Download - Fabrica de combustibil nuclear pitesti
1
Fabrica de Combustibil Nuclear
A.
B.
C.
D.
, sucursal\ aSN Nuclearelectrica S.A este amplasat\ lâng\ora[ul Mioveni Arge[, la circa 25 km de Pite[ti.
Înfiin]at\ în anul 1992, fabrica este autorizat\ deAECL Canada ca furnizor de combustibil nucleartip CANDU 6, în prezent capacitatea de produc]ieasigurând necesarul de combustibil nuclearpentru Unitatea 1 [i 2 de la Cernavod\.
Combustibilul pentru centralele tip CANDU 6 esteproiectat având la baz\ uraniu natural, cu ocomponent\ izotopic\ de 0,7% U235 [i 99,3%U238. În func]ionarea centralei, U235 fisioneaz\,proces ce degaj\ c\ldur\. C\ldura degajat\ estepreluat\ de apa grea din circuitul primar alreactorului, transferat\ apei obi[nuite dincircuitul secundar prin intermediul schimb\toa-relor de c\ldur\, aburul rezultat ac]ionând turbinacare antreneaz\ generatorul electric.
Fabricarea combustibilului nuclear pentru re-actorii CANDU are urm\toarele etape principale:
Fabricarea pulberii de dioxid de uraniu;
Fabricarea pastilelor de UO ;
Fabricarea elementelor de combustibil;
Asamblarea fasciculelor de combustibil.
În FCN se fabric\ pastile de UO , elemente decombustibil [i se asambleaz\ fascicule decombustibil nuclear.
–
2
2
FCN- Pite[ti
Fascicul Combustibil Nuclear
2
A. Fabricarea pulberii de dioxid de uraniu
Etapele principale de ob]inere a pulberii de UOsunt urm\toarele:
2
Extragerea minereului de uraniu
Prelucrarea minereului de uraniu
Uraniul este un metal u[or radioactiv, cu ocompozi]ie izotopic\ de 0,7% U 235 [i 99,3% U238 destul de r\spândit în scoar]a terestr\.Uraniul este mai abudent ca aurul, argintul saumercurul, la fel de abundent ca zincul.Minereul de uraniu se extrage fie din cariere desuprafa]\, fie din mine de adâncime.
Minereul este prelucrat în uzinele de prepararepentru separarea uraniului din steril. Minereuleste sf\râmat [i apoi dizolvat. În cele mai multecazuri se folose[te acidul sulfuric, dar se potfolosi [i agen]i alcalini de solubilizare. Produsulob]inut la uzina de preparare este un concentrattehnic de uraniu numit [i .yellow cake
Rafinarea [i conversia
Concentratul tehnic de uraniu este supusopera]iei de purificare (rafinare), prin care seurm\re[te înl\turarea impurit\]ilor (borul,cadmiul [i lantanide) care absorb u[or neutroni.Concentratul tehnic este dizolvat în acid azoticob]inându-se azotatul de uranil. Solu]ia deazotat de uranil este alimentat\ în contracurentîntr-un proces de extrac]ie cu solven]i organici,rezultând azotatul de uranil pur. Urmeaz\opera]ii de precipitare-uscare [i reducere adiuranatului de amoniu, rezultând
sub forma de pulbere.
Dioxidul de uraniu, UO , unul dintre principaliioxizi ai uraniului, are aspect metalic de culoareneagr\, densitatea 10,96 Kg/m [i temperaturade topire 2176 C.
dioxidul deuraniu
2
3
o
FCN PITE TIŞ
3
B. Fabricarea pastilelor de UO2
Pentru ob]inerea pastilelor de dioxid de uraniu separcurg urm\toarele etape:
Pulberea de UO este precompactat\ apoibrichetele rezultate sunt sf\râmate. Materialulob]inut este trecut prin site cu ochiuri dedimensiuni geometrice controlate, rezultând unmaterial granulat, acesta fiind amestecat culian]i [i lubrefian]i. Toate aceste opera]ii suntdenumite generic Condi]ionarea pulberii de UO .
Condi]ionarea pulberii de UO2
2
2
Pastile crude de UO2
Pulberea condi]ionat\ este presat\ în matri]ecilindrice pe prese rotative, produsul rezultatfiind pastila crud\ de UO .2
4
Pastile sinterizate de UO2
Pastilele crude sunt supuse unui tratamenttermic în cuptoare cu atmosfer\ reduc\toare dehidrogen [i temperaturi de aprox. 1700º C, careconduce la ob]inerea unui material ceramic durcu densitatea de 10,5 - 10,7 Kg/dm .3
Pastile rectificate de UO2
Pentru ca pastilele sinterizate s\ îndeplineasc\cerin]ele specificate pentru forma, diametrul,calitatea suprafe]ei cilindrice [i gradul decur\]enie, acestea sunt supuse unei opera]ii derectificare urmat\ de un proces de sp\lare-uscare.
Coloane de pastile
Pastilele rectificate cu diametrul de circa 12,15mm [i lungimea de circa 16 mm sunt grupate încoloane de pastile cu lungimea de circa 480 mm.
FCN PITE TIŞ
5
C. Fabricarea elementelor
combustibile
Elementele combustibile, componente ale fas-ciculului combustibil, sunt constituite dintr-ocoloan\ de pastile introduse într-o teac\ dezircaloy, închis\ la cap\t cu dopuri.
Ob]inerea elementelor implic\ succesiuneaurm\toarelor opera]ii:
Din bara de zircaloy se fabric\ dopurile care aurolul de închidere a tecilor cu pastile la ambelecapete. Tabla de zircaloy este [tan]at\ în patine[i distan]ieri. Pe suprafa]a acestora se depuneprin evaporare în vid, beriliu.
Confec]ionarea dopurilor [i a pieselordistan]oare
Sudare / Brazare piese distan]oare pe]evile de zircaloy
Preg\tirea tecilor
Piesele distan]oare (patine [i distan]ieri) sefixeaz\ pe ]evi prin sudare în puncte, îmbinarearealizându-se prin brazare în vid, înc\lzirea fiindcu curen]i de înalt\ frecven]\, produsul rezultatfiind teaca de combustibil.
Pe interiorul tecii se depune un strat de grafiturmat de o uscare sub vid.
6
Element combustibil
Coloana de pastile este introdus\ în teac\, dup\care se realizeaz\ închiderea prin sudareaelectric\ prin presiune a dopurilor de cap\t.
Debavurare
Sudarea electric\ prin presiune se realizeaz\prin deformarea plastic\ a materialului tecii [idopului, deform\ri care genereaz\ bavuriexterne [i interne; cele externe se ajusteaz\ prinstrunjire.
Control tehnic de calitate
Pe toate fazele de fabrica]ie, piesele [i suban-samblele rezultate sunt supuse controalelor deproces [i controlului de calitate, în conformitatecu planul de control al calit\]ii.
FCN PITE TIŞ
7
D. Asamblarea fasciculelor
de combustibil
Fascicul combustibil
Controlul final de calitate
Ambalare
Elementele combustibile sunt pozi]ionate într-undispozitiv de asamblare, dup\ care se realizeaz\îmbin\rile între dopurile elementelor combus-tibile [i cele dou\ grile de cap\t prin sudare înpuncte.
Dup\ asamblarea fasciculului de combustibilacesta este supus unei serii de opera]ii de controlde calitate cum sunt: control vizual, dimensional,etan[eitate cu heliu etc. Toate datele de fabrica]ie[i control sunt consemnate în dosarul de istorieal calit\]ii, ata[at fiec\rui fascicul.
În vederea transportului la beneficiar, fasciculelesunt ambalate într-o lad\ de transport carecon]ine un num\r de 36 de buc\]i.
Un fascicul de combustibil nuclear CANDU 6este alc\tuit din 37 elemente de combustibilnuclear care con]in materialul nuclear sub form\de pastile, fixate la un cap\t [i la cel\lalt pe ogril\ în structur\ cilindric\. Distan]a întreelemente se realizeaz\ cu ajutorul unordistan]ieri, iar între fascicul [i canal cu patine deghidaj.
Principalele caracteristici ale fascicul decombustibil nuclear CANDU 6 sunt urm\toarele:
O înc\rc\tur\ complet\ a reactorului Candu 6este format\ dintr-un num\r de 4.560 defascicule cu o greutate total\ de circa 90.000 kgde uraniu natural.
Pe durata de via]\ în reactor, în medie un an dezile, un fascicul de combustibil nuclear CANDU6 produce o energie de 1.115 Mwh. Aceea[ienergie se poate ob]ine prin arderea decombustibil în termocentralele clasice astfel:
47.000 kg de combustibil conve]ional cuputere caloric\ de 7.000 Kcal./kg
1.110.000 kg huil\ cu putere caloric\ de3.200 kcal/kg
363.000 Nm de gaz natural cu puterecaloric\ de 8.050 Kcal/Nm
•
•
•3
3
lungime
greutate total\
materialul de structur\(]eav\, bar\, tabl\)
495 mm
diametru 103 mm
circa 24 kg
greutatea uraniului circa 19,8 kg;
aliaj de Zirconiude tipul Zircaloy-4
FCN PITE TIŞ
8