Calcinateur à tube tournant

Le marché associe les études de dimensionnement, de conception et d’exécution à la fabrication, aux contrôles, à la livraison et à la fourniture de la documentation d’un calcinateur à tube tournant. L’équipement doit évaporer l’eau, sécher les effluents et décomposer thermiquement les nitrates afin de produire un calcinat compatible avec la vitrification. La conception doit tenir compte de l’ambiance nitrique, des contraintes de corrosion, d’étanchéité, de sûreté, de maintenance et d’une transposition future vers une installation nucléaire.

Le périmètre comprend le tube et sa barre de décolmatage, les embouts supérieur et inférieur, la manchette gaz, le four et ses unités de puissance, le châssis avec bac de rétention, les motorisations, les capteurs et le coffret électrique. Les matériaux doivent être compatibles avec les températures et les conditions chimiques du procédé; l’isolation thermique doit être exempte de fibres céramiques réfractaires. Les équipements électriques ont un indice de protection IP54 minimum, sauf dérogation justifiée et validée par le CEA.

Caractéristiques principales

• Tube de diamètre intérieur 170 mm, diamètre extérieur 200 mm, épaisseur 15 mm et longueur chauffée 900 mm; pente du calcinateur : 3 %.
• Trois zones de chauffe de 250, 250 et 400 mm, d’une puissance minimale de 5 kW chacune, soit 15 kW au total; régulation indépendante.
• Uranus 65 privilégié pour le tube et la barre de décolmatage; acier inoxydable 310S possible avec l’accord préalable du CEA si les délais d’approvisionnement l’exigent. Au moins une des deux options de matériau doit être retenue.
• Tube entraîné par pignon-couronne; deux motoréducteurs, principal et de secours, avec dispositif permettant le basculement sans intervention manuelle sur la transmission. Les éléments tournants sont protégés par des interfaces grillagées.
• Tout élément de plus de 10 kg doit pouvoir être manutentionné avec le pont roulant de l’installation.

Les embouts utilisent des bagues graphite sur ressorts avec balayage d’air de protection et protection passive contre les surpressions; leur conception prévoit notamment des rails de translation et des composants d’usure démontables. La manchette gaz comporte un soufflet métallique à chemise interne et un refroidissement externe à double enveloppe par eau. Le four comprend trois unités de puissance, des coquilles démontables et des éléments chauffants remplaçables sans dépose de l’ensemble des réfractaires. La conception du châssis doit justifier sa résistance, sa rigidité, sa stabilité et son alignement en fonctionnement, ainsi que la capacité du bac de rétention.

Électricité, interfaces et intégration

Le titulaire réalise le coffret métallique et son câblage; il dimensionne les alimentations nécessaires, sépare les câbles de mesure, de puissance et de commande, et prévoit leur blindage ainsi que la mise à la terre. L’armoire doit pouvoir accueillir au minimum 30 % de disjoncteurs supplémentaires. Le coffret est sans automate ni pupitre de supervision : le contrôle-commande de la plateforme est assuré par la SNCC Honeywell. Les signaux et commandes sont mis à disposition du CEA sur borniers dédiés; le titulaire fournit notamment les trois unités de puissance et les interfaces nécessaires à leur pilotage.

Le calcinateur doit s’interfacer avec les alimentations en effluents et en fritte, le pot de fusion, le traitement des gaz et les utilités. Le CEA fournit les plans et données d’interface, les utilités et les raccordements extérieurs; il prend en charge le câblage sur site, l’intégration à Honeywell, la manutention et la mise en place définitive. Le titulaire fournit les dispositifs de fixation et de levage et assiste le CEA lors du montage, des raccordements et de la mise en service. La fixation sur le châssis CEA, le câblage électrique, le raccordement aux utilités et aux autres équipements, ainsi que l’intégration à la supervision restent hors du périmètre de réalisation du titulaire.

Fabrication, essais et livrables

Le titulaire réalise la fabrication et l’assemblage en atelier, les contrôles de fabrication et une recette en usine après assemblage, à froid puis en chauffe jusqu’à une température de tube de 400 °C. Les essais vérifient notamment la rotation et le maintien axial du tube, les deux motorisations et leur basculement, les cinq galets, la régulation des trois zones, les températures, la dépression, les instruments, les alarmes et les fonctions de sécurité. Les critères d’acceptation sont définis avant la recette dans une procédure soumise au CEA. Les performances de procédé en charge sont qualifiées lors de la mise en service.

Les vérifications préalables sur site portent notamment sur les interfaces mécaniques, les raccordements, la terre, les motorisations, les organes mobiles et les sécurités. Le CEA pilote la mise en service et la réception; le titulaire assiste aux essais, contribue au diagnostic et réalise les réglages ou actions correctives relevant de sa fourniture. Il fournit un jeu d’avance de pièces d’usure et une liste de pièces de rechange distinguant pièces courantes et stratégiques, avec durées de vie estimées et recommandations de remplacement.

Les livrables comprennent les dossiers APS, APD et d’exécution, le modèle 3D natif SolidWorks et eDrawings, les plans et schémas, les nomenclatures, notes de calcul, justifications de conception, analyses fonctionnelles, procédures et procès-verbaux d’essais, notices et dossiers de conformité. Le DOE inclut notamment les plans « tel que construit », certificats matière et de conformité, qualifications de soudage et rapports de contrôles non destructifs, réglages et configurations, notices de maintenance et liste des pièces. Il est remis en deux exemplaires papier et en version numérique, dans les formats natifs et PDF; plans et schémas graphiques sont fournis en DWG et PDF. Les documents sont rédigés en français. Le DOE est soumis à validation du CEA et conditionne la réception définitive.

L’emballage, le transport et la livraison au site de rupture de charge sont à la charge du titulaire; le CEA prend en charge le déchargement, la manutention et la mise en place définitive, sous la supervision du titulaire.