FR3017236B1 - Procede de preparation d'element de combustible nucleaire tubulaire et element de combustible nucleaire tubulaire ainsi obtenu - Google Patents
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Abstract
On décrit ici un procédé pour préparer un élément de combustible nucléaire tubulaire (10), le procédé comprenant les étapes consistant à (Etape 1) préparer une plaque de combustible nucléaire rectangulaire dans laquelle le combustible nucléaire (2) est disposé dans son matériau de revêtement (1), et (Etape 2) enrouler la plaque de combustible nucléaire préparée à l'étape 1 afin de former un tube. La présente invention propose également de préparer facilement un élément de combustible nucléaire tubulaire dans lequel la plaque de combustible nucléaire rectangulaire ayant le combustible nucléaire dans son matériau de revêtement est enroulée selon une forme de spirale. Une saillie (3) peut être formée sur la surface circonférentielle externe de l'élément de combustible nucléaire tubulaire afin de fixer étroitement et intégrer les éléments de combustible nucléaire entre eux, pour dissiper ainsi plus facilement la chaleur générée à l'intérieur de l'élément de combustible nucléaire tubulaire.
Description
Contexte de l'invention
Domaine de l'invention
La présente description concerne un procédé pour préparer un élément de combustible nucléaire tubulaire et un élément de combustible nucléaire tubulaire préparé par ce dernier.
Description de l'art connexe
Lorsque l'uranium (U) subit la fission, cela peut générer un rayonnement et beaucoup de chaleur. Ici, un dispositif utilisant la chaleur est appelé un réacteur de puissance, et un dispositif utilisant le rayonnement est appelé réacteur de recherche. En général, le réacteur de recherche est un dispositif utilisant le rayonnement généré par un réacteur nucléaire, ce qui représente un réacteur nucléaire de recherche pour rechercher un effet d'irradiation du rayonnement par rapport à un objet et à un organisme en utilisant des rayons de neutron ou en générant un isotope. Dans un sens large, le réacteur de recherche représente un dispositif à l'exception du réacteur de puissance, comme par exemple, un réacteur expérimental destiné à un réacteur de puissance ou un réacteur de matériau expérimental. Généralement, on utilise deux types de combustibles nucléaires dans un réacteur de recherche, qui sont le combustible nucléaire en forme de tige et le combustible nucléaire en forme de plaque. Au Canada et en Corée, on utilise le combustible nucléaire en forme de tige et aux Etats-Unis et ailleurs, on utilise le combustible nucléaire en forme de plaque.
Le combustible nucléaire en forme de tige qui est utilisé dans un réacteur de recherche est limité pour fournir une densité élevée de puissance pour un développement efficace. Ainsi, afin d'améliorer la stabilité et augmenter la puissance, on développe activement un élément de combustible nucléaire tubulaire ou annulaire ayant des conceptions différentes de l'élément de combustible nucléaire en forme de tige actuel.
Le combustible nucléaire en forme de tige actuel a une structure dans laquelle une pastille cylindrique de UO2 est insérée dans un tube formant revêtement réalisé avec un alliage de zirconium (Zr), et les deux extrémités du tube de gaine sont soudées et hermétiquement fermées par un bouchon cylindrique. Ainsi, la chaleur générée dans l'élément de combustible nucléaire est transférée à l'eau de refroidissement s'écoulant à l'extérieur du tube de gaine. D'autre part, l'élément de combustible nucléaire tubulaire ou annulaire a une forme tubulaire ou annulaire et une structure à double refroidissement dans laquelle l'intérieur et l'extérieur de l'élément de combustible nucléaire sont simultanément refroidis. L'élément de combustible nucléaire actuel est limité du point de vue du rendement et de la sécurité en ce qui concerne la température et le flux de chaleur. De manière détaillée, la pastille de UO2 a une faible conductivité thermique parce qu'elle est formée à partir d'oxyde, et ainsi la chaleur générée par la fission nucléaire ne peut pas être rapidement transférée à l'eau de refroidissement. Ainsi, la pastille peut avoir une température supérieure à celle de l'eau de refroidissement. Si la pastille de combustible nucléaire est dans un état de haute température, la marge de sécurité lors de différents quasi-accidents de réacteur nucléaire peut être empiétée. Egalement, lorsque le flux de chaleur augmente sur la surface de l'élément de combustible nucléaire, la marge thermique peut être réduite pour déterminer le rendement et la sécurité de l'élément de combustible nucléaire. Ainsi, afin d'améliorer la stabilité d'un élément de combustible nucléaire, on a réalisé des études pour réduire le flux de chaleur et la température de l'élément de combustible nucléaire. L'élément de combustible nucléaire peut être considérablement amélioré du point de vue de la sécurité en réduisant sa température et son flux de chaleur.
Le brevet US-3,928,132 (RokoBujas, Elément de combustible annulaire pour réacteur à haute température, 1975) décrit un élément de combustible nucléaire permettant de surmonter les limitations relatives à la température et au flux de chaleur de l'élément de combustible nucléaire cylindrique. Cet élément de combustible nucléaire annulaire a une forme annulaire pour permettre à l'eau de refroidissement de s'écouler simultanément à l'intérieur et à l'extérieur de l'élément de combustible, est décrit dans le brevet US-3,928,132 (RokoBujas, Elément de combustible annulaire pour réacteur à haute température, 1975).
Il existe également un résultat issu d'une recherche dans lequel la pastille et le matériau de revêtement de l'élément de combustible nucléaire cylindrique actuel sont appliqués tels quels, mais on transforme la conception de l'élément de combustible nucléaire cylindrique en un élément de combustible nucléaire annulaire en vue d'utiliser l'élément de combustible nucléaire annulaire dans le réacteur à eau légère (M.S Kazimi et associés, Conception de combustion à haute performance pour future génération PWR : dernier rapport, MIT-NFC-PR-002, Janvier 2006).
Cependant, il est difficile de préparer un combustible nucléaire annulaire, l'intérieur et l'extérieur du combustible nucléaire annulaire pouvant être complètement séparés l'un de l'autre, ce qui peut provoquer des problèmes dus à un environnement thermo-hydraulique différent. Par ailleurs, les éléments de combustible nucléaire peuvent ne pas être parfaitement fixés entre eux.
Ainsi, tout en recherchant un procédé pour préparer un élément de combustible nucléaire tubulaire, les inventeurs ont découvert qu'une plaque de combustible nucléaire rectangulaire dans laquelle le combustible nucléaire est disposé dans un matériau de revêtement enroulé en forme de spirale permet de préparer facilement un élément de combustible nucléaire tubulaire. Lorsque l'élément de combustible nucléaire tubulaire est préparé, l'intérieur et l'extérieur de l'élément de combustible nucléaire tubulaire ne sont pas complètement séparés l'un de l'autre, afin de résoudre les phénomènes se produisant en raison de l'intérieur étanche de l'élément de combustible nucléaire tubulaire. Bien que l'intérieur et l'extérieur de l'élément de combustible nucléaire tubulaire soient complètement étanches, une saillie est formée sur une surface circonférentielle externe de l'élément de combustible nucléaire tubulaire pour se fixer étroitement et intégrer les éléments de combustible nucléaire entre eux, dissipant ainsi plus facilement la chaleur générée à l'intérieur de l'élément de combustible nucléaire tubulaire. Par conséquent, on peut obtenir une efficacité importante de dissipation de chaleur afin d'améliorer le rendement du réacteur de recherche ainsi qu'une stabilité garantie par l'élément de combustible nucléaire tubulaire qui peut être doublement refroidi par l'eau de refroidissement afin de garantir la stabilité. Résumé de l'invention
Des modes de réalisation de la présente invention proposent un procédé pour préparer un élément de combustible nucléaire tubulaire et un élément de combustible nucléaire tubulaire préparé avec ce dernier.
Selon un aspect de la présente invention, on propose un procédé pour préparer un élément de combustible nucléaire tubulaire comprenant les étapes consistant à : (Etape 1) préparer une plaque de combustible nucléaire rectangulaire ayant le combustible nucléaire dans un matériau de revêtement ; et (Etape 2) enrouler la plaque de combustible nucléaire préparée à l'étape 1 selon une forme de spirale afin de former un tube.
Avantageusement, l'étape consistant à préparer la plaque de combustible nucléaire à l'étape 1 peut comprendre les étapes consistant à : (Etape a) préparer un élément de combustible nucléaire dans lequel le combustible nucléaire est inséré dans un revêtement en forme de tube; et (Etape b) comprimer l'élément de combustible nucléaire préparé à l'étape a afin de préparer la plaque de combustible nucléaire.
Avantageusement la plaque de combustible nucléaire à l'étape 1 peut avoir une épaisseur d'environ 0,30 mm à environ 0,63 mm.
Avantageusement la plaque de combustible nucléaire à l'étape 1 peut avoir une longueur d'environ 100 cm à environ 300 cm.
Avantageusement la plaque de combustible nucléaire à l'étape 1 peut avoir une largeur d'environ 1,0 cm à environ 7, 0 cm.
Avantageusement le combustible nucléaire à l'étape 1 peut être le combustible nucléaire U-Mo.
Avantageusement le matériau de revêtement à l'étape 1 peut être un alliage à base d'aluminium et d'acier ou un alliage à base de zirconium et d'acier.
Avantageusement le procédé peut comprendre en outre l'étape consistant à former une saillie en spirale sur une surface circonférentielle externe de l'élément de combustible nucléaire tubulaire préparé après que l'étape 2 ait été réalisée.
Avantageusement la saillie en spirale peut être formée en soudant une extrémité sur l'autre extrémité qui est adjacente à la première extrémité de la plaque de combustible nucléaire ou en fixant un renforcement.
Selon un autre aspect de la présente invention, on propose un élément de combustible nucléaire tubulaire préparé avec le procédé de préparation ci-dessus.
Selon un autre aspect de la présente invention, on propose un ensemble de combustible nucléaire comprenant l'élément de combustible nucléaire tubulaire.
Avantageusement les éléments de combustible nucléaire tubulaires ayant des diamètres différents peuvent être agencés de manière concentrique.
Brève description des dessins
Les objets, caractéristiques et autres avantages ci-dessus de la présente invention seront bien compris de la description détaillée suivante prise conjointement avec les dessins d'accompagnement, dans lesquels :
Les figures 1 à 6 sont des vues schématiques d'un élément de combustible nucléaire tubulaire selon la présente invention.
Description des modes de réalisation préférés
Les caractéristiques et avantages de la présente invention seront bien compris de la description détaillée suivante des présents modes de réalisation préférés en référence aux dessins d'accompagnement. Il faut tout d'abord noter que les termes ou mots utilisés ici doivent être interprétés comme ayant les sens ou les concepts correspondant à « l'esprit » technique de la présente invention, basés sur le principe que l'inventeur peut définir de manière appropriée les concepts des termes pour mieux décrire sa propre invention. Il faut également comprendre que les descriptions détaillées des fonctions et des structures bien connues concernant la présente invention seront omises afin de ne pas obscurcir inutilement le point important de la présente invention.
La présente invention propose un procédé pour préparer un élément de combustible nucléaire tubulaire comprenant les étapes consistant à (Etape 1) préparer une plaque de combustible nucléaire rectangulaire ayant le combustible nucléaire dans son matériau de revêtement et (Etape 2) à enrouler la plaque de combustible nucléaire préparée à l'étape 1 selon une forme de spirale afin de former un tube.
Ci-après, le procédé pour préparer l'élément de combustible nucléaire tubulaire selon la présente invention sera décrit de manière détaillée étape par étape.
Dans le procédé permettant de préparer l'élément de combustible nucléaire tubulaire selon la présente invention, l'étape 1 est un processus consistant à préparer la plaque de combustible nucléaire rectangulaire ayant le combustible nucléaire dans son matériau de revêtement. L'élément de combustible nucléaire cylindrique actuel est limité du point de vue du rendement et de la sécurité en ce qui concerne la température et le flux de chaleur. Le combustible nucléaire cylindre est également limité pour obtenir une densité élevée de puissance pour un développement efficace.
Il faut noter qu'il est difficile de préparer un élément de combustible nucléaire tubulaire et un élément de combustible nucléaire en spirale en forme de croix qui sont récemment proposés pour dépasser les limites décrites ci-dessus. Aussi, il est difficile de former un noyau avec un combustible nucléaire en forme de plaque typique en raison de sa forme géométrique.
Afin de dépasser les limitations, la présente invention propose un procédé pour préparer facilement un élément de combustible nucléaire tubulaire dans lequel une plaque de combustible nucléaire rectangulaire ayant un combustible nucléaire dans son matériau de revêtement est enroulée selon une forme de spirale.
Ici, par exemple, la plaque de combustible nucléaire à l'étape 1 peut être préparée en réalisant les étapes consistant à : (Etape a) préparer un élément de combustible nucléaire dans lequel le combustible nucléaire est inséré dans un revêtement en forme de tube; et (Etape b) comprimer l'élément de combustible nucléaire préparé à l'étape a afin de préparer la plaque de combustible nucléaire.
Premièrement, l'étape a est un procédé pour préparer l'élément de combustible nucléaire dans lequel le combustible nucléaire combustible nucléaire est inséré dans revêtement en forme de tube. A l'étape a, un élément de combustible nucléaire cylindrique typique peut être préparé pour être utilisé en tant que matériau pour préparer une plaque de combustible nucléaire.
En l'occurence, l'élément de combustible nucléaire préparé à l'étape a peut avoir un diamètre et une longueur qui sont ajustés selon ceux d'un élément de combustible nucléaire tubulaire qui sera préparé plus tard. Par exemple, l'élément de combustible nucléaire préparé à l'étape 1 peut avoir un diamètre d'environ 5 mm à environ 20 mm et une longueur d'environ 60 cm à environ 150 cm ; cependant le diamètre et la longueur de l'élément de combustible nucléaire ne sont pas limités à ces valeurs.
Ensuite, l'étape b est un procédé consistant à comprimer l'élément de combustible nucléaire préparé à l'étape a afin de préparer la plaque de combustible nucléaire.
De manière détaillée, à l'étape b, l'élément de combustible nucléaire préparé à l'étape a peut être utilisé pour préparer une plaque de combustible nucléaire ayant une épaisseur prédéterminée grâce à une pression appropriée.
Ici, la plaque de combustible nucléaire peut avoir une épaisseur d'environ 0,30 mm à environ 0,61 mm ; cependant il n'est pas difficile de préparer un élément de combustible nucléaire tubulaire ultérieurement parce que le matériau de revêtement et la plaque de combustible nucléaire ont une épaisseur trop fine ou trop épaisse, la plaque de combustible nucléaire n'étant pas limitée en épaisseur.
Egalement, la plaque de combustible nucléaire peut avoir une longueur d'environ 100 cm à environ 300 cm et une largeur d'environ 1,0 cm à environ 7,0 cm, cependant la longueur et la largeur de la plaque de combustible nucléaire ne sont pas limitées par ces valeurs. Une plaque de combustible nucléaire ayant une longueur et une largeur appropriées peut être préparée pour être utilisée selon un diamètre et une longueur d'un élément de combustible nucléaire tubulaire qui sera préparé plus tard.
De plus, le matériau de revêtement à l'étape 1 peut être un alliage à base d'aluminium et d'acier ou être un alliage à base de zirconium et d'acier. Ici, l'alliage à base de zirconium peut être une composition d'alliage de zirconium se composant de : environ 0,05% en poids à environ 2,5% en poids de chaque type ou des deux types parmi le niobium (Nb) et l'étain (Sn) ; d'environ 0,01% en poids à environ 0,5% en poids d'au moins un type d'élément choisi dans le groupe comprenant le fer (Fe), le chrome (Cr) , le cuivre (Cu) , le nickel (Ni) et le vanadium (V) ; et du zirconium résiduel, sans y être limité.
Etant donné que l'alliage de zirconium a une faible section transversale d'absorption de neutron et une excellente propriété mécanique ainsi qu'une résistance à la corrosion dans un réacteur à eau légère et un réacteur à eau lourde, l'alliage de zirconium peut être utilisé en tant que matériau pour un revêtement en forme de tube de gaine de combustible nucléaire et un tube résistant à la pression contenant le combustible nucléaire.
Le combustible nucléaire disposé dans le matériau fode revêtement à l'étape 1 peut également être le combustible nucléaire U-Mo.
Ensuite, dans le procédé pour préparer l'élément de combustible nucléaire tubulaire selon la présente invention, l'étape 2 est un procédé consistant à enrouler la plaque de combustible nucléaire qui est préparée à l'étape 1 selon une forme de spirale afin de former un tube. L'étape 2 est un procédé consistant à enrouler la plaque de combustible nucléaire rectangulaire dans laquelle le combustible nucléaire est disposé dans son matériau de revêtement selon une forme de spirale pour préparer facilement un élément de combustible nucléaire tubulaire.
Ici, le procédé peut en outre comprendre un procédé pour former une saillie en spirale sur une surface circonférentielle externe de l'élément de combustible nucléaire tubulaire préparé après que l'étape 2 ait été réalisée.
Après que l'étape 2 ait été réalisée, une saillie en spirale peut être formée sur la surface circonférentielle externe de l'élément de combustible nucléaire tubulaire pour fixer étroitement les éléments de combustible nucléaire tubulaires et les intégrer entre eux, dissipant ainsi plus facilement la chaleur générée dans l'élément de combustible nucléaire tubulaire.
Ici, la saillie en spirale peut être formée en soudant une extrémité sur l'autre extrémité qui est adjacente à la première extrémité de la plaque de combustible nucléaire ou en fixant un renforcement, sans y être cependant limité.
En variante, un espace vide peut être défini dans la surface circonférentielle externe de l'élément de combustible nucléaire tubulaire sans former de saillie en spirale afin de préparer l'élément de combustible nucléaire tubulaire sans séparer l'intérieur de l'extérieur de l'élément de combustible nucléaire tubulaire. Si l'intérieur et l'extérieur de l'élément de combustible nucléaire tubulaire ne sont pas complètement séparés l'un de l'autre, on peut résoudre les phénomènes se produisant en raison de l'intérieur étanche.
Egalement, la présente invention propose un élément de combustible nucléaire tubulaire préparé par le procédé de préparation décrit ci-dessus.
Ci-après, l'élément de combustible nucléaire tubulaire selon la présente invention sera décrit de manière plus détaillée en référence aux figures 1 à 6. L'élément de combustible nucléaire cylindrique existant est limité du point de vue du rendement et de la sécurité en ce qui concerne la température et le flux de chaleur. Egalement, le combustible nucléaire cylindrique est limité pour fournir une densité élevée de puissance pour un développement efficace.
Ici, il est difficile de préparer un élément de combustible nucléaire tubulaire et un élément de combustible nucléaire en spirale en forme de croix qui ont été récemment proposés pour résoudre les limites décrites ci-dessus. Il est également difficile de former un noyau avec un combustible nucléaire en forme de plaque typique en raison de sa forme géométrique.
Ainsi, un élément de combustible nucléaire tubulaire 10 selon la présente invention peut être facilement préparé en enroulant la plaque de combustible nucléaire rectangulaire dans laquelle le combustible 2 est disposé dans un matériau de revêtement 1 selon une forme en spirale.
Egalement, dans l'élément de combustible nucléaire tubulaire 10 selon la présente invention, l'intérieur et l'extérieur de l'élément de combustible nucléaire tubulaire 10 peuvent ne pas être complètement séparés l'un de l'autre pour résoudre les phénomènes se produisant en raison de l'intérieur étanche de l'élément de combustible nucléaire tubulaire 10 (voir les figures 5 et 6). En variante, la saillie 3 peut être formée sur la surface circonférentielle externe de l'élément de combustible nucléaire tubulaire 10 pour fixer étroitement les éléments de combustible nucléaire et les intégrer entre eux, dissipant ainsi plus facilement la chaleur générée dans l'élément de combustible nucléaire tubulaire 10. Par conséquent, on peut obtenir une efficacité à haute puissance, et un réacteur de recherche peut donc être amélioré du point de vue du rendement. Egalement, l'élément de combustible nucléaire tubulaire peut être doublement refroidi en utilisant de l'eau de refroidissement pour garantir la stabilité.
Dans l'élément de combustible nucléaire tubulaire selon la présente invention, l'élément de combustible nucléaire tubulaire 10 comprend le matériau de revêtement 1 et le combustible nucléaire 2.
Egalement, le matériau de revêtement 1 peut être un alliage à base d'aluminium et d'acier ou être un alliage à base de zirconium et d'acier. Ici, l'alliage à base de zirconium peut être une composition d'alliage de zirconium comprenant : d'environ 0,05% en poids à environ 2,5% en poids de chacun de l'un ou des deux types parmi le niobium (Nb) et l'étain (Sn) ; d'environ 0,01% en poids à environ 0,5% en poids d'au moins un type d'élément choisi dans le groupe comprenant le fer (Fe), le chrome (Cr) , le cuivre (Cu) , le nickel (Ni) et le vanadium (V) ; et le zirconium résiduel, sans y être limité.
Etant donné que l'alliage de zirconium a une faible section transversale d'absorption de neutron, une excellente propriété mécanique ainsi qu'une résistance à la corrosion dans un réacteur à eau légère et un réacteur à eau lourde, l'alliage de zirconium peut être utilisé en tant que matériau de revêtement pour un tube de combustible nucléaire et un tube résistant à la compression contenant le combustible nucléaire, sans y être cependant limité.
Egalement, le combustible nucléaire 2 peut être du combustible nucléaire U-Mo.
Dans l'élément de combustible nucléaire tubulaire selon la présente invention, une saillie en spirale 3 peut être formée sur une surface circonférentielle externe de l'élément de combustible nucléaire tubulaire 10.
Etant donné que la saillie en spirale peut être formée sur la surface circonférentielle externe de l'élément de combustible nucléaire tubulaire, les éléments de combustible nucléaire peuvent être fixés étroitement et intégrés entre eux afin de dissiper plus facilement la chaleur générée dans l'élément de combustible nucléaire tubulaire.
Ici, la saillie en spirale 3 peut être formée en soudant une extrémité sur l'autre extrémité adjacente à la première extrémité de la plaque de combustible nucléaire ou en fixant un renforcement, sans y être cependant limitée.
Dans l'élément de combustible nucléaire tubulaire selon la présente invention, l'intérieur et l'extérieur de l'élément de combustible nucléaire tubulaire 10 peuvent ne pas être complètement séparés l'un de l'autre. Un espace en spirale peut être défini dans la surface circonférentielle externe de l'élément de combustible nucléaire tubulaire pour empêcher l'intérieur et l'extérieur de l'élément de combustible nucléaire tubulaire d'être complètement séparés l'un de l'autre, résolvant ainsi les phénomènes se produisant en raison de l'intérieur étanche de l'élément de combustible nucléaire tubulaire.
La présente invention propose également un ensemble de combustible nucléaire comprenant l'élément de combustible nucléaire tubulaire. L'ensemble de combustible nucléaire constitué par les éléments de combustible nucléaire tubulaires selon la présente invention peut permettre aux éléments de combustible nucléaire d'être étroitement fixés et intégrés entre eux en raison des saillies formées sur leurs surfaces circonférentielles externes pour dissiper plus facilement la chaleur générée à l'intérieur, obtenant ainsi une meilleur efficacité de puissance. Ainsi, le réacteur de recherche peut être amélioré du point de vue du rendement. En outre, l'élément de combustible nucléaire tubulaire peut être doublement refroidi en utilisant l'eau de refroidissement pour garantir la stabilité.
Par ailleurs, si l'élément de combustible nucléaire se casse, une substance radioactive peut être introduite dans l'eau de refroidissement et ainsi avoir une mauvaise influence sur le fonctionnement d'un réacteur nucléaire. Dans des cas graves, le fonctionnement du réacteur nucléaire doit être arrêté, et ainsi, cela peut se traduire par de sérieuses pertes économiques. Cependant, l'élément de combustible nucléaire tubulaire selon la présente invention peut surmonter les limites décrites ci-dessus afin d'améliorer la stabilité et la faisabilité économique du réacteur nucléaire.
Ci-après, la présente invention sera décrite de manière plus détaillée selon le mode de réalisation suivant.
Cependant, le mode de réalisation suivant doit être pris en considération uniquement dans le sens descriptif et pas à des fins de limitation.
Mode de réalisation 1 : Préparation de l'élément de combustible nucléaire tubulaire
Etape 1 : le combustible nucléaire U-Mo a été inséré dans un tube de gaine formé d'un alliage de zirconium pour préparer un élément de combustible nucléaire cylindrique.
Etape 2 : l'élément de combustible nucléaire cylindrique préparé à l'étape 1 a été comprimé pour préparer une plaque de combustible nucléaire rectangulaire.
Etape 3 : la plaque de combustible nucléaire préparée à l'étape 2 a été enroulée selon une forme de spirale afin de former un élément tubulaire. Ensuite une extrémité et l'autre extrémité qui est adjacente à la première extrémité de la plaque de combustible nucléaire ont été soudées entre elles afin de préparer un élément de combustible nucléaire tubulaire.
Le procédé pour préparer facilement l'élément de combustible nucléaire tubulaire selon la présente invention peut avoir un effet dans lequel la plaque de combustible nucléaire rectangulaire ayant le combustible nucléaire dans son matériau de revêtement est enroulée selon la forme de spirale. Et, selon l'élément de combustible nucléaire tubulaire préparé par le biais du procédé de préparation décrit ci-dessus, l'intérieur et l'extérieur de l'élément de combustible nucléaire tubulaire peuvent ne pas être complètement séparés l'un de l'autre, pour résoudre les phénomènes se produisant en raison de l'intérieur étanche de l'élément de combustible nucléaire tubulaire. Bien que l'intérieur et l'extérieur de l'élément de combustible nucléaire tubulaire soient complètement étanches, la saillie est formée sur la surface circonférentielle externe de l'élément de combustible nucléaire tubulaire pour fixer étroitement et intégrer les éléments de combustible nucléaire entre eux, dissipant ainsi plus facilement la chaleur générée à l'intérieur de l'élément de combustible nucléaire tubulaire. En outre, on peut obtenir une efficacité importante de dissipation de chaleur afin d'améliorer le rendement du réacteur de recherche ainsi qu'une stabilité, garantie par l'élément de combustible nucléaire tubulaire qui peut être doublement refroidi par l'eau de refroidissement.
Bien que les modes de réalisation préférés de la présente invention ont été décrits à des fins illustratives, l'homme du métier notera que différentes modifications, différents ajouts et différentes substitutions sont possibles, sans pour autant s'éloigner de la portée ni de l'esprit de l'invention telle que décrite dans les revendications jointes.
Claims (12)
- REVENDICATIONS1. Procédé pour préparer un élément de combustible nucléaire tubulaire, le procédé comprenant les étapes consistant à : (Etape 1) préparer une plaque de combustible nucléaire rectangulaire dans laquelle le combustible nucléaire est disposé dans son matériau de revêtement ; et (Etape 2) enrouler la plaque de combustible nucléaire préparée à l’étape 1 afin de former un tube, l'étape 1 comprenant les étapes consistant à : (Etape a) préparer un élément de combustible nucléaire dans lequel le combustible nucléaire est inséré dans un revêtement en forme de tube ; et (Etape b) comprimer l’élément de combustible nucléaire préparé à l’étape a afin de préparer la plaque de combustible nucléaire.
- 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel, à l'étape 2, la plaque de combustible nucléaire préparée à l'étape 1 est enroulée en forme de spirale afin de former un tube.
- 3. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la plaque de combustible nucléaire à l’étape 1 a une épaisseur d'environ 0,30 mm à environ 0,53 mm,
- 4. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la plaque de combustible nucléaire à l’étape 1 a une longueur d'environ 100 cm à environ 300 cm.
- 5. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la plaque de combustible nucléaire à l'étape 1 a une largeur d'environ 1,0 cm à environ 7,0 cm.
- 6. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le combustible nucléaire à l’étape 1 est le combustible nucléaire ü-Mo.
- 7. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le matériau de revêtement à l'étape 1 est un alliage à base d'aluminium et d'acier ou un alliage à base de zirconium et d ’ acier.
- 8. Procédé selon la revendication 1, comprenant -en outre l’étape consistant à former une saillie en spirale sur une surface circonférentielle externe de l’élément de combustible nucléaire tubulaire préparé après que l'étape 2 ait été réalisée.
- 9. Procédé selon la revendication 8, dans lequel la saillie en spirale est formée en soudant une extrémité sur l'autre extrémité qui est adjacente à la première extrémité de la plaque de combustible nucléaire ou en fixant un renforcement.
- 10. Elément de combustible nucléaire tubulaire préparé par le procédé de préparation selon la revendication 1.
- 11. Ensemble de combustible nucléaire comprenant l’élément de combustible nucléaire tubulaire selon la revendication 10.
- 12. Ensemble de combustible nucléaire selon la revendication 11, dans lequel les éléments de combustible nucléaire tubulaires ayant des diamètres différents sont agencés de manière concentrique.
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