Installation pour le transport hydraulique en conduite de récipients
Les récipients contenant des produits dangereux, tels qu'explosifs, corps radioactifs, etc, doivent être manipulés à distance pour assurer la sécurité du personnel chargé de leur manutention.
Le transport de ces récipients pose de ce fait de nombreux problèmes, difficiles à résoudre de façon simple et économique.
De plus, si ces récipients contiennent des pfO- duits toxiques, il sera nécessaire de munir l'installation de dispositifs étanches permettant l'introduc- tion de ceux-ci dans le circuit de transport sans que l'atmosphère contaminée de la salle de départ puisse s'échapper à l'extérieur par l'intermédiaire de ce circuit.
La présente invention a pour objet une installation pour le transport hydraulique en conduite de récipients.
Cette installation est caractérisée en ce que, sur le circuit hydraulique de transport, sont prévus, d'une part, un sas d'introduction des récipients dans le circuit, ce sas étant constitué par un boisseau rotatif étanche vis-à-vis de l'atmosphère extérieure et comprenant à sa partie périphérique un logement se présentant alternativement face aux organes distributeurs de récipients et face à la conduite de transport, et, d'autre part, un dispositif de réception constitué par un frein mécanique et hydraulique muni d'un mécanisme de bascule pour placer, après convoyage, le récipient dans une enceinte de stockage.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'installation, objet de l'in, vention, forme d'exécution destinée au transport des barreaux d'uranium irradié.
La fig. 1 en est une vue schématique en coupe verticale, et
la fig. 2 une vue en coupe horizontale correspondant à la fig. 1
la fig. 3 est une vue en coupe transversale, selon la ligne III-III de la fig. 4, du sas d'introduction;
la fig. 4 est une vue en coupe selon la ligne IV- IV de la fig. 3, et
la fig. 5 représente schématiquement, en perspective cavalière, le dispositif de freinage et de re ception des récipients transportés.
Seuls ont été représentés sur ces figures les éléments nécessaires à la compréhension de l'invention, les éléments correspondants de ces différentes figures portant des nombres de référence identiques.
Le transport de barreaux d'uranium irradié pose de nombreux problèmes, en raison de leur radioactivité importante, ce qui nécessite des mesures spéciales de sécurité, notamment l'installation de l'ensemv ble du dispositif de transport sous une couche de plusieurs mètres de terre, béton, eau, etc., afin de protéger le personnel contre l'émission de rayons.
A leur sortie du réacteur, les barreaux d'uranium sont placés dans des récipients ayant la forme de fourreaux cylindriques métalliques dont la longueur peut être de l'ordre de 15 à 20 fois le diamètre et dont les extrémités sont immédiatement rétreintes et soudées, de facon à assurer l'étanchéité complète de ceux-ci.
Les fourreaux sont alors pris sur la table de la machine à souder et amenés sur une rampe en vue de leur introduction dans le circuit d'entrée du circuit de transport.
Bien entendu, toutes ces opérations sont effectuées automatiquement sans intervention du personnel dans une salle protégée de façon efficace.
L'atmosphère de la salle dans laquelle s'effectuent ces opérations se contamine au contact des barreaux d'uranium et ceci explique la nécessité d'un dispositif efficace à l'entrée de la conduite afin d'éviter, d'une part, que cette atmosphère ne soitentrainée dans le circuit hydraulique lors de l'introduction des fourreaux, et, d'autre part, que l'eau utilisée pour le transport soit à son tour contaminée.
Le transport des barreaux d'uranium radioactifs pose de ce fait un autre problème en raison de l'échauffement rapide des barreaux dès qu'ils ont été introduits dans des fourreaux destinés à éviter la contamination du fluide, à tel point que l'on risque la fusion de ces fourreaux s'ils ne sont pas soumis à un refroidissement énergique.
L'installation représentée comprend un sas 1 pour l'introduction des fourreaux, muni d'une conduite d'évacuation de trop-plein 2; une conduite 3 de transport des fourreaux qui est raccordée au sas 1 un bassin d'arrivée 4 où débouche l'extrémité 5 de la conduite 3 ; un groupe moto-pompe 6, dans un local facilement accessible pour l'entretien et la surveillance, avec, d'une part, sa conduite d'alimentation 7 qui le met en communication avec la piscine de stockage 8 des barreaux et, d'autre part, sa conduite de refoulement 9 raccordée au sas d'introduction 1; un manomètre différentiel à contact électrique 10 permettant de déceler les passages des fourreaux et de les compter; un dispositif de freinage.
Comme l'indique la fig. 1, l'installation de transport est enterrée entièrement sous plusieurs mètres de terre, ceci en vue de la protection du personnel contre les radiations, le sas de départ étant à une cote inférieure à celle de l'arrivée dans la piscine de stockage 8, afin que cette arrivée débouche sous plusieurs mètres d'eau.
Les fourreaux, objet du transport, sont constitués par des cylindres métalliques étanches dont les dimensions sont par exemple: longueur 1,400 m, diamètre 75 mm et poids 20 kg environ.
Le fonctionnement de l'installation décrite est le suivant:
Dès que l'opération de soudage des extrémités du fourreau 1 1 est terminée, celui-ci est amené sur la rampe de distribution 12 (fig. 3) en vue de leur introduction dans le sas 1.
Ce sas se compose (fig. 3 et 4) d'un corps 13 en fonte inoxydable dont la partie centrale est en forme de U ; cet U se compose d'une enveloppe cylindrique supérieure 13a et d'une enveloppe cylindrique inférieure 1 3b se raccordant à la conduite de transport 3, d'une chemise cylindrique intermédiaire 14 en bronze, d'un boisseau cylindrique 15 en bronze présentant un logement périphérique longitudinal 16 destiné à recevoir un fourreau; ce boisseau 15 peut tourner à l'intérieur de la chemise 14 qui assure une étanchéité relative au passage du fluide de transport vers l'extérieur du sas 1 ; l'intérieur du boisseau 15 est divisé en plusieurs compartiments 1 6a (fig. 4) dont les parties supérieures situées du côté du logement 16 communiquent entre elles par l'intermédiaire de ce logement;
lorsqu'il vient d'être introduit dans le logement 16, le fourreau 1 1 repose sur les surfaces cylindriques situées entre les compartiments 16a ; d'un tropiplein 2 destiné à évacuer, au cours de chaque manoeuvre d'introduction, l'eau contenue dans l'évidement 16, provenant de la conduite lors d'une précédente manceuvre et contaminée superficiellement par contact avec l'atmosphère de la salle pendant la position d'attente.
Ce trop-plein sert également à évacuer les inévitables débits de fuite qui se produisent soit en position d'attente, soit en cours de manoeuvre et qui peuvent attendre 0,5 litre/seconde.
Le robinet à boisseau reçoit, dans le logement 16 de son boisseau 15 un fourreau 1 1 en provenance de la rampe d'alimentation 12.
L'étanchéité entre le boisseau et son support est réalisée au moyen de joints circulaires 17 (fig. 4).
Au cours de cette introduction, une quantité d'eau égale au volume du fourreau, constituant la presque totalité de l'eau contenue dans l'évidement 16 et provenant de la conduite lors d'une précédente manoeuvre, est évacuée par le trop-plein 2.
L'arrivée du fourreau dans le sas déclenche un mouvement de rotation lente du boisseau (vitesse de rotation 1,5 tour par minute) au cours duquel le fourreau est basculé dans la partie inférieure 13b du sas, laquelle est raccordée à la conduite de transport 3. L'arrêt de ce mouvement de rotation se produit automatiquement lorsque le boisseau revient en position initiale après un tour complet.
Le système de déclenchement n'est pas représenté sur les figures, afin de faciliter leur compréhension; ce système est constitué par un circuit électrique que le fourreau métallique ferme de façon à déclencher le moteur d'entraînement du boisseau.
Au cours de cette manoeuvre de bascule, notamment pendant la première demi-rotation du boisseau, la faible quantité d'eau restant encore dans le logement 16 est entraînée par les débits de fuite du dispositif et évacuée par le trop-plein 2, de sorte qu'aucune eau contaminée n'est réintroduite dans la conduite de transport, donc dans la piscine de stockage 8.
La commande du boisseau se fait par un arbre de renvoi qui traverse l'une des parois de béton de la salle de départ, pour sortir, avec les moyens d'étanchéité appropriés, dans une salle latérale facilement accessible où est disposé le moteur de commande.
La partie inférieure 13b du sas, constituant l'une des extrémités de la conduite de transport, a une section totale d'écoulement légèrement inférieure à celle de la conduite de transport de façon à accélérer l'entraînement du fourreau dans cette conduite.
Le sas 1 comporte les moyens d'étanchéité nécessaires (chemise intermédiaire 14 et joints 17) afin de réduire au minimum les fuites, soit en position d'attente, soit en cours de manoeuvre.
La conduite de transport 3, où se trouve entraîné le fourreau immédiatement après son introduction dans le sas, présente les caractéristiques (rayon de courbure, pente ascendante et vitesse d'écoulement de l'eau) appropriées en vue du transport dudit fourreau.
La fig. 1 montre également le dispositif, constitué par un manomètre différentiel 10 à contact éleo trique, qui a pour objet de déceler le passage de chaque fourreau et d'effectuer le comptage. A cet effet, l'une des membranes de ce manomètre est reliée à la conduite de transport 3, légèrement en amont du bassin d'arrivée, l'autre membrane (membrane de référence) étant en relation avec le bassin d'arrivée 4.
La pression agissant sur ces deux membranes est normalement la même, mais le passage d'un fourreau au point de la conduite où se trouve reliée la première membrane donne lieu à une surpression sur celle-ci, provoquant une déformation, par rapport à la deuxième membrane, qui agit sur un contact électrique pour commander, d'une part, un voyant lumineux en vue d'indiquer les passages des fourreaux, et, d'autre part, un compteur pour effectuer le comptage de ceux-ci.
La sortie du fourreau, en extrémité 5 de la conduite 3, se fait dans un bassin d'arrivée 4 situé immédiatement à l'amont de la piscine de stockage 8, où ledit fourreau sort noyé, sous une charge moyenne de 4 mètres d'eau environ.
Plus précisément, la conduite de transport 3 aboutit à un dispositif de réception et de freinage des récipients (fig. 5) disposé à l'intérieur du bassin d'arrivée 4. Ce dispositif est constitué par une goulotte fixe horizontale 18, solidaire de la canalisation 3, par une goulotte mobile 19 également horizontale et dans le prolongement de la goulotte 18 ; la goulotte 19 est solidaire d'un axe 20 parallèle à sa plus grande dimension. Cet axe 20 est commandé en rotation au moyen d'un moteur, non représenté sur les figures, lui-même commandé par l'opérateur lorsque le fourreau est bien en place dans la goulotte 19.
Le fourreau est placé correctement dans la goulotte 19 par un système composé d'un doigt souple 21 solidaire d'une chaîne 22 tendue entre deux roues dentées 23 et 24. La roue 23 est solidaire d'un moteur, non représenté sur les figures, par l'intermé- diaire d'une transmission 25 représentée schématiquement sur la fig. 5 ; la roue 24 est montée folle sur son axe.
A la sortie de la conduite 3, le fourreau transporté est freiné jusqu'à ce qu'il soit complètement arrêté, d'une part, par frottement sur les goulottes 18 et 19, et, d'autre part, par un (ou plusieurs) jet d'eau qui frappe le récipient en mouvement sur sa face côté aval; le jet d'eau est fourni par un ajutage 26 disposé à l'intérieur du bassin d'arrivée 4.
Le fourreau se trouve alors en partie dans la goulotte mobile 19 et en partie dans la goulotte fixe 18 ; la rotation de la goulotte 19 autour de son axe 20 cisaillerait le fourreau et détériorerait l'appareil.
L'opérateur met alors en route le doigt souple 21 qui, se déplaçant dans le sens de la flèche F, pousse le fourreau jusqu'à ce qu'il soit complètement sorti de la goulotte fixe 18, donc engagé complètement dans la goulotte mobile 19 ; l'opérateur arrête le doigt lorsqu'il est sur le brin supérieur de la chaîne, et fait basculer la goulotte 19, selon la flèche G ou la flèche H, selon que le fourreau contenant le barreau est en bon ou en mauvais état.
Le fourreau bascule sur un plan incliné non représenté et roule vers un appareil de stockage.
Toutes ces opérations sont contrôlées visuellement par des opérateurs munis de périscopes.
L'installation décrite pennet de résoudre d'une façon simple et efficace les difficiles problèmes que présente le transport des fourreaux étanches contenant des barreaux d'uranium radioactifs, car
1) l'utilisation combinée d'un sas et du transport
hydraulique permet d'assurer de façon simple,
l'étanchéité de la salle de départ, c'est-à-dire
de la salle de mise en fourreau, par rapport au
circuit de transport; 2) aucun dispositif d'étanchéité n'est à prévoir à la
sortie de la conduite de transport hydraulique; 3) le liquide utilisé comme agent de transport hy
draulique assure en même temps le refroidisse
ment énergique des fourreaux; 4) les conduites de transport hydraulique peuvent
sans inconvénient être enterrées sous plusieurs
mètres de terre, en vue d'assurer une protection
efficace du personnel.
En effet, les groupes de
pompage, seuls dispositifs mécaniques nécessitant
de la surveillance et de l'entretien, peuvent être
installés dans un local assez éloigné des condui
tes de transport, ne nécessitant aucune protec
tion particulière, et en conséquence facilement
accessible.
De plus on notera que le mode de transport hydraulique est particulièrement intéressant dans le cas présent, car, outre les avantages qui viennent d'être énumérés, il y a lieu de remarquer que le liquide utilisé dans l'installation de transport, notamment de l'eau, peut être puisé dans la piscine où sont stockés les barreaux après transport; le fait d'enfermer ces barreaux dans un fourreau étanche et de les introduire au moyen d'un sas assurant l'étanchéité de la salle de départ évitent la contamination de l'eau, donc celle des groupes de pompage.
Ceci simplifie singulièrement le dispositif d'arrivée des fourreaux dans la piscine; aucun dispositif d'étanchéité n'étant à prévoir à la sortie de la conduite de transport hydraulique, il suffit d'assurer par l'intermédiaire du frein mécanique et hydraulique la réception des fourreaux à l'extrémité de cette conduite dans la piscine.