NuclearAlors que le monde est à la recherche de sources d’énergie de remplacement des énergies fossiles, les matériaux énergogènes prennent de plus en plus d’importance. Depuis des dizaines d’années, dans le domaine des solutions de traitement thermique, Harper est un partenaire essentiel de sociétés qui développent de nouvelles technologies de production d’énergie, en particulier dans le domaine du nucléaire, de l’énergie solaire et des piles à combustible.

Depuis 1957, date à laquelle nous avons fabriqué notre premier four de frittage à l’énergie nucléaire pour General Electric, Harper est devenu le premier fournisseur mondial de systèmes sur mesure pour combustibles nucléaires de réaction et de frittage, proposant un large choix de progrès dans les domaines de l’efficacité énergétique, de l’uniformité de température, de la maintenance et de la maîtrise de la sécurité. Les applications typiques incluent :

  • Frittage de pastilles d’UO2 pour les barres de combustible de réacteurs
  • Oxydation de pastilles, de copeaux, de poudre d’UO2 en U3O8
  • Dénitration du nitrate d’uranyle
  • Hydrofluoration de pastilles d’UO2
  • Réhabilitation des déchets

Solutions technologiques pour les matières nucléaires – les fours à poussoir

Le frittage des combustibles nucléaires consiste souvent en un processus à deux étapes : la séparation et le frittage dans un four à poussoir. La première étape concerne l’élimination du liant, qui s’effectue à une température largement inférieure à celle de l’étape de frittage. La seconde étape, le frittage, nécessite une atmosphère d’hydrogène, généralement avec un contrôle du point de rosée, et des températures de procédé comprises entre 1 600 et 1 800 °C. Les combustibles typiques produits grâce à ces procédés de frittage comprennent le combustible nucléaire pour les réacteurs à eau pressurisée, les réacteurs à eau lourde pressurisée et les réacteurs CANDU.

Nos fours à poussoir fournissent la capacité requise de températures élevées, ainsi que le contrôle de l’atmosphère d’hydrogène et du point de rosée nécessaires pour le frittage du combustible nucléaire. Il s’agit généralement d’éléments de molybdène chauffés avec un réfractaire à base d’oxyde à forte teneur en alumine. Ces fours de frittage sont hautement fiables et bénéficient d’une remarquable longévité, de nombreux fours Harper de frittage nucléaire étant encore en exploitation après plus de 25 ans.

Solutions technologiques pour les matières nucléaires – les fours rotatifs

Les fours rotatifs sont utilisés dans plusieurs applications nucléaires, notamment les procédés d’oxydation, de réduction et d’hydrofluoration qui ont lieu dans les chaînes de production de combustible nucléaire. Outre des mesures de confinement des poussières, ces fours rotatifs comprennent des joints étanches d’atmosphère afin de contenir l’atmosphère potentiellement inflammable.

Les pratiques d’ingénierie de Harper produisent des conceptions robustes et efficaces. En ce qui concerne le traitement de combustible nucléaire, la fiabilité est d’une importance primordiale, raison pour laquelle nos systèmes écoénergétiques comportent des ensembles d’isolation qui ont fait leurs preuves et répondent aux impératifs des procédés et des fours. Les systèmes rotatifs de Harper comprennent des déflecteurs et d’autres caractéristiques qui réduisent les pertes par rayonnement en extrémité de tube afin d’améliorer l’efficacité énergétique. Les systèmes rotatifs délivrent souvent une valeur élevée d’efficacité énergétique grâce à l’absence de charge porteuse qui nécessite de l’énergie pour chauffer et refroidir la nacelle ou le plateau de produit.

Harper conçoit également des solutions de technologie rotative pour la réhabilitation des déchets. Lors de la production de pastilles de combustible nucléaire, plusieurs opérations génèrent des déchets, notamment des copeaux provenant du ponçage cylindrique des pastilles afin de respecter les tolérances élevées requises pour le combustible nucléaire et les pastilles rompues des différentes étapes de l’opération. Ces copeaux ou déchets sont oxydés d’UO2 en U3O8 dans les systèmes Harper. Cette matière est ensuite réintroduite dans la production de combustible nucléaire.

Nos systèmes de fours rotatifs permettent également de diluer de la matière nucléaire fortement enrichie en matière non enrichie. L’U-235 est fissile et peut subir une réaction de fission en chaîne. Nos systèmes peuvent être utilisés pour convertir l’UO2 fortement enrichi en U3O8, où l’U3O8 enrichi est mélangé avec de l’U3O8 naturel. La matière diluée est ensuite retraitée en combustible nucléaire.

Dans le contexte de croissance soutenue des matériaux énergogènes, Harper a pour but d’aider les sociétés à optimiser leurs procédés de production. L’expérience de notre équipe Pulse en remises à neuf, réhabilitations, mises à niveau et analyse / optimisation des procédés permet de renforcer l’efficience et l’efficacité opérationnelles des clients. Comme toujours, nous pouvons concevoir des solutions clé en main à l’aide de notre gamme de produits qui recouvre le traitement au gaz, la gestion des matières et les systèmes de commande entièrement intégrés.

En savoir plus…