NuclearPiù la società si interessa a soluzioni energetiche alternative ai metodi basati sui combustibili fossili, più i materiali utilizzati nelle applicazioni di generazione assumono un ruolo critico. Grazie alle sue soluzioni di trattamento termico per applicazioni nucleari, Harper è da decenni un partner fondamentale per tutte le realtà che sviluppano nuove tecnologie di generazione energetica o che sono impegnate a ottimizzare le attività esistenti.

Sin dal 1957, anno in cui ha prodotto il il primo forno di sinterizzazione per combustibili nucleari per conto di General Electric, Harper ha assunto il ruolo di maggior fornitore mondiale di sistemi su misura, garantendo una serie di importanti innovazioni in termini di efficienza energetica, uniformità di temperatura, manutenzione e controlli di sicurezza. Le applicazioni tipiche per il trattamento del combustibile nucleare includono:

  • Sinterizzazione di pellet UO2 per barre di combustibile per reattori
  • Ossidazione pellet, trucioli e polvere UO2 a U3O8
  • Denitrazione del nitrato di uranile
  • Fluorurazione di pellet UO2
  • Risanamento degli scarti

Soluzioni tecnologiche per materiali nucleari – Forni a spingitoio

La sinterizzazione dei combustibili nucleari è spesso un processo in due fasi che prevede la rimozione dei leganti e la sinterizzazione in un forno a spingitoio. La prima fase comporta la rimozione del legante, e viene eseguita ad una temperatura notevolmente inferiore rispetto a quella della fase di sinterizzazione. La seconda fase, la sinterizzazione, richiede un’atmosfera di idrogeno (spesso con controllo del punto di rugiada) e delle temperature di processo comprese tra 1600 e 1800 °C. I prodotti tipici di questi processi di sinterizzazione includono combustibile nucleare per reattori PWR, PHWR e CANDU.

I nostri forni a spingitoio offrono le temperature elevate, l’atmosfera di idrogeno e il controllo del punto di rugiada necessari per i processi di sinterizzazione del combustibile nucleare. Essi sono tipicamente costituiti da elementi in molibdeno riscaldati con refrattari a base di ossido di alluminio. Questi forni di sinterizzazione sono altamente affidabili e hanno una longevità estrema, testimoniata degli innumerevoli impianti di sinterizzazione nucleare Harper che sono in servizio da oltre 25 anni.

Soluzioni tecnologiche per materiali nucleari – Forni rotativi

I forni rotativi sono utilizzati in numerose applicazioni nucleari, quali i processi di ossidazione, riduzione e fluorurazione sviluppati nelle linee di produzione di combustibile nucleare.Questi forni rotativi prevedono delle guarnizioni di tenuta che permettono di trattenere l’atmosfera potenzialmente infiammabile, e delle misure per il contenimento della polvere.

Le attività ingegneristiche di Harper consentono lo sviluppo di progetti robusti ed efficienti.Per il trattamento del combustibile nucleare, l’affidabilità rappresenta un aspetto di estrema importanza. Questo è il motivo per il quale i nostri sistemi ad alta efficienza energetica dispongono di pacchetti di isolamento altamente collaudati, tarati sui severi requisiti imposti dai processi e dai forni.I sistemi rotativi di Harper includono deflettori e altre dotazioni che consentono di ridurre la perdita di radiazioni e di migliorare l’efficienza energetica. I sistemi rotativi offrono spesso un livello di efficienza energetica superiore in quanto non prevedono alcun vettore di trasporto: ciò permette di evitare lo spreco di energia associata al riscaldamento e al raffreddamento del vassoio o della navetta.

Harper progetta anche soluzioni tecnologiche rotative per il risanamento degli scarti.Durante la produzione dei pellet di combustibile nucleare vi sono diverse operazioni che producono degli scarti. Tra questi, i trucioli della rettifica senza centro necessaria per soddisfare le strette tolleranze richieste per il combustibile, o i pellet rotti provenienti dalle diverse fasi operative. I sistemi Harper permettono di ossidare trucioli e scarti da UO2 a U3O8. Questo materiale può essere reintrodotto nella produzione di combustibile nucleare.

I nostri forni rotativi sono utilizzati anche per diluire il materiale nucleare altamente arricchito trasformandolo in materiale non arricchito. L’U-235 è un materiale fissile: esso è in grado di sostenere una reazione di fissione a catena. I nostri sistemi possono essere utilizzati per convertire l’UO2 altamente arricchito in U3O8, dove l’U3O8 arricchito è mescolato con U3O8 naturale Questo materiale diluito viene poi riprocessato ricavando combustibile nucleare

Seguendo il crescente ricorso ai materiali per la generazione di energia, Harper mira a supportare le aziende clienti nell’ottimizzazione dei processi produttivi. L’esperienza costruita con il team Pulse nella ricostruzione, nel retrofit, nell’aggiornamento e nell’ottimizzazione/analisi dei processi, ci permette di contribuire allo sforzo di miglioramento dell’efficienza operativa intrapreso dal cliente. Grazie alla nostra offerta, comprendente sistemi di trattamento e gestione del gas e sistemi di controllo totalmente integrati, ci proponiamo come sempre per offrire soluzioni chiavi in mano, fornendo un pacchetto completo.

 

Per saperne di più …

  • Tecnologie per il trattamento dei materiali per la produzione di energia – Forni rotanti
  • Tecnologie per il trattamento dei materiali per la produzione di energia – Forni a spingitoio