Proceso cerámico

La primera operación es la recepción de bidones con el polvo de óxido uranio. El siguiente paso es el mezclado, etapa que consiste en la creación de una mezcla uniforme del polvo de óxido de uranio virgen (UO2), y del material limpio reciclado (U3O8) y habitualmente un formador de poros.

Después pasamos a la etapa de preprensado y granulado que consiste en prensar el polvo para formar una pastilla con una densidad mayor que una vez tamizada genera un polvo granulado que tiene buenas características de fluidez.

El polvo granulado es previamente mezclado con un polvo lubricante en un homogeneizador adecuado, para favorecer la formación de la pastilla en el prensado y garantizar la vida de la prensa.

Las pastillas prensadas pasan a un proceso de sinterizado, es decir, obtener pastillas con la apropiada densidad e integridad para uso en reactor nuclear. Se sinterizan las pastillas a altas temperaturas dando lugar a una mayor solidez y dureza a su estructura.

El siguiente paso es el rectificado. El combustible nuclear para un reactor está diseñado con un diámetro de pastilla y vaina específico. Este diámetro de la pastilla permite una separación determinada entre la pared interior de la vaina y la pastilla de acuerdo a plano

Finalmente las pastillas son medidas con métodos láser y examinadas superficialmente con sistemas robotizados de inspección por visión artificial mediante cámaras de alta definición. De esta forma, las pastillas que no cumplen los niveles de calidad marcados son identificadas y eliminadas

Recuperación del óxido de uranio por oxidación. Las pastillas eliminadas en cualquier etapa y especialmente en la de inspección son oxidadas y recuperadas como óxido de uranio reciclado que es introducido de nuevo en el mezclado.

Proceso mecánico

En esta segunda fase, primero se hace la fabricación de tapones. Para ello se recepcionan las barras de zircaloy a partir de las cuales se fabrican los tapones que, una vez inspeccionados, se emplean para cerrar las barras de combustible.

Para el proceso de fabricación de barras de combustible se parte de tubos a los que previamente se ha soldado por un extremo el tapón inferior y se procede a la carga de barras, es decir, se introducen las patillas en dichos tubos.

Una vez cargados, a los tubos se les coloca en su interior un muelle, el segundo tapón y, después de presurizarlos con un gas inerte, se suelda el segundo tapón, quedando la barra terminada. Una vez que la barra está terminada, es sometida a una serie de controles de calidad (ultrasonidos, radiografía, fugas de He, corrientes inducidas y escáneres) para verificar que cumple con todos los requisitos de especificación.

El siguiente paso es la fabricación del esqueleto, una estructura formada por barras, cabezales y rejillas, que, tras ser inspeccionada, servirá de soporte para ir insertando después las barras combustibles.

Montaje final: Debido a su diferente constitución, se establece una diferencia entre los elementos combustibles de tipo PWR y BWR.

De manera general, esta última operación del proceso consiste en la inserción de las barras de combustible en el esqueleto soporte, colocando finalmente cabezales y estructuras de soporte.

Los elementos combustibles son sometidos a diversas inspecciones, previamente a ser embalados en contenedores homologados para su transporte. Algunos diseños tienen una etapa de lavado previo a su embalaje.

Nuestra fábrica ha apostado, desde un principio, por un proceso continuado de desarrollo tecnológico de sus equipamientos de fabricación e inspección en colaboración con empresas punteras.

Desde la propia instalación desarrollamos los equipos y procesos necesarios para acometer la fabricación de los diferentes productos con la más alta seguridad, calidad y eficiencia. El desarrollo y optimización de los equipos de inspección y fabricación que utilizamos coloca a ENUSA en una situación privilegiada para suministrar equipos altamente avanzados con destino a las fábricas de combustible nuclear, línea de negocio que en la que llevamos trabajando desde hace varios años bien individualmente bien en colaboración con otros socios como Tecnatom.

Equipos avanzados de fabricación e inspección de combustible nuclear

• Sistemas de visión artificial para la inspección automática de pastillas
• Sistemas laser de medición de diámetros de pastillas
• Robots de manipulación de pastillas en verde
• Sistemas de inspección de soldadura de tapones a tubos combustibles por la técnica de ultrasonido
• Escáner pasivo para la inspección de barras combustibles de óxido de uranio y gadolinio
• Escáner activo para la inspección de barras combustibles de óxido de uranio
• Equipos de inspección de tubos combustibles por corrientes inducidas
• Sistemas robotizados de transporte y posicionamiento de barras para montaje de combustible
• Sistemas de visión artificial de inspección de soldaduras de sellado
• Sistemas automáticos de análisis de radiografías de soldadura
• Sistemas robotizados para inspección de fugas de barras combustibles