DE2611750B2 - Verfahren zur Herstellung von Kernbrennstofftabletten - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von Kernbrennstofftabletten

Info

Publication number
DE2611750B2
DE2611750B2 DE2611750A DE2611750A DE2611750B2 DE 2611750 B2 DE2611750 B2 DE 2611750B2 DE 2611750 A DE2611750 A DE 2611750A DE 2611750 A DE2611750 A DE 2611750A DE 2611750 B2 DE2611750 B2 DE 2611750B2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
furnace
gas
nuclear fuel
reduction
sintering
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE2611750A
Other languages
English (en)
Other versions
DE2611750A1 (de
DE2611750C3 (de
Inventor
Peter Dr.Rer.Nat. 6451 Rodenbach Funke
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Alkem GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Alkem GmbH filed Critical Alkem GmbH
Priority to DE2611750A priority Critical patent/DE2611750C3/de
Priority to GB7959/77A priority patent/GB1572486A/en
Priority to SE7702450A priority patent/SE416688B/xx
Priority to MX775523U priority patent/MX4563E/es
Priority to US05/777,129 priority patent/US4158681A/en
Priority to BE175783A priority patent/BE852454A/xx
Priority to IT21287/77A priority patent/IT1076412B/it
Priority to ES456931A priority patent/ES456931A1/es
Priority to FR7708058A priority patent/FR2344929A1/fr
Priority to BR7701692A priority patent/BR7701692A/pt
Priority to CA274,229A priority patent/CA1093293A/en
Priority to JP3024577A priority patent/JPS52114896A/ja
Publication of DE2611750A1 publication Critical patent/DE2611750A1/de
Publication of DE2611750B2 publication Critical patent/DE2611750B2/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2611750C3 publication Critical patent/DE2611750C3/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C3/00—Reactor fuel elements and their assemblies; Selection of substances for use as reactor fuel elements
    • G21C3/42—Selection of substances for use as reactor fuel
    • G21C3/58—Solid reactor fuel Pellets made of fissile material
    • G21C3/62—Ceramic fuel
    • G21C3/623—Oxide fuels
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/64—Burning or sintering processes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B19/00—Combinations of furnaces of kinds not covered by a single preceding main group
    • F27B19/04—Combinations of furnaces of kinds not covered by a single preceding main group arranged for associated working
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30—Nuclear fission reactors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Tunnel Furnaces (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Furnace Details (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Kernbrennstofftabletten aus Kernbrennstoffoxiden und Gemischen von Kernbrennstoffqxidem, wobei die Tabletten zunächst zur Einstellung der gewünschten Stöchiometrie der Kernbrennstoffoxide reduziert und dann gesintert werden, wie es z. B. aus den DE-AS'en 15 71343 und 10 59 420 sowie aus dem »Journal of the American Ceramic Society«, May 1958, S. 179—183, bekannt ist Unter Kernbrennstoff werden dabei Uran, Plutonium und Thorium, jeweils für sich allein oder in Mischung verstanden.
Der Einfachheit halber wird jedoch in den folgenden Ausführungen nur von Urandioxid gesprochen.
Die Herstellung von Kernbrennstofftabletten erfolgt in an sich bekannter Weise durch Verpressen von pulverförmigem überstöchiometrischem UO2+* und/oder Mischungen aus überstöchiometrischem UO2+, mit pulverförmigem PuO2 zu Preßkörpern verschiedener Geometrie. Diese Preßkörper werden dann entweder ohne Zusatz von Binde- und Gleitmitteln in automatisch mit Schmieröl verschiedener Herkunft geschmierten Preßwerkzeugen oder unter Zusatz von Binde- und Gleitmitteln wie z. B. Zn-Stearat, Zn-Behenat, Paraffinen oder ähnlichen Materialien hergestellt.
Nach dem Pressen werden die Formkörper in hochwarmfeste Transportbehälter, sogenannte Transportschiffchen eingesetzt, durch einen widerstandsbeheizten, mit hochfeuerfesten Steinen ausgemauerten Durchstoßsinteröfen hindurchgeschoben, wobei unter reduzierenden Gasen wie Wasserstoff und/oder Edelgas/Wasserstoff oder Stickstoff/Wasserstoff-Gemischen zunächst der überstöchiometrische Anteil des UO2+* zum stöchiometrischen UO2.00 reduziert wird und anschließend bei Temperaturen um 1700° C die Formkörper zu dichten, stabilen Tabletten gesintert werden.
Im speziellen Fall der Herstellung von UO2/PuO2-Sinterkörpern für Leichtwasserreaktoren oder Brutreaktoren wird aus Sicherheitsgründen (Knallgasbildung) zur Reduktion des überstöchiometrischen UO2+* ein Gasgemisch verwendet, das nur maxima! 8% Wasserstoff enthält.
Dadurch wird das Reduktionspotential des Gasgemisches (ausgedrückt als partielle freie Enthalpie des Sauerstoffes und damit, beim System H2/H2O, proportional dem H2/H2O-VerhäItnis) gegenüber reinem Wasserstoff stark herabgesetzt, was zu einer erheblichen Verlängerung der Reduktionszeit und, bei direkt anschließendem Sinterofen, zu einer äquivalenten Verlängerung der Sinterzeit führt.
Durch das bei der Reduktion entstehende Reaktionswasser wird das Reduktionspotential weiter herabgesetzt, da die Wasserkonzentration im Gas ansteigt. Damit das Gasgemisch überhaupt noch reduzierend wirkt, darf das H2/H2O-Partialdruckverhältnis nicht kleiner als 10:1 werden. Um diese Änderung des Reduktionspotentials, die selber wieder proportional der pro Zeiteinheit reduzierten Oxidmenge ist, auszugleichen, kann trockenes Frischgas in den Ofen eingeführt werden. Bei Durchsätzen von z.B. 12kg UO2yStunde müssen insgesamt stündlich 35 m3 Gasge-
misch durch den Ofen gespült werden, damit das Verhältnis H2/H2O = 10 :1 nicht unterschritten wird.
Beim Sintern der UO2/PuOrBrennstofftabletten kann bei den vorliegenden Temperaturen ein insgesamt unterstöchiometrisches Oxid, bedingt durch die Reduktion des Pu (IV) zu Pu (III), entstehen. Je nach dem vorgesehenen Einsatzgebiet, ob Leichtwasserreaktor oder Brutreaktor, ist entweder ein stöchiometrisches oder ein unterstöchiometrisches Oxid erwünscht Um die jeweilige gewünschte Stöchiometrie einzustellen, ist es erforderlich, ein jeweils unterschiedliches Reduktionspotentiai im Höchstemperaturteil des Ofens einzustellen. Dies wird durch Befeuchten des Frischgases auf vorher errechnete Wasserkonzentrationen eingestellt
Die Anforderungen, die sich demnach verfahrenstechnisch bezüglich des Reduktionspotentials in Reduktions- und Sinterteil des Durchstoßofens ergeben, sind somit genau gegenläufig.
Verwendet man zur Reduktion und Sinterung das preisgünstige Stickstoff/Wasserstoff-Gemisch, wird eine unzulässige hohe Verunreinigung des Kernbrennstoffes durch Stickstoff gefunden. Dies läßt sich durch eine Temperaturbehandlung bei T> 10000C unter Edelgasen oder Edelgas/Wasserstoff-Gemischen wieder abbauen und führt notwendigerweise dazu, als Reduktions- und Sintergas nur das teuere Edelgas/Wasserstoff-Gemisch einzusetzen, sofern man nur ein Gasgemisch für beide Ofenteile benutzt.
Es ergab sich daher die Aufgabe, ein Verfahren zu finden, bei dem
während der Reduktion der überstöchiometrischeii Preßkörper ein stark reduzierendes Gas eingesetzt werden kann, d. h. ein möglichst trockenes Gas in großen Mengen durch den Ofen gespült wird,
aufgrund der notwendig hohen Gasmenge die Verwendung eines relativ billigen Gasgemisches möglich wird,
in der Hochtemperaturzone ein Gasgemisch eingesetzt werden kann, dessen Reduktionspotential für die unterschiedlichen Anwendungsfälle unterschiedlich einstellbar ist,
in allen Fällen jedoch geringer ist als das in der Reduktionszone,
als Gasgemisch in jedem Fall beim Abkühlen des Sinterkörpers auf T> 10000C ein Edelgas/Wasserstoff-Gemisch Verwendung finden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Reduzierung und Sinterung der Kernbrennstofftabletten in getrennten öfen bei jeweils einstellbarer Durchsatzgeschwindigkeit und damit Verweildauer in den betreffenden öfen erfolgt und daß die Tabletten nach Verlassen des Reduktionsofens und vor dem Eintritt in den Sinterofen im abgekühlten Zustand einer Kontrollstation zur Kontrolle des Reduktionszustandes zugeführt werden.
Die Reduktion solcher zunächst überstöchiometrischer Preßkörper erfolgt beispielsweise in einem von außen beheizten Muffelofen, dessen Temperaturprofil durch entsprechende Regelung einzelner Heizkreise in weiten Bereichen (100-100O0C) dem für die Reaktionsführung in Abhängigkeit von verschiedenen Randbedingungen (Anteil der Überstöchiometrie, Menge an Preßkörpern pro Zeiteinheit, Form der Preßkörper, Reaktivität der Pulver) optimalen Temperaturverlauf angepaßt werden kann. Um die Wasserkonzentration dem Reduktionsverlauf entsprechend gering zu halten, werden an verschiedenen Stellen zusätzliche Gaseinblasestellen vorgesehen. Nach dem Verlassen der Muffel kann dann in der Kontrollstation sehr schnell überprüft werden, ob die Reduktion vollständig abgelaufen ist Diese Kontrolle kann beispielsweise optisch durchgeführt werden, so gibt z. B. der Farbton der Preßkörper Aufschluß über den stöchiometrischen Zustand.
Dies hat den Vorteil, daß schon frühzeitig festgestellt werden kann, ob die Preßkörper ausreichend reduziert sind, da im Falle einer nicht ausreichenden Reduktion beim Sintern Fehler entstehen wurden, die deren Verwendbarkeit einschränken würden. Unter Umständen müßten dann solche Preßkörper sogar als Schrott verworfen werden.
Als Reduktionsgas kann ein Stickstoff/Wasserstoff-Gemisch benutzt werden, das erhebliche Kostenvorteile hat Die Durchstoßgeschwindigkeit und die Abmessungen der Muffel kann optimal den gegebenen Reduktions- und Materialverhältnissen angepaßt werden. Vor allem ist die Durchstoßgeschwindigkeit unabhängig von der Durchstoßgeschwindigkeit des Sinterofens.
Durch die Verwendung einer geschlossenen, von außen beheizten Muffel ergeben sich weitere Vorteile dadurch, daß das Auswechseln defekter Heizkreise ohne die erschwerenden Bedingungen des Arbeitens mit
2) radioaktiv kontaminierten Werkstücken möglich ist, daß die Gasströmungsverhältnisse und die Mengenbilanz besser beherrschbar sind als in den mit gasdurchlässiger Ausmauerung versehenen öfen sowie schließlich, daß sich die Zersetzungsprodukte des Schmiermittels
in oder/und der Binde- und Gleitmittel nicht mehr unkontrollierbar an kühleren Stellen des Ofenmantels kondensieren, sondern mit dem heißen Gas aus der Muffel ausgetragen werden. Durch die Verwendung von Stickstoff/Wasserstoff-Gemischen ist weiterhin der
r> Einsatz von elektrostatischen Staubabscheidern möglich, die neben Staub auch die Zersetzungsprodukte des Schmieröls und/oder der Binde- und Gleitmittel erfassen. Elektrostatische Abscheider sind in Gegenwart von Argon (als billigstem Edelgas) nicht einsetzbar,
w da Argon bei der relativ hohen Spannung schon ionisiert wird und der Abscheider dann durchschlägt. Ein hoher Abscheidegrad ist aber notwendig, da das Ofengas nur über Absolutfilter an die Außenluft abgegeben werden darf.
Γ) Die Sinterung der reduzierten Preßkörper wird nach Durchlaufen einer bereits erwähnten Kontrollstation in einem widerstandsbeheizten, mit hochfeuerfesten Steinen ausgemauerten Ofen durchgeführt.
Da keine Reduktion mehr erfolgen muß, kann das
".ο Reduktionspotential im Ofen in jeder notwendigen Größenordnung ohne Auswirkungen auf die vorhergehende Reduktion eingestellt werden. Insgesamt ist dazu nur eine geringe Menge eines Edelgas/Wasserstoff-Gemisches erforderlich, da das zu sinternde Material
5") bereits reduziert ist und deshalb kein zusätzliches Wasser mehr entsteht. Dies bring gegenüber der bisher üblichen Verfahrenstechnik außerdem erhebliche Kostenvorteile mit sich.
Durch die Entkoppelung von Reduktion und Sinte-
'·■■ rung können die Länge des Sinterofens und die Durchstoßgeschwindigkeit optimal auf die betrieblichen Erfordernisse, wie Platzbedarf und größtmögliche Auslastung einerseits und die Anforderungen an das gesinterte Oxid, wie z. B. Garantie einer minimalen Verweilzeit in der Hochtemperaturzone andererseits abgestimmt werden.
Der zur Durchführung dieses Verfahrens notwendige apparative Aufwand ist in der Figur schematisch
dargestellt. Der Reduktionsofen ist mit 3 bezeichnet, er ist außen wassergekühlt 32, seine Heizwicklung 31 befindet sich außerhalb des eigentlichen Ofenraumes, der über die Leitungen 33a, b und c an eine nicht dargestellte Quelle für ein Gasgemisch N2/H2 angeschlossen ist. Über die Leitung 34 verläßt dieses Gasgemisch den Ofenraum wieder und wird dabei in einer Einrichtung 35 gereinigt. Dort werden evtl. ausgetriebene Bindemittel kondensiert und Stäube elektrostatisch abgeschieden. Das Sintergut befindet sich auf nicht dargestellten Transportschiffchen aus hochwarmfestem Material, wie z. B. Molybdän, und wird am Einlauf 1 in den die ganze Anlage durchsetzenden Transportkanal 19 eingesetzt. Nach dem Einlauf ist eine Einlaufschleuse 2 vorgesehen, die den Innenraum des Reduktionsofens 3 von der Außenatmosphäre abschließt. Nach dem Durchlaufen dieses Ofens ist wiederum eine Auslaufschleuse 4 ähnlicher Konstruktion vorgesehen, die dem gleichen Zwecke dient. Vor dieser ist dieser Kanal 19 noch mit einer Wasserkühlung 12 versehen, die das bereits im Ofen 3 abgekühlte Sintergut weiter auf Raumtemperatur abkühlt. Die Transportschiffchen gelangen nach dem Durchlaufen der Auslaufschleuse 4 in eine Kontrollstation 5, die gleichzeitig auch als Zwischenlager ausgebildet sein kann. Dort wird z. B. festgestellt, ob der im Ofen 3 durchgeführte Reduktionsvorgang ordnungsgemäß abgelaufen ist. Das Zwischenlager ermöglicht weiterhin unterschiedliche Durchsätze im Reduktionsofen und im nachfolgenden Durchstoßsinterofen 7. Dieser ist wiederum mit einer äußeren Wasserkühlung 72 versehen, die elektrische Heizwicklung, die Sintertemperaturen bis auf maximal 176O0C ermöglicht, befindet sich innerhalb der eigentlichen Ofenkammer. Über die Leitungen 73 und 74 wird ein Gemisch aus Argon und Wasserstoff mit regelbarem Wasserdampfgehalt zu- und abgeführt. Die Schleusen 6 und 8 vor und nach dem Sinterofen 7 sorgen dafür, daß keine schädliche Atmosphäre in den Innenraum des Transportkanals 19 gelangt. Für die restliche Abkühlung der den Ofen im fertig gesinterten Zustand verlassenden Preßkörper sorgt die Wasserkühlung 13 des Transportkanals 19. Am Auslauf 9 des Transportkanals 19 können dann die Transportschiffchen der Ofenanlage entnommen werden und die Kernbrennstofftabletten ihrer weiteren Verarbeitung, wie z. B. Schleifen, zugeführt werden.
An zwei Beispielen soll nun dieses Verfahren weiter näher veranschaulicht werden.
Beispiel 1
UO2/PuO2-Pulvergemische der Stöchiometrie 2,2 (Sauerstoff: Metallverhältnis) werden bindemittelfrei zu Preßkörpern im Dichtebereich 5,5 Gramm pro cm3 verpreßt. Diese Preßkörper werden in Transportschiffchen aus Molybdän geladen, jedes Transportschiffchen nimmt dabei ein Preßkörpergewicht von etwa 4 kg auf. Über die Schleuse 2 werden diese Transportschiffchen dann in den Reduktionsofen 3 eingefahren.
Dieser hat ein Temperaturprofil in der Art, daß die Temperatur von Raumtemperatur im ersten Viertel der Länge des Ofens auf 10000C ansteigt, diese Temperatur über die halbe Länge des Ofens gehalten wird und im letzten Viertel der Länge wieder auf Raumtemperatur abfällt
Durch den Ofen strömt über die Leitungen 33a, b und c eine Gesamtgasmenge von 35 m3 pro Std. Stickstoff mit 8% Wasserstoff ein, wobei der Feuchtegehalt im eintretenden Gas kleiner als 10 ppm ist Die gesamte Gasmenge wird in der Weise in den Ofen 3 eingeleitet, daß 15 m3 pro Stunde über die Leitungen 33a am Ofenausgang einströmen und ieweils 10 m3 pro Stunde von zwei weiteren Gaseinführungsleitungen b und c in die heiße Zone eingeführt werden.
Die Durchstoß- bzw. Durchlaufgeschwindigkeit der Transportschiffchen wird so gewählt, daß in der Stunde ca. 12 kg UO2 Preßkörper, das sind also 3 Transportschiffchen, in den Ofen gelangen bzw. diesen wieder verlassen. Der Feuchtegehalt des in einem Sammelrohr 34 den Ofen 3 verlassenden Sintergases wird kontinuierlich gemessen. Übersteigt dieser einen Wert von 8000 vpm H2O, erfolgt ein Alarm und die Durchstoßgeschwindigkeit muß entweder reduziert werden oder es muß eine geringere Menge an Preßkörpern in das einzelne Transportschiffchen geladen werden. Nach dem Abkühlen bis auf Raumtemperatur werden die Transportschiffchen aus dem Ofen 3 ausgefahren und in die Kontrollstation bzw. das Zwischenlager 5 verbracht. Dort wird die Stöchiometrie stichprobenartig überprüft. Ist diese kleiner als UO21Os werden die Transportschiffchen in den eigentlichen Sinterofen 7 mit einer Temperatur größer als 1600° C eingebracht Die Durchstoßgeschwindigkeit durch diesen Ofen wird einheitlich für alle Preßkörper so geregelt, daß die Verweilzeiten in der Zone der Höchsttemperatur gleich bleibt und den Forderungen der Kernbrennstoffausleger entspricht. Dieser Sinterofen wird dabei von einem Gasgemisch aus Argon und 8% Wasserstoff sowie einem beliebig einstellbaren Wassergehalt durchströmt. Dieser Wassergehalt wird so eingestellt, daß das Sauerstoffpotential (Wasserstoff: Wasserverhältnis) des Gases bei den Sintertemperaturen gleich dem Sauerstoffpotential in den Kernbrennstofftabletien gewünschter Stöchiometrie bei gleicher Temperatur ist. Die durchzusetzende Gasmenge ist dabei auf maximal 10 m3 pro Stunde beschränkt.
Beispiel 2
UO2/PuO2 Pulver der Stöchiometrie 2,2 werden nach Zusatz von Binde- und/oder Gleitmitteln zu Preßkörpern im Dichtebereich um 5,6 Gramm pro cm3 gepreßt und nach dem Pressen in die Transportschiffchen geladen. Auch hier wird wieder pro Schiffchen ein Preßkörpergewicht von etwa 4 kg aufgegeben und dann diese in den Reduktionsofen 3 eingefahren.
Das Temperaturprofil dieses Ofens sowie die Gasversorgung für den Reduktionsvorgang sind die gleichen wie im Beispiel 1. Es ist jedoch die Durchstoßgeschwindigkeit so zu wählen, daß das Austreiben des Binde- und/oder Gleitmittels zu keinen bleibenden Schäden am Preßkörper führt Die obere zulässige Grenzgeschwindigkeit wird am einfachsten experimentell bestimmt und als Grenzwert am nicht dargestellten Transportantrieb eingestellt Das aus dem Ofen 3 im Sammelrohr 34 austretende Gas wird durch die Einrichtung 35 geführt, wo das ausgetriebene und durch den heißen Gasstrom aus dem Ofen ausgetragene Binde- und Gleitmittel niedergeschlagen wird. Desgleichen findet dort eine Entstaubung des Gasstromes auf elektrostatischem Wege statt
Die weitere Behandlung der Preßkörper erfolgt in gleicher Weise wie im Beispiel 1.
Weitere Angaben wie z. B. über Durchlaufgeschwindigkeiten lassen sich nicht verallgemeinern, da diese von der Zusammensetzung der Kernbrennstofftabletten sowie von deren geometrischen Abmessungen abhängen und wie auch sonst üblich, leicht experimentell
festgestellt werden können.
Zusammenfassend sei nochmals erwähnt, daß diese Verfahrensführung einer Trennung von Reduktionsvorgängen und der eigentlichen Sinterung es gestattet, für beide !Bereiche optimale Betriebsbedingungen einzustellen und einzuhalten, so daß das Endprodukt in bestmöglicher Qualität erhalten wird.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (12)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Herstellung von Kernbrennstofftabletten aus Kernbrennstoffoxiden und Gemischen von Kernbrennstoffoxiden, wobei die Tabletten zunächst zur Einstellung der gewünschten Stöchiometrie der Kernbrennstoffoxide reduziert und dann gesintert werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Reduzierung und Sinterung der Kernbrennstofftabletten in getrennten öfen (3 bzw. 7) bei jeweils einstellbarer Durchsatzgeschwindigkeit und damit Verweildauer in den betreffenden öfen (3 bzw. 7) erfolgt und daß die Tabletten nach Verlassen des Reduktionsofens (3) und vor dem Eintritt in den Sinterofen (7) im abgekühlten Zustand einer Kontroilstation (5), zur Kontrolle des Reduktionszustandes, zugeführt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kernbrennstofftabletten in den beiden voneinander getrennten öfen (3/7) bei verschiedenen Temperaturen und in verschieden zusammengesetzten, voneinander unabhängigen Gasatmosphären und/oder mit verschiedenen Gasmengen, die wahlweise verschiedene Feuchtigkeitskonzentrationen enthalten können, behandelt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kernbrennstofftabletten zwischen den beiden öfen (3 und 7) auf Temperaturen nahe an Raumtemperatur abgekühlt werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1 —3, dadurch gekennzeichnet, daß der Reduktionsofen (3) mit einem Gasgemisch aus N2 und 4—8% H2 oder N 2 und 4—12% CO betrieben wird, während der Sinterofen (7) mit einem Gemisch aus Edelgas und 4—8% H2 betrieben wird.
5. Verfahren nach den Ansprüchen 1—4, dadurch gekennzeichnet, daß ais Edelgas Argon verwendet wird.
6. Verfahren nach den Ansprüchen 1—5, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur im Reduktionsofen (3) bis zu 1000° C (in den Tabletten) und im Sinterofen (7) zwischen 1000 und 1760° C eingestellt wird.
7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 —6, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasströmung im Reduktionsofen (3) so eingestellt wird, daß das im Gegenstrom zu den Kernbrennstofftabletten durchströmende Gas am Ofenaustritt nicht über 0,8 Vol% H2O enthält.
8. Verfahren nach den Ansprüchen 1—7, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas im Sinterofen (7) zusätzlich bis zu einem Verhältnis H2: H2O = 10:1 befeuchtet werden kann.
9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1—8, dadurch gekennzeichnet, daß der Reduktionsofen (3) außenbeheizt (31) ist und mit Einrichtungen (35) zur Kondensation ausgetriebener Bindemittel verbunden ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Reduktionsofen (3) mit einem elektrostatischen Staubabscheider (35) ausgerüstet ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß über die Länge des Reduktionsofens (3) verteilt mehrere Einströmöffnungen (33a—c) für trockenes Gas vorgesehen sind.
12. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
nach den Ansprüchen 1—8, dadurch gekennzeichnet daß der Sinterofen (7) als Kaltwandofen mit Heizung (71) innerhalb des gasdichten Ofenmantels ausgebildet ist
DE2611750A 1976-03-19 1976-03-19 Verfahren zur Herstellung von Kernbrennstofftabletten Expired DE2611750C3 (de)

Priority Applications (12)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2611750A DE2611750C3 (de) 1976-03-19 1976-03-19 Verfahren zur Herstellung von Kernbrennstofftabletten
GB7959/77A GB1572486A (en) 1976-03-19 1977-02-24 Production of pellets of oxidic nuclear fuel
SE7702450A SE416688B (sv) 1976-03-19 1977-03-04 Sett och anordning for sintring av kernbrenslekutsar
MX775523U MX4563E (es) 1976-03-19 1977-03-09 Procedimiento y dispositivo mejorados para la sinterizacion de pastillas de comustible nuclear
US05/777,129 US4158681A (en) 1976-03-19 1977-03-14 Sintering nuclear fuel pellets
BE175783A BE852454A (fr) 1976-03-19 1977-03-15 Procede de frittage de comprimes de combustibles nucleaires
IT21287/77A IT1076412B (it) 1976-03-19 1977-03-16 Procedimento per sinterizzare compresse di combustibile nucleare
ES456931A ES456931A1 (es) 1976-03-19 1977-03-17 Procedimiento y dispositivo para la sinterizacion de pasti- llas de combustible nuclear.
FR7708058A FR2344929A1 (fr) 1976-03-19 1977-03-17 Procede de frittage de comprimes de combustibles nucleaires
BR7701692A BR7701692A (pt) 1976-03-19 1977-03-18 Processo e instalacao para sinterizacao de pastilhas de combustivel atomico
CA274,229A CA1093293A (en) 1976-03-19 1977-03-18 Sintering nuclear fuel pellets
JP3024577A JPS52114896A (en) 1976-03-19 1977-03-18 Method and device for sintering nuclear fuel pellet

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2611750A DE2611750C3 (de) 1976-03-19 1976-03-19 Verfahren zur Herstellung von Kernbrennstofftabletten

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE2611750A1 DE2611750A1 (de) 1977-09-29
DE2611750B2 true DE2611750B2 (de) 1978-11-30
DE2611750C3 DE2611750C3 (de) 1979-08-09

Family

ID=5972964

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2611750A Expired DE2611750C3 (de) 1976-03-19 1976-03-19 Verfahren zur Herstellung von Kernbrennstofftabletten

Country Status (12)

Country Link
US (1) US4158681A (de)
JP (1) JPS52114896A (de)
BE (1) BE852454A (de)
BR (1) BR7701692A (de)
CA (1) CA1093293A (de)
DE (1) DE2611750C3 (de)
ES (1) ES456931A1 (de)
FR (1) FR2344929A1 (de)
GB (1) GB1572486A (de)
IT (1) IT1076412B (de)
MX (1) MX4563E (de)
SE (1) SE416688B (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3227868A1 (de) * 1982-07-26 1984-02-02 Alkem Gmbh, 6450 Hanau Verfahren zum behandeln von plutoniumoxid und/oder plutonium-uran-mischoxid

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4261934A (en) * 1978-11-30 1981-04-14 Electric Power Research Institute, Inc. Method for homogenizing mixed oxide nuclear fuels
US4382048A (en) * 1981-09-14 1983-05-03 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Method for producing sintered ceramic, layered, circular fuel pellets
DE3235207C2 (de) * 1982-09-23 1985-05-02 Kernforschungszentrum Karlsruhe Gmbh, 7500 Karlsruhe Verfahren zur Herstellung keramischer Brennstofftabletten
JPH053150Y2 (de) * 1986-09-02 1993-01-26
JPS6355909U (de) * 1986-09-30 1988-04-14
FR2622343B1 (fr) * 1987-10-26 1990-01-19 Commissariat Energie Atomique Procede de fabrication de pastilles de combustible nucleaire a base d'oxyde mixte (u, pu)o2
US5641435A (en) * 1995-09-22 1997-06-24 General Electric Company Control of residual gas content of nuclear fuel
JPH09127290A (ja) * 1995-11-06 1997-05-16 Mitsubishi Nuclear Fuel Co Ltd 核燃料ペレットの焼結方法
EP0992605A3 (de) 1998-10-02 2002-11-13 Sumitomo Special Metals Co., Ltd. Tragelement, Haltevorrichtung, Prozess und Apparat im Anwendungsbereich der Oberflächenbehandlung
CA2785809C (en) * 2010-01-08 2017-08-15 Adelaide Control Engineers Pty Ltd Apparatus for the production of yellowcake from a uranium peroxide precipitate
CN104869973B (zh) 2012-12-21 2019-03-01 雅诗兰黛国际公司 浆料粉末化妆品组合物和方法
CN105377219A (zh) 2013-07-15 2016-03-02 宝洁公司 用于平滑皱纹和皮肤肌理缺陷的施用的膜

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3829552A (en) * 1962-10-12 1974-08-13 North American Rockwell Method of massively hydriding zirconium-uranium alloy
BE720704A (de) * 1967-12-21 1969-02-17
US3714061A (en) * 1968-04-23 1973-01-30 Grace W R & Co Process for preparing impregnated urania and uranium bearing microspheres
US3927154A (en) * 1968-08-05 1975-12-16 Gen Electric Process for preparing sintered uranium dioxide nuclear fuel
US3673101A (en) * 1969-12-08 1972-06-27 Grace W R & Co Process for preparing improved carbide microspheres from ion exchange resins
US3930787A (en) * 1970-08-10 1976-01-06 General Electric Company Sintering furnace with hydrogen carbon dioxide atmosphere
US3668285A (en) * 1970-10-27 1972-06-06 Atomic Energy Commission Warm-pressing method of making stacked fuel plates
DE2115694C3 (de) * 1971-03-31 1973-12-06 Snam Progetti S.P.A., Mailand (Italien) Verfahren zum Herstellen von Uranoxyd kugelchen oder gemischten Uranoxyd Plutomumoxydkugelchen mit steuerbarer Porosität
US3766082A (en) * 1971-04-20 1973-10-16 Atomic Energy Commission Sintering of compacts of un,(u,pu)n, and pun
FR2293681A1 (fr) * 1974-12-04 1976-07-02 Commissariat Energie Atomique Four continu de frittage

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3227868A1 (de) * 1982-07-26 1984-02-02 Alkem Gmbh, 6450 Hanau Verfahren zum behandeln von plutoniumoxid und/oder plutonium-uran-mischoxid

Also Published As

Publication number Publication date
BR7701692A (pt) 1977-11-08
JPS6118708B2 (de) 1986-05-14
FR2344929A1 (fr) 1977-10-14
DE2611750A1 (de) 1977-09-29
US4158681A (en) 1979-06-19
SE416688B (sv) 1981-01-26
SE7702450L (sv) 1977-09-20
BE852454A (fr) 1977-07-01
JPS52114896A (en) 1977-09-27
DE2611750C3 (de) 1979-08-09
FR2344929B1 (de) 1982-07-09
ES456931A1 (es) 1978-04-01
CA1093293A (en) 1981-01-13
GB1572486A (en) 1980-07-30
MX4563E (es) 1982-06-16
IT1076412B (it) 1985-04-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2611750C3 (de) Verfahren zur Herstellung von Kernbrennstofftabletten
DE2855166C2 (de) Verfahren zur Herstellung von oxidischen Kernbrennstoffkörpern
DE60222173T2 (de) Verfahren zum schmelzen von aluminium unter verwendung der analyse der ofenabgase
DE2909858A1 (de) Geraet zur waermebehandlung von radioaktiven stoffen durch mikrowellenenergie
DE2350818A1 (de) Verfahren zum dehalogenieren einer mischung und kalzinier- oder roestofen zur durchfuehrung des verfahrens
DE2939415C2 (de) Verfahren zur Herstellung von hochdichten oxidischen Kernbrennstoffkörpern
DE2312737A1 (de) Kernbrennstoff fuer gasgekuehlte reaktoren
DE2459290A1 (de) Calcinieranordnung zur reduktion von uranverbindungen zu uo tief 2 -pulver
DE1227572B (de) Kernbrennstoffkoerper und Verfahren zu seiner Herstellung
DE2139522C3 (de) Sinterverfahren
DE2741402A1 (de) Verfahren zur behandlung von bestrahlten kernbrennstoffen auf trockenem weg
EP0078428A2 (de) Verfahren zum Herstellen von oxidischen Kernbrennstoffsinterkörpern
DE2055577B2 (de) Atomkernreaktor
DE1062839B (de) Neutronen absorbierendes, aus einer Silberlegierung bestehendes Kontrollorgan fuer einen Kernreaktor
DE2228714C2 (de)
EP0205920B1 (de) Verfahren zum Herstellen von oxidischen Kernbrennstoffsinterkörpern
EP0100026B1 (de) Verfahren zum Behandeln von Plutoniumoxid und/oder Plutonium-Uran-Mischoxid
DE2218104A1 (de) Verfahren zur Verringerung des Sauerstoffgehalts von Kernbrennstoffen
DE2848821A1 (de) Carbothermisches verfahren, bei dem durch aeussere erhitzung und ausgehend von eisenerz, eisenschwamm erzeugt wird
DE3431381A1 (de) Verfahren zum entchloren von zink-ausgangsstoffen
DE2040562A1 (de) Verfahren zur Behandlung von kornfoermigen Stoffen bei hohen Temperaturen
AT232612B (de) Hochtemperaturfeste Produkte, insbesondere für Reaktorbrennstoffe und Herstellungsverfahren hiefür
Funke Method to manufacture fuel pellets
Funke Method to sinter nuclear fuel pellets
AT250916B (de) Verfahren zur Herstellung von harten, kristallinen, anorganischen Karbidkügelchen

Legal Events

Date Code Title Description
C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
8320 Willingness to grant licences declared (paragraph 23)
8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: SIEMENS AG, 1000 BERLIN UND 8000 MUENCHEN, DE

8339 Ceased/non-payment of the annual fee