ES2332415T3 - Procedimiento y dispositivo para el tratamiento termico de una caja envolvente para un elemento de combustible, realizada en una aleacion de circonio. - Google Patents

Abstract

Procedimiento para el tratamiento térmico de una caja (1) para un elemento de combustible, de Zircaloy, en el que dicha caja es desplazada de forma continua con respecto al dispositivo de tratamiento térmico, y es calentada por secciones longitudinales con ayuda de una zona de calentamiento (4) por inducción periférica en la región de fase beta, y en el que el tramo longitudinal calentado de este modo es enfriado a una temperatura de la zona de fase alfa en una zona de refrigeración (7), después de haber abandonado la zona de calentamiento (4), caracterizado porque el tratamiento térmico es efectuado con ayuda, como mínimo, de dos dispositivos de calentamiento (4a, 4b) que forman una zona de calentamiento (4), separados uno de otro en el sentido longitudinal de la caja envolvente (3), trabajando independientemente uno de otro y conteniendo cada uno de ellos, como mínimo, una bobina de inducción (37, 38), siendo calentado un tramo de caja que penetra en la zona de calentamiento (4) con un primer dispositivo de calentamiento (4a) y tratado después térmicamente con un segundo dispositivo de calentamiento (4b) cuya potencia es más reducida que la del primer dispositivo de calentamiento (4a), y porque la refrigeración en la zona de fase alfa es efectuada con ayuda de un flujo de gas inerte aplicado sobre la superficie exterior de la caja envolvente para un elemento de combustible.

Description

Procedimiento y dispositivo para el tratamiento térmico de una caja envolvente para un elemento de combustible, realizada en una aleación de circonio.

La presente invención se refiere a un procedimiento y al dispositivo para el tratamiento térmico de una caja para un elemento de combustible, realizada en una aleación de circonio, especialmente de Zircaloy. Una caja para un elemento de combustible constituye la envolvente de un elemento de combustible de un reactor de agua hirviendo. Durante la radiación en el reactor, las cajas de los elementos de combustible sufren variaciones de dimensiones tales como variaciones de longitud, curvatura de las cajas y ensanchamientos de las mismas. Estas variaciones de las dimensiones dependen de la textura del material que se determina durante el proceso de fabricación de la chapa. Para la mejora de la estabilidad dimensional dependiente de la textura durante el funcionamiento en el reactor en las cajas para elementos de combustible, se acondiciona la estructura inicial de la chapa mediante un tratamiento térmico dentro del procedimiento de fabricación. Para ello, la caja para un elemento de combustible es desplazada de manera continua a través de un dispositivo de tratamiento térmico y siendo calentada en una sección o segmento longitudinal con ayuda de una zona de calentamiento inductiva circundante en la zona de la fase beta y esta sección longitudinal calentada de este modo, al abandonar la zona de calentamiento, es enfriada en una zona de refrigeración a una temperatura que se encuentra en la zona de la fase alfa. De esta manera se alcanza una distribución irregular cristalográfica de los cristalitos por la eliminación de la textura típica en el material de la chapa. El calentamiento tiene lugar principalmente con ayuda de una bobina de inducción, efectuándose la refrigeración con agua o un gas inerte.

Es objetivo de la presente invención dar a conocer un procedimiento alternativo para el tratamiento térmico de cajas de elementos de combustible realizados en circaloy, así como un dispositivo apropiado para el mismo, que facilitan una mayor variabilidad en la realización del procedimiento de calentamiento y refrigeración de la caja para un elemento de combustible.

Este objetivo se consigue, en lo que respecta al procedimiento, mediante la reivindicación 1 y, en lo que respecta al dispositivo, mediante la reivindicación 13.

Según la reivindicación 1, se da a conocer un procedimiento en el que el tratamiento térmico tiene lugar con ayuda de, cómo mínimo, dos dispositivos de calentamiento separados entre si según la dirección longitudinal de la caja, que funcionan independientemente entre si y que presentan de modo correspondiente, como mínimo, un dispositivo de calentamiento que contiene una bobina de inducción, de manera que la sección de caja que se encuentra en la zona de calentamiento es calentada con un primer dispositivo de calentamiento y a continuación con un dispositivo de calentamiento de una segunda zona de calentamiento que tiene un potencia menor que la primera.

Una ventaja de este calentamiento en dos etapas se encuentra en el hecho de que en comparación con el tratamiento térmico solamente con una bobina, se posibilita un ajuste más exacto de la temperatura de regulación o temperatura deseada, así como una mayor variabilidad con respecto al tratamiento térmico. De modo preferente, en la primera etapa tiene lugar un calentamiento hasta cerca de la temperatura de regulación que se encuentra en la zona de la fase beta mediante la regulación de la potencia. Para el resto del calentamiento a la temperatura de regulación, sirve la segunda bobina de inducción dimensionada de modo menos potente. En base a su potencia más reducida se puede controlar de manera más precisa el calor de inducción generado por la misma, de manera que la temperatura de regulación se puede ajustar a valores exactos y reproducibles.

Condicionado por la geometría de una caja para un elemento de combustible, tiene lugar en su zona de esquina un acoplamiento inductivo amplificado, con el resultado de que las zonas de esquina se calientan más fuertemente que las zonas de la pared. En caso de que se produzca esta refrigeración de manera irregular de una caja para un elemento de combustible calentado en la fase alfa, existe el peligro de que en las zonas de las esquinas y en las zonas de las paredes aparezcan parámetros distintos del material. Mediante el calentamiento de dos etapas, según la invención, ello se puede evitar. En caso de una sección de caja que salga del primer dispositivo de calentamiento con una distribución de temperatura no homogénea tiene durante el paso por un segundo dispositivo de calentamiento suficiente tiempo para la compensación de temperatura en la periferia y eventualmente también en dirección longitudinal, de manera que después de salir del segundo dispositivo de calentamiento presenta una temperatura regular. El efecto del calentamiento más intenso de las zonas de esquina es más reducido, de modo correspondiente, a causa de la inducción sustancialmente más reducida en el segundo dispositivo de calentamiento, y es solamente perceptible, por lo tanto, en una magnitud mucho más reducida.

Otra variante ventajosa del tratamiento térmico prevé que la refrigeración de una sección de la caja que sale de un primer dispositivo de calentamiento se controla con un segundo dispositivo de calentamiento a un ritmo más lento, de manera que en ésta se facilita una cantidad de calor que de modo correspondiente es más pequeña. Con un procedimiento de este tipo se puede alargar, por ejemplo, el tiempo de permanencia de una sección de caja a una temperatura por encima de unos 630ºC. La gama de temperatura es ampliada para conseguir, de esta manera, un crecimiento definido de los granos del material y el aumento de las segregaciones secundarias. Una refrigeración controlada de este modo se alcanza o resulta posible solamente cuando no se efectúa la refrigeración con agua, sino con gas inerte. Conjuntamente con el tratamiento de calentamiento de dos etapas se consiguen de este modo múltiples posibilidades, por una parte, por el control de la entrada controlada de calor y, por otra parte, por la eliminación controlada de calor.

Por ejemplo, las fases intermetálicas muy finas o bien fases secundarias que se producen por refrigeración rápida no son siempre apropiadas. Para periodos largos de mantenimiento de una caja para un elemento de combustible en un reactor de agua hirviendo, tal como es el caso en grados de combustión elevados, son desfavorables porque conducen a una corrosión general elevada.

Desde el punto de vista técnico de la regulación, se optimiza la conducción del procedimiento por el hecho de que un primer dispositivo de calentamiento se regula por la potencia y un segundo dispositivo de calentamiento se regula por la temperatura, de manera que tiene lugar la medición sin contacto de la temperatura de la caja, en especial con ayuda de un pirómetro bicromático o de cociente.

La refrigeración mediante gas inerte que tiene lugar en combinación con un tratamiento de calentamiento inductivo de dos etapas tiene la ventaja de que la superficie de la caja del elemento de combustible no queda atacada, es decir, no queda recubierta con una capa de óxido que deba ser eliminada de forma costosa después del tratamiento térmico. En relación con este punto, es ventajoso que durante el tratamiento térmico permanezca una capa de gas inerte que se extienda en dirección longitudinal en la caja, tanto en la zona de calentamiento como también en la zona de refrigeración.

En una variante de procedimiento especialmente ventajosa, la capa de gas inerte es mantenida en un movimiento relativo con respecto a la caja del elemento de combustible y el cuerpo envolvente que rodea a esta. La longitud axial de la capa de gas inerte corresponde, en este caso, aproximadamente a la longitud del cuerpo envolvente. La velocidad relativa entre la caja del elemento de combustible y las zonas de calentamiento o de refrigeración, la longitud de la capa de gas inerte y la cantidad de gas inerte alimentada para la refrigeración se adaptan entre sí de forma tal que la parte de la caja que abandona la capa de gas inerte tiene una temperatura que se encuentra por debajo de la temperatura de oxidación del material de la caja utilizado. Se puede prever también que el conjunto de la caja del elemento de combustible quede dispuesto dentro de una cámara, en la que se mantiene a toda la longitud de la caja del elemento de combustible la capa de gas inerte.

Una posibilidad adicional de controlar individualmente la refrigeración de la caja del elemento de combustible prevé que en la zona de refrigeración, además de la refrigeración por gas inerte, tenga lugar una refrigeración adicional con ayuda de un dispositivo de refrigeración que rodea la caja del elemento de combustible que contiene un fluido, por ejemplo, un cuerpo de refrigeración enfriado con agua. Para evitar la oxidación de la superficie interna de la caja del elemento de combustible durante el tratamiento térmico, se mantendrá en la misma una atmósfera de gas inerte. En otra realización ventajosa del procedimiento, la caja del elemento de combustible se mantendrá fija durante el tratamiento térmico y la zona de calentamiento y la de refrigeración se desplazarán en sentido de la longitud de la caja. De esta manera, se disminuye la altura constructiva del aparato.

Un dispositivo que consigue el objetivo indicado al principio comprende una zona de calentamiento que presentan, como mínimo, un primer dispositivo de calentamiento y, como mínimo, un segundo dispositivo de calentamiento a continuación en la dirección del trabajo, de manera que los dispositivos de calentamiento presenta, de manera correspondiente, como mínimo, una bobina de inducción que rodea la caja del elemento de combustible, y de manera que un primer dispositivo de calentamiento presenta una potencia más elevada que un segundo dispositivo de calentamiento. Además, el dispositivo comprende un dispositivo de refrigeración dotado de una zona de refrigeración que está dispuesta con una cierta separación con respecto a la zona de calentamiento, comprendiendo, como mínimo, una tobera con la que se puede conducir una corriente de gas inerte a toda la periferia sobre la superficie externa de la caja para un elemento de combustible. El cuerpo envolvente constituye un soporte para, como mínimo, una bobina de inducción y para, como mínimo, una tobera de gas inerte, y constituye una limitación externa para la capa de gas inerte que rodea la caja del elemento de combustible, dicha capa se constituye como resultado del gas inerte que sale de una
tobera.

Preferentemente, se dispone, como mínimo, una bobina de inducción en la periferia externa del cuerpo envolvente, de manera que el cuerpo envolvente comprende, como mínimo, en la zona que rodea la bobina de inducción un material que es permeable para el campo magnético. Esta disposición de una bobina de inducción en la periferia externa del cuerpo envolvente es ventajosa desde el punto de vista de disponibilidad de espacio. Además, se disminuye la influencia térmica debida a las elevadas temperaturas existentes en el interior del cuerpo envolvente.

Tal como se ha explicado brevemente en lo anterior, es ventajosa la regulación técnica teniendo en cuenta el calentamiento en dos etapas. Con este objetivo, dos bobinas de inducción, dispuestas una después de la otra, están separadas entre sí mediante una pantalla dispuesta entre ambas, en especial una valona que rodea la periferia externa del cuerpo envolvente realizada en un material conductor eléctrico.

Para la refrigeración, las toberas apropiadas presentan múltiples aberturas de salida que están dirigidas hacia la superficie externa de la caja del elemento de combustible. Para que dicha caja pueda ser refrigerada de manera regular en la dirección de la periferia se podría prever la disposición de una tobera anular que, en un caso de utilización, es atravesada por la caja del elemento de combustible. A causa de la elevada temperatura dentro del cuerpo envolvente, resulta apropiado, como material para las toberas, un material metálico. Para evitar el acoplamiento inductivo a las bobinas de inducción, se prevén, como mínimo, dos toberas que están separadas eléctricamente entre sí en dirección de la periferia del cuerpo envolvente. Se puede prever también la utilización de un material resistente al calor, no metálico, por ejemplo, un material cerámico, o un metal sinterizado. En estos materiales no tiene lugar un acoplamiento inductivo. La disposición de una tobera dentro del cuerpo envolvente tiene la ventaja de que sus aberturas de salida están dispuestas de manera muy próxima a la superficie externa de la caja del elemento de combustible y, de esta manera, se refrigera esta última de manera efectiva. El gas inerte introducido en el cuerpo envolvente debe, naturalmente, salir también de aquél. Para ello, se podría prever una abertura de salida en la pared del cuerpo envolvente, esto representaría, no obstante, sobre la periferia de la caja del elemento de combustible, unas condiciones de corriente irregular y, por lo tanto, eventualmente podría tener como efecto velocidades de refrigeración irregulares. En una disposición preferente se prevé, por lo tanto, que el cuerpo envolvente presente dos aberturas pasantes en la cara frontal en caso de utilización atravesadas por una caja para un elemento de combustible, de manera que las aberturas presentan una forma complementaria del perfil periférico de la caja del elemento de combustible y una anchura libre que es ligeramente mayor que la anchura de la caja del elemento de combustible. De esta manera, se puede ajustar un intersticio radial, más o menos grande, entre el cuerpo envolvente y la caja del elemento de combustible por el que pasa el gas inerte hacia fuera. También se puede controlar mediante una magnitud diferente del intersticio radial, en el que en el extremo del cuerpo envolvente sale la mayor cantidad de gas
inerte.

La presente invención será explicada en base a un ejemplo de realización representado en los ejemplos adjuntos. En los que:

La figura 1 muestra una sección longitudinal de un dispositivo en el que, a efectos de simplificación, se ha mostrado solamente un cuerpo envolvente que rodea una caja para un elemento de combustible con elementos constructivos fijados sobre el mismo.

La figura 2 muestra la parte inferior del cuerpo envolvente de la figura 1.

La figura 3 muestra la parte superior del cuerpo envolvente de la figura 1.

La figura 4 muestra una sección transversal, según la línea (IV-IV), de la figura 1.

En la figura 1 se ha mostrado un dispositivo para el tratamiento térmico de una caja (1) para un elemento de combustible. Dicho dispositivo comprende un cuerpo envolvente (2) dispuesto en un armazón (no mostrado) en la dirección longitudinal de la caja (3), en disposición vertical, con un dispositivo de calentamiento (4) con una primera zona de calentamiento (4a) y una segunda zona de calentamiento (4b), así como un dispositivo de tobera (6) que constituye la primera zona de refrigeración (7). El cuerpo envolvente (2) comprende un cilindro de vidrio (8), es decir, de un material que es permeable a los campos magnéticos. Además, el cuerpo envolvente (2) comprende una valona superior (9) y una valona inferior (10), de manera que ambas valonas (9, 10) están constituidas aproximadamente de forma circular y están dispuestas mediante barras (12), que discurren coaxialmente por fuera del cilindro (8), que efectúan su unión. Las valonas (9, 10) presentan, de forma correspondiente, una abertura central (13) o (14). Las aberturas (13, 14) presentan una forma complementaria a la de la caja (1) del elemento de combustible y son atravesadas por la caja (1) del elemento de combustible dejando un intersticio radial (15) o (16) durante el tratamiento térmico. Por debajo de la primera zona de refrigeración (7) se encuentra una segunda zona de refrigeración (17) que está constituida por un cuerpo de refrigeración (18) enfriado por agua. El cuerpo de refrigeración (18) está constituido esencialmente mediante un cilindro de pared doble, cuya pared interna (19) limita una abertura central (20). Su diámetro interior es ligeramente mayor que la anchura de la caja del elemento de combustible (1), de manera que, durante el tratamiento térmico, permanece libre un intersticio radial (22) entre las piezas mencionadas. Sobre la pared interior (19) y la pared externa (24) se constituye un recinto hueco (23). La sección inferior del recinto hueco (23) está ensanchada radialmente. En esta zona, también la pared externa (24) del cuerpo de refrigeración (18) está reforzada y soporta, en puntos diametralmente opuestos, un racor de entrada (25) y un racor de salida (26). El racor de salida (26) está unido con intermedio de una tubería (27) con el extremo superior del recinto hueco (23).

El dispositivo de toberas (6) comprende en total de seis toberas (28). De manera correspondiente, dos de las toberas (28) están dispuestas en un plano radial del cuerpo envolvente (2) y comprenden, de manera correspondiente, la mitad de la periferia interna del cuerpo envolvente (2). Las caras de las toberas (28) que presentan las aberturas (31) dirigidas hacia dentro forman un ángulo de unos 90º y se extienden, en caso deseado, paralelamente a la superficie externa de una caja (1) de un elemento de combustible. Las caras externas (30) de las toberas (28) están curvadas de forma circular de manera correspondiente a la superficie interna del cuerpo envolvente. Entre dos toberas (28) dispuestas en un plano radial, se ha previsto un recinto intermedio (32), encontrándose, por lo tanto, las toberas separadas eléctricamente entre sí, de manera que se impide el acoplamiento inductivo con un campo magnético de una zona de calentamiento (4a, 4b). Las toberas (28) son alimentadas con intermedio de tuberías (33), que se extienden en la dirección de la longitud de la caja dentro del cuerpo envolvente (2) con un gas inerte, por ejemplo, argón. Cada una de las toberas (28) está asociada a su propia tubería (33) y a un racor de unión (34) dispuesto en la parte inferior del cuerpo de refrigeración (18). Las tuberías (33) desembocan con su extremo dirigido en el sentido ascendente de la corriente en un recinto hueco (35) de la tobera (28), la cual está unida a las aberturas de salida (31).

El cuerpo envolvente (2) se apoya en el extremo superior sobre la valona superior (9) y por su extremo inferior sobre un escalón radial (36) del cuerpo de refrigeración (18), que será soportado por la valona inferior (10). Para ejemplos de realización en los que no se prevé un cuerpo de refrigeración (18), en lugar del cuerpo de refrigeración (18) se prevé una valona (no mostrada) en la que el cuerpo envolvente (2) por su parte inferior y que soporta el racor de conexión (34). El primer dispositivo de calentamiento (4a) comprende una bobina de inducción (37) y el segundo dispositivo de calentamiento (4b) dispuesto, a continuación, en el sentido de la manipulación (5), una bobina de inducción (38), las cuales comprenden con sus arrollamientos la periferia externa del cuerpo envolvente (2) de forma coaxial. Las bobinas de inducción (37, 38) presentan un soporte (39) de la bobina. Entre la primera y segunda bobina de inducción (37, 38) se encuentra un adaptador electromagnético en forma de una valona (40) que rodea en forma de anillo al cuerpo envolvente, realizada en un material metálico.

Para el tratamiento térmico de una caja (1) de un elemento de combustible, el cuerpo envolvente (2) será desplazado conjuntamente con las piezas fijadas al mismo para la situación fija de la caja del elemento de combustible en dirección longitudinal de dicha caja (3), es decir, en la dirección de manipulación (5), por ejemplo, en el caso de cajas de elemento de combustible dispuestas verticalmente. La velocidad del cuerpo envolvente asciende en este caso, de 100 hasta 300 ml/min, preferentemente, 200 ml/min. El calentamiento en la zona de fase beta tiene lugar mediante ambos dispositivos de calentamiento (4a) y (4b), o bien mediante sus bobinas de inducción (37) y (38), de manera que la primera bobina de inducción (37) es la que tiene más potencia y facilita la parte más importante del calor necesario. Para la bobina de inducción (37) se prevé puramente un control de potencia. La bobina de inducción menos potente (38) de la segunda zona de calentamiento (4b) es, por el contrario, parte de un circuito de regulación de temperatura. Por esta razón, sirve para regular la temperatura de manipulación al valor exacto deseado. Durante el paso de una sección de caja por la segunda zona de calentamiento (4b), se alimentará a la sección de caja solamente una cantidad de calor comparativamente reducida. La temperatura de una sección de caja que sale del primer dispositivo de calentamiento será determinada sin contactos mediante un pirómetro dicromático (no mostrado). La regulación es ajustada, por ejemplo, de manera que la sección longitudinal que pasa por la zona de calentamiento (4) del elemento de caja (1) del elemento de combustible, será calentado a una temperatura de unos 1100ºC. Después de que una caja para un elemento de combustible haya salido del primer dispositivo de calentamiento (4a), pasa, en primer lugar, en la zona de la separación axial (42), entre la zona de calentamiento (4) y la zona de refrigeración (7). A continuación, pasa por la zona de refrigeración (7) donde, según la intensidad y una eventual refrigeración previa del gas inerte aplicado, tiene lugar una refrigeración más o menos rápida. En la zona de refrigeración (7), una sección longitudinal de la caja para un elemento de combustible que se encuentra en la zona de fase beta, al contrario que por la refrigeración con agua, se refrigerará, de manera relativamente lenta, a una temperatura que se encuentra en la fase alfa, de manera que la corriente de gas inerte alimentada por las toberas (28) será ajustada de manera tal que una sección de caja para un elemento de combustible durante el paso por la zona de refrigeración (7) será refrigerada con una velocidad de refrigeración brusca mínima de dT/dt > 10 K/s. La refrigeración se ajustará, en este caso, mediante la medición correspondiente de la corriente de gas inerte alimentada que se encuentra, preferentemente, entre 0,010 y 0,080 kg/s, en especial, asciende a 0,032 kg/s, y la determinación de la velocidad relativa entre la caja (1) del elemento de combustible y el cuerpo envolvente (2), de manera tal que el material de la caja del elemento de combustible será mantenido durante un corto tiempo, por ejemplo, algunos segundos, a una temperatura por encima de unos 630ºC, para conseguir un crecimiento de la fase secundaria segregada inicialmente en forma muy fina. Además, la refrigeración será controlada de forma tal que se ajusta un grosor de grano de menos de 100 \mum. Con ayuda del cuerpo de refrigeración (18) de la segunda zona de refrigeración (17) se eliminará finalmente calor residual, de manera que una sección de caja que sale por la parte inferior del cuerpo envolvente (2) dispuesta en la atmósfera, tiene una temperatura por debajo de la temperatura de oxidación (unos 150ºC). Para que tampoco la superficie interna de la caja para un elemento de combustible se oxide durante el tratamiento térmico, se mantendrá en el espacio interno de la caja (1) del elemento de combustible, una atmósfera de gas inerte.

Para el guiado del cuerpo envolvente sobre la caja (1) del elemento de combustible, se han previsto en la cara superior de la valona superior (9) rodillos de guiado (43), que actúan conjuntamente con la superficie externa de la caja (1) del elemento de combustible. Para garantizar que la caja (1) de un elemento de combustible tenga en toda su longitud un tratamiento térmico regular, se disponen en las caras frontales superior e inferior de la caja (1) del elemento de combustible, secciones de caja (44) desmontables, que actúan en forma de tramos de entrada o bien de salida. Con este objetivo, se han realizado en la cara interna de una sección de caja (44), unas aletas (45), que establecen contacto sobre la cara frontal de la sección de caja (44).

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Lista de numerales de referencia

(1)

Caja envolvente para un elemento de combustible

(2)

Cuerpo envolvente

(3)

Dirección longitudinal de la caja

(4)

Zona de calentamiento

(4a)

Dispositivo de calentamiento

(4b)

Dispositivo de calentamiento

(5)

Dirección de manipulación

(6)

Dispositivo de toberas

(7)

Primera zona de refrigeración

(8)

Cilindro

(9)

Valona

(10)

Valona

(12)

Barra

(13)

Abertura

(14)

Abertura

(15)

Intersticio radial

(16)

Intersticio radial

(17)

Segunda zona de refrigeración

(18)

Cuerpo de refrigeración

(19)

Pared interna

(20)

Abertura

(22)

Intersticio radial

(23)

Recinto hueco

(24)

Pared externa

(25)

Racor entrada

(26)

Racor salida

(27)

Tubería

(28)

Tobera

(29)

Cara interna

(30)

Cara externa

(31)

Abertura de salida

(32)

Recinto intermedio

(33)

Tubería

(34)

Racor de unión

(35)

Recinto hueco

(36)

Escalón radial

(37)

Primera bobina de inducción

(38)

Segunda bobina de inducción

(39)

Soporte de bobina

(40)

Valona

(42)

Separación axial

(43)

Rodillo de guiado

(44)

Sección de caja

(45)

Aleta.

Claims (20)

1. Procedimiento para el tratamiento térmico de una caja (1) para un elemento de combustible, de Zircaloy, en el que dicha caja es desplazada de forma continua con respecto al dispositivo de tratamiento térmico, y es calentada por secciones longitudinales con ayuda de una zona de calentamiento (4) por inducción periférica en la región de fase beta, y en el que el tramo longitudinal calentado de este modo es enfriado a una temperatura de la zona de fase alfa en una zona de refrigeración (7), después de haber abandonado la zona de calentamiento (4), caracterizado porque el tratamiento térmico es efectuado con ayuda, como mínimo, de dos dispositivos de calentamiento (4a, 4b) que forman una zona de calentamiento (4), separados uno de otro en el sentido longitudinal de la caja envolvente (3), trabajando independientemente uno de otro y conteniendo cada uno de ellos, como mínimo, una bobina de inducción (37, 38), siendo calentado un tramo de caja que penetra en la zona de calentamiento (4) con un primer dispositivo de calentamiento (4a) y tratado después térmicamente con un segundo dispositivo de calentamiento (4b) cuya potencia es más reducida que la del primer dispositivo de calentamiento (4a), y porque la refrigeración en la zona de fase alfa es efectuada con ayuda de un flujo de gas inerte aplicado sobre la superficie exterior de la caja envolvente para un elemento de combustible.

2. Procedimiento, según la reivindicación 1, caracterizado porque un primer dispositivo de calentamiento (4a) permite calentar la caja envolvente del elemento de combustible (1) a una temperatura inferior a la temperatura prevista o de regulación, y después un segundo dispositivo de calentamiento (4b) consecutivo permite añadir la cantidad de calor que falta para conseguir la temperatura de regulación.

3. Procedimiento, según la reivindicación 1 o 2, caracterizado, porque un tramo de la caja envolvente a la temperatura prevista o de regulación recibe una cantidad de calor por un segundo dispositivo de calentamiento consecutivo (4b), de manera que su temperatura se mantiene o que su refrigeración se retrasa.

4. Procedimiento, según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque un primer dispositivo de calentamiento (4a) es regulado en potencia y un segundo dispositivo de calentamiento (4b) es regulado en temperatura, siendo medida sin contacto la temperatura de la caja envolvente.

5. Procedimiento, según la reivindicación 4, caracterizado porque la temperatura es medida con ayuda de un pirómetro bicromático o de cociente.

6. Procedimiento, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se mantiene una capa de recubrimiento de gas inerte sobre la superficie exterior de la caja de montaje del elemento de combustible (1) extendiéndose a la zona de calentamiento (4) y a la zona de refrigeración (7), en el sentido longitudinal de la caja.

7. Procedimiento, según la reivindicación 6, caracterizado porque la capa de recubrimiento de gas inerte es mantenida en una caja (2) desplazada con respecto a la caja envolvente del elemento de combustible (1) y rodeando a esta de manera coaxial.

8. Procedimiento, según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la velocidad relativa entre la caja envolvente del elemento de combustible y la zona de calentamiento o de refrigeración (4, 7), la longitud de la capa de recubrimiento de gas inerte y la cantidad de gas inerte necesaria para la refrigeración se coordinan de manera tal que una zona de la caja envolvente que deja la capa de recubrimiento de gas inerte o bien el cuerpo envolvente (2) tiene una temperatura que se encuentra por debajo de la temperatura de inicio del material específico utilizado para la caja envolvente.

9. Procedimiento, según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque en la zona de refrigeración además de la refrigeración mediante gas tiene lugar una refrigeración adicional de la caja envolvente del elemento de combustible (1) con ayuda de un cuerpo de refrigeración (18) refrigerado con agua, que rodea a aquella.

10. Procedimiento, según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque durante el tratamiento térmico en el interior de la caja envolvente (1) del elemento de combustible se mantiene una atmósfera de gas inerte.

11. Procedimiento, según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la caja envolvente (1) del elemento de combustible durante el tratamiento térmico es mantenida en posición fija durante el tratamiento térmico y la zona de calentamiento (4) y la zona de refrigeración son desplazadas en la dirección longitudinal de la caja (3) envolvente.

12. Procedimiento, según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque en ambos extremos de la caja envolvente del elemento de combustible (1) está fijado, de forma desmontable, una sección (44) de la caja envolvente como trayectoria de entrada y de salida.

13. Dispositivo para el tratamiento térmico continuo de una caja envolvente para un elemento de combustible realizada en una aleación de circonio, en el que la caja para el montaje del combustible puede tener un movimiento relativo a través del dispositivo para calentamiento a la zona de fase beta y refrigeración subsiguiente a la zona de fase alfa, caracterizado por

- como mínimo, un primer dispositivo de calentamiento y como mínimo, un segundo dispositivo de calentamiento más abajo del primero en la dirección de proceso, formando los dispositivos de calentamiento conjuntamente una zona de calentamiento y teniendo en cada caso, como mínimo, una bobina de inducción que comprende la caja envolvente del elemento de combustible, y siendo un primer dispositivo de calentamiento más potente que un segundo dispositivo de calentamiento, y

- un dispositivo de refrigeración dispuesto con una separación axial con respecto a la zona de calentamiento (4), formando una zona de refrigeración (7) y comprendiendo, como mínimo, una tobera que puede ser utilizada para hacer pasar una corriente de gas inerte sobre la totalidad de la superficie exterior de la caja envolvente de combustible (1).

14. Aparato, según la reivindicación 13, caracterizado porque el primer dispositivo de calentamiento es controlado en términos de su potencia y el segundo dispositivo de calentamiento es controlado en función de la temperatura de la caja envolvente de combustible.

15. Aparato, según la reivindicación 13 o 14, caracterizado por

- un cuerpo envolvente sustancialmente cilíndrico (2), cuya anchura libre es dimensionada de manera tal que puede rodear coaxialmente una caja (1) para un elemento de combustible con separación radial, y cuyo interior puede ser suministrado mediante un gas inerte,

- una zona de calentamiento (4) que está dispuesta sobre el cuerpo envolvente (2), extendiéndose a lo largo de una sección longitudinal del cuerpo envolvente (2) y que está formada, como mínimo, por dos dispositivos de calentamiento, y

- una zona de refrigeración (7) que está dispuesta con una separación axial con respecto a la zona de calentamiento (4) y que comprende, como mínimo, una tobera que puede ser utilizada para hacer pasar una corriente de gas inerte a la totalidad de la superficie externa de una caja envolvente (1) para un elemento de combustible.

16. Aparato, según la reivindicación 15, caracterizado porque la bobina de inducción (37) de un dispositivo de calentamiento está dispuesta en la circunferencia externa del cuerpo envolvente (2), de manera que, como mínimo, la zona rodeada por la bobina de inducción (37) del cuerpo envolvente (2) comprende un material permeable al campo electromagnético producido por la bobina de inducción (37).

17. Aparato, según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se dispone una pantalla conductora eléctricamente entre el primer dispositivo de calentamiento y el segundo dispositivo de calentamiento.

18. Aparato, según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque, como mínimo, dos toberas (28) son dispuestas eléctricamente aisladas una de otra en dirección circunferencial del cuerpo envolvente.

19. Aparato, según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque una tobera (28) está dispuesta dentro del cuerpo envolvente.

20. Aparato, según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el cuerpo envolvente (2) tiene dos aberturas extremas (13, 14) a través de las cuales pasa una caja envolvente (1) para un elemento de combustible cuando está siendo utilizado, teniendo las aberturas una forma tal que complementa el contorno de la caja envolvente (1) para un elemento de combustible.