the holes for the stud bolts. . For this purpose, a collector 10 is used according to the invention placed on the upper part 22 of the seat 2, and connected to the vacuum source 12 by several conduits 24. They have been represented three in number in FIG. 2, and angularly arranged at 1200 relative to each other. At each of the clamping stud holes 6, the manifold 10 is connected to a nozzle 8. There are as many nozzles 8 as there are clamping stud holes 6. Each nozzle has a diameter less than these stud holes of clamping 6, so that it can be inserted into it. The length of each of the nozzles is such that its lower end is in the same plane as the internal face 4 of the seat 2.

Le collecteur 10 peut se présenter sous la forme d'un anneau de section rectangulaire. De façon préférentielle, il est divisé en onze tronçons 16 de longueurs différents, et agrafables ou emboîtables. Il est prévu plusieurs dizaines de tuyères 8, et plus précisément cinquante huit, dans le cas d'un couvercle de cuve de réacteur du type 900 MWE. The collector 10 can be in the form of a ring of rectangular section. Preferably, it is divided into eleven sections 16 of different lengths, which can be stapled or interlocked. Several tens of nozzles 8, and more precisely fifty eight, are provided, in the case of a reactor vessel cover of the 900 MWE type.

Les trois conduits 24 sont constitués de gaines souples de diamètre de 250a 300 mm. Dans ce cas, la source de dépression est un ou plusieurs appareils déprimogènes assurant un débit de plusieurs milliers de m3 par heure (au minimum 9000).  The three conduits 24 consist of flexible sheaths with a diameter of 250 to 300 mm. In this case, the source of vacuum is one or more pressure-reducing devices ensuring a flow of several thousand m3 per hour (at least 9000).

En référence à la figure 1, on prévoit d'équiper chaque tuyère 8 d'un dispositif de réglage 18 du débit positionné à l'intérieur de chaque tuyère. Ce dispositif de réglage 18 permet d'obtenir une vitesse identique et déterminée de l'air à l'entrée de chaque tuyère. With reference to FIG. 1, provision is made to equip each nozzle 8 with a device 18 for adjusting the flow rate positioned inside each nozzle. This adjustment device 18 makes it possible to obtain an identical and determined speed of the air at the inlet of each nozzle.

Un avantage de cette méthode de confinement dynamique par rapport à la méthode de confinement statique, est qu'elle évite la presence du flux préférentiel d'air entre la porte d'un sas et la bouche d'aspiration de ce dernier. An advantage of this dynamic confinement method compared to the static confinement method, is that it avoids the presence of the preferential flow of air between the door of an airlock and the suction mouth of the latter.

Un tel dispositif selon l'invention ne nécessite que deux personnes pendant 30 minutes tant au montage qu'au démontage du dispositif. En outre, il nioccasionne globalement qu'une dose de 80 mrem. Such a device according to the invention requires only two people for 30 minutes both during assembly and disassembly of the device. In addition, it generally only causes a dose of 80 mrem.

Du point de vue matériel, le toit du sas n'est plus nécessaire, le port de la tenue vinyle ventilée n'est plus demandée pour Le nettoyage du plan de joint 26. Il restera néanmoins obligatoire pour la dépose des joints, et lors de certains travaux aléatoires d'entretien ou de réparations. From the material point of view, the roof of the airlock is no longer necessary, the wearing of ventilated vinyl clothing is no longer required for the cleaning of the joint surface 26. It will nevertheless remain compulsory for the removal of the joints, and during some random maintenance or repair work.

Concernant l'environnement du couvercle pendant son confinement, le sol de la pièce, dans lequel il est entreposé, n'est plus recouvert de matériau protecteur tel que du carton ignifugé. En effet, les poussières étant aspirées à leur source, elles n'ont plus l'occasion de venir contaminer Le sol de cette pièce. On constate donc que les déchets ont amplement diminué, leur enfutage étant réduit de la même proportion. Regarding the environment of the cover during its confinement, the floor of the room, in which it is stored, is no longer covered with protective material such as fireproof cardboard. In fact, the dust being sucked in at its source, they no longer have the opportunity to contaminate the floor of this room. It can therefore be seen that the waste has greatly reduced, its shrinking being reduced by the same proportion.

L'ensemble peut être réalisé en tôles d'aluminium. The assembly can be made of aluminum sheets.

Des essais ont déjà été effectués à l'aide de fumigène, et ont permis de verifier que l'aspiration des fumées est effective jusqu'à une distance de 30 cm autour de chaque bouche d'aspiration créée par les tuyères placées dans les goujons de serrage. Des prélèvements ponctuels, effectués à différentes phases du chantier, n'ont pas révélé de contamination atmosphérique.  Tests have already been carried out using smoke smoke, and have made it possible to verify that the smoke extraction is effective up to a distance of 30 cm around each suction mouth created by the nozzles placed in the studs of Tightening. One-off samples, taken at different stages of the site, did not reveal any atmospheric contamination.

Claims (4)

REVENDICATIONS 1. Procédé de confinement radioactif dynamique d'un couvercle de cuve de réacteur nucléaire pendant les stockages, lors des différents arrêts, le couvercle comportant un siege (2), dont la face interne (4) constitue une portéede joint au niveau du plan de joint (26), des trous de goujons (6) de serrage du couvercle, placés verticalement dans le siège (2) et débouchant sur la face interne (4) du siège (2), -le procédé étant caractérisé en ce qu'il consiste à utiliser lesdits trous de goujons (6) pour aspirer les contaminants au plus près de la portée de joint sur toute la périphérie du couvercle au moyen de tuyères (8) descendant dans chaque trou de goujons (6),et d'un collecteur (10) desdites tuyères (8), placé au-dessus du siège (2) du -couvercle et relié à au moins une source de dépression (12), de façon à assurer au niveau de la portée de joint une aspiration suffisante. 1. Process for the dynamic radioactive confinement of a cover of a nuclear reactor vessel during storage, during different shutdowns, the cover comprising a seat (2), the internal face (4) of which constitutes a joint surface at the plane of seal (26), stud holes (6) for tightening the cover, placed vertically in the seat (2) and opening onto the internal face (4) of the seat (2), the method being characterized in that it consists in using said stud holes (6) to suck the contaminants as close as possible to the joint surface over the entire periphery of the cover by means of nozzles (8) descending into each stud hole (6), and of a collector (10) of said nozzles (8), placed above the seat (2) of the cover and connected to at least one source of vacuum (12), so as to ensure at the level of the joint surface sufficient suction. 2. Dispositif de confinement radioactif dynamique, utilisant le procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend 2. dynamic radioactive confinement device, using the method according to claim 1, characterized in that it comprises - au moins une source de dépression (12), - at least one source of depression (12), - un collecteur (10) circulaire, de même diamètre que le siège (2) du couvercle, relie à ladite source de dépression (12), et a circular collector (10), of the same diameter as the seat (2) of the cover, connects to said source of vacuum (12), and - des tuyères (8) reliées audit collecteur (10), et étant de diamètre inférieur à celui des trous de goujons (6) pour pouvoir s'insérer dans ces trous de goujons (6). - nozzles (8) connected to said manifold (10), and being of diameter smaller than that of the stud holes (6) in order to be able to fit into these stud holes (6). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le col Lecteur (10) est constitué de plusieurs tronçons (16) de longueurs différentes. 3. Device according to claim 2, characterized in that the reader neck (10) consists of several sections (16) of different lengths. 4. Dispositif selon la revendication 1 ou 3, caractérisé en ce que chaque tuyère (8) possède un dispositif de réglage (18) du débit de ladite tuyère (8).  4. Device according to claim 1 or 3, characterized in that each nozzle (8) has a device for adjusting (18) the flow rate of said nozzle (8).