L'invention vise plus particulièrement le traitement d'une telle poudre, du type oxyde, tel qu'UO2, obtenue en aval de l'étape visant à transformer en cet oxyde un composé, tel qu'UF6. La poudre ayant subi cette étape de conversion est alors soumise à une phase de réduction de la taille moyenne des particules qui la constituent.

L'obtention d'UO2 peut tre opérée de différentes façons.

Un premier mode, dit par voie humide, conduit à l'obtention d'agrégats grossiers, dont le diamètre moyen est d'environ 1 mm. Dans ce cas, l'étape de réduction de la taille moyenne des particules consiste à décaler le spectre granulométrique dans son ensemble, sans modifier l'allure générale de ce spectre. Ceci est obtenu, de manière habituelle, par broyage au moyen d'installations mécaniques, telles que par exemple des broyeurs à boulets, à marteaux ou à jet d'air. L'ensemble des particules formant la poudre combustible est soumis à l'action de ces broyeurs mécaniques.

Cette solution connue présente cependant certains inconvé- nients. Ainsi, les broyeurs à boulets ne permettent pas un débit important et induisent des problèmes de contamination liés à leur déchargement. Ils sont de surcroît bruyants et ne permettent pas de résoudre le problème de ré-agglomération de la poudre. Les broyeurs à marteaux, outre leur caractère bruyant, ne garantissent pas l'obtention de poudre d'une homogénéité satisfaisante.

Enfin, les broyeurs à jet d'air sont à l'origine de problèmes de colmatage et induisent des échauffements impor- tants, ce qui implique de travailler avec un débit peu élevé.

Il est également nécessaire d'adjoindre une installation de retraitement des gaz à de tels broyeurs.

Il existe également des procédés de conversion d'UF6 en UO2 utilisant une voie dite sèche et conduisant à l'obtention d'une

poudre plus fine que celle correspondant à la voie humide, formée de particules agrégées dont la taille moyenne est d'environ 100 micromètres. Cette poudre contient cependant des particules fluorées du type UO2F2, qui possèdent une taille plus importante que les particules constitutives du reste de la poudre. Lorsque ces particules fluorées dépassent une taille critique, d'environ 300 micromètres, elles sont à l'origine de problèmes notamment liés au frittage, de sorte qu'il est nécessaire de les éliminer.

A cette fin, il est connu de mettre en oeuvre un tamisage destiné à retenir les particules dont la taille est supérieure à la taille critique précédemment évoquée. La taille moyenne des particules s'écoulant au travers de ce tamis est donc infé- rieure à celle des particules admises en amont de ce dernier.

Contrairement aux techniques visant à décaler le spectre granulométrique dans son ensemble, on procède ici à un écrta- ge, qui contribue à modifier l'allure générale de ce spectre.

Les particules de taille élevée, retenues par les mailles du tamis, doivent tre soumises à des opérations visant à les recycler et à les déflorer en vue de leur mélange ultérieur avec des particules plus fines.

Cette solution mettant en oeuvre le tamisage présente également certains inconvénients. En effet, les particules ne s'écoulant pas au travers du tamis, forment ce que l'on appelle le"refus tamis"et doivent tre régulièrement évacuées, ce qui provoque des arrts fréquents dans la fabrication. Ces opéra- tions d'évacuation sont, la plupart du temps, mises en oeuvre de façon manuelle et se révèlent donc particulièrement contami- nantes.

Du fait de leur structure mécanique, les tamis possèdent une résistance limitée et sont sujets à des ruptures. Ceci implique alors de retraiter l'ensemble de la poudre s'étant écoulée au travers du tamis considéré. Cette fragilité implique également qu'il est nécessaire de procéder à un changement fréquent de ces tamis.

Les tamis endommagés peuvent tre réparés afin de limiter les coûts mais ces réparations ont pour conséquence de réduire la surface filtrante.

Dans le cas de poudres possédant une mauvaise coulabilité, l'utilisation de tamis induit un problème de colmatage, dû au fait que la poudre s'agglomère et obstrue le tamis. Il est alors nécessaire de mettre en oeuvre un décolmatage, par exemple par ultra-sons, ou bien encore par percussion, ce qui provoque alors une dégradation mécanique du tamis.

La présente invention se propose de mettre en oeuvre un procédé de traitement de poudre combustible nucléaire permet- tant de pallier 1'ensemble des inconvénients inhérents aux différents procédés de l'art antérieur évoqués ci-dessus.

A cet effet, elle a pour objet un procédé de traitement d'une poudre combustible nucléaire, du type oxyde, tel qu'UO2, ledit procédé étant réalisé notamment après une phase de conversion en ledit oxyde d'un composé, tel qu'UF6, ledit procédé comprenant une étape de passage de la poudre à travers une unité de réduction de la taille moyenne des particules de la poudre, induisant une modification de l'allure générale du spectre des particules, étape dans laquelle on retient, dans l'unité de réduction, des particules, dites grossières, dont la taille est supérieure à une taille prédéterminée, ou taille critique, alors qu'on laisse s'écouler librement des particu- les, dites fines, dont la taille est inférieure à ladite taille critique, caractérisé en ce qu'on réduit en continu dans l'unité de réduction, la taille des particules grossières, de manière à former des particules de taille inférieure à la taille critique, ou particules réduites, et on distribue les particules réduites dans l'écoulement libre des particules fines.

L'invention a également pour objet une installation de traitement d'une poudre en un matériau combustible nucléaire, du type renfermant un oxyde, tel qu'UO2, ladite installation étant disposée notamment en aval d'une unité de conversion en ledit oxyde d'un composé, tel qu'UF6, ladite installation comprenant une unité de réduction de la taille moyenne des particules formant la poudre, induisant une modification de l'allure générale du spectre des particules, ladite unité comportant des moyens de retenue de particules dites grossiè- res, dont la taille est supérieure à une taille prédéterminée,

ou taille critique, lesdits moyens de retenue étant propres à laisser s'écouler librement des particules dites fines, de taille inférieure à la taille critique, caractérisée en ce que ladite unité de réduction comprend également des moyens de réduction en continu des particules grossières, de manière à former des particules, dites réduites, de taille inférieure à la taille critique, ainsi que des moyens de distribution des particules réduites dans l'écoulement libre des particules fines.

L'invention permet de réaliser les objectifs précédemment mentionnés. En effet, le fait de réduire les particules dont la taille est supérieure à une taille critique, afin de les disperser parmi les particules s'écoulant librement permet, tout en n'autorisant pas le passage d'une fraction précise de la poudre, de s'affranchir de l'opération d'évacuation de cette fraction considérée, comme cela était le cas dans l'art antérieur faisant appel à des tamis. Le procédé conforme à l'invention s'avère donc nettement moins contaminant que ceux utilisant de tels tamis. Le procédé conforme à l'invention est également susceptible de fonctionner en continu, sans rupture sensible de flux et éventuellement au moyen de poudres succes- sives de natures différentes. Il permet également le traitement de poudres dont les débits sont à mme de varier de façon importante.

Le procédé conforme à l'invention possède une efficacité remarquable, dans la mesure où toutes les particules s'écoulant en aval des moyens de réduction possèdent effectivement une taille inférieure à la taille critique prédéterminée.

Le procédé conforme a 1'invention garantit, dans une large mesure, une absence de pollution, étant donné qu'il n'implique ni re-traitement de produits éventuellement éliminés, ni re- traitement d'éventuels fluides mis en oeuvre pour la réduction de la taille des particules.

L'installation de traitement de poudre combustible nucléaire conforme à l'invention est très flexible. En effet, elle est susceptible de traiter des produits dont l'enrichisse- ment, voire la nature, sont différents. Etant donné que l'installation conforme à l'invention est dépourvue de zone de

rétention de poudre, il n'est pas nécessaire de procéder à un quelconque nettoyage lors du passage d'un produit à un autre.

L'installation conforme à l'invention permet d'atteindre des débits élevés, qui peuvent par exemple tre de cinq à dix fois plus importants que ceux autorisés par le biais d'une installation de traitement faisant appel à des tamis. L'instal- lation de l'invention engendre des coûts de fonctionnement réduits par rapport à l'art antérieur. Elle garantit également une intégrité très satisfaisante de la poudre traitée, étant donné qu'elle permet d'éviter, dans une large mesure, tous les échauffements et n'induit donc aucun phénomène d'oxydation.

Etant donné que cette installation ne fait appel à aucun lubrifiant, la poudre, lors de son passage dans l'installation, n'est pas soumise à une contamination du fait de sa mise en contact avec un tel produit extérieur.

L'installation conforme à l'invention permet de s'affran- chir des problèmes de colmatage, grâce à 1'effet d'entraînement de la turbine qui l'équipe et qui provoque une aspiration de la poudre lors de son passage dans l'unité de réduction des particules.

L'installation conforme à l'invention est également d'une grande flexibilité en termes de réglages puisque la taille critique, au-dessus de laquelle des particules sont réduites, peut tre modulée de façon très simple en modifiant l'un des paramètres de l'installation intervenant dans la détermination de cette taille critique. De plus, une fois cette taille critique déterminée, aucun réglage supplémentaire n'est nécessaire.

L'invention va tre décrite ci-dessous, en référence aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs et dans lesquels : -la figure 1 est une vue schématique d'une installa- tion de traitement de poudre combustible nucléaire conforme à l'invention ; -la figure 2 est une vue en perspective éclatée, avec arrachements, des différents éléments constitutifs de l'unité de réduction des particules de l'installation de la figure 1 ;

-la figure 3 est une vue en coupe partielle diamé- trale de l'unité de réduction de la figure 2 ; et -la figure 4 est une coupe transversale du dessus, montrant une turbine et des lames de coupe appartenant à l'unité de réduction des particules illustrée aux figures 2 et 3.

La figure 1 représente, de manière schématique, une installation de traitement de poudre combustible nucléaire.

Cette installation est pourvue, à son extrémité supérieure, ou amont, d'une bride ou couronne 2 permettant l'accostage d'un conteneur 4 dont le fond est pourvu d'une vanne non représen- tée, par exemple du type guillotine. Ce conteneur est chargé d'une poudre combustible nucléaire obtenu par conversion, par exemple en voie sèche, destinée à transformer un composé initial tel qu'UF6 en un oxyde, tel qu'UO2.

La couronne 2 surmonte une canalisation 6 se prolongeant, à son extrémité inférieure, par une trémie conique 8 à double enveloppe. La canalisation 6 est pourvue, à son extrémité supérieure, d'une sonde de détection 12 propre à déceler la présence de poudre et se trouvant en relation avec une vanne automatique 14 destinée à obturer la canalisation en l'absence de poudre. Un régulateur de débit non représenté est prévu à l'extrémité aval de la canalisation 6, au niveau du raccorde- ment avec la trémie 8.

Cette trémie 8 est reliée, à son extrémité aval, à un détecteur de particules métalliques de type connu, désigné dans son ensemble par la référence 18. Ce détecteur, qui est muni d'une ligne de dérivation 20 propre à recueillir les impuretés métalliques est raccordé, via une tubulure intermédiaire 22, à une unité 24 de réduction des particules de poudre. Un piquage 25 d'alimentation en azote débouche à l'intérieur de l'unité de réduction 24, à l'extrémité aval de cette dernière.

Cette unité de réduction 24, qui sera décrite plus en détail dans ce qui suit, est reliée, à son extrémité aval, à un conduit de sortie 26 de l'installation, dans lequel circule la poudre combustible nucléaire traitée, qui est dirigée vers une unité de stockage 27. Ce conduit de sortie 26 est pourvu d'une vanne 28 destinée à en obturer sélectivement l'écoulement. Une

double canalisation 29 (ou recirculation) permet d'équilibrer la pression entre l'amont et l'aval de l'unité 24 de réduction des particules de poudre.

Les figures 2 et 3 illustrent l'unité de réduction 24 des particules, représentée à plus grande échelle que sur la figure 1.

Cette unité 24 comprend une trémie 30 d'admission de poudre à traiter, mise en communication avec l'extrémité aval de la tubulure 22 représentée à la figure 1. Cette trémie 30 est pourvue, à son extrémité inférieure, d'une collerette 32 qui affleure, comme le montre en particulier la figure 3, l'extrémité amont d'une chambre 34, dans laquelle sont logés 1'ensemble des éléments disposés en aval de la collerette 32.

Cette dernière prend appui, par l'intermédiaire d'une bride annulaire 36, contre l'extrémité supérieure d'une tte de micro-coupe désignée dans son ensemble par la référence 38.

Comme cela sera décrit de manière plus précise en réfé- rence à la figure 4, cette tte de micro-coupe 38 comporte deux flasques annulaires respectivement supérieur 40 et inférieur 42, entre lesquels sont disposées des lames 44. Le flasque supérieur 40 est en appui contre la face inférieure de la collerette 32 et contre un épaulement 46 dont est pourvu un rebord supérieur 48 de la chambre 34. Le flasque inférieur 42 est assujetti, par exemple par vissage, à un support 50, dont l'extrémité inférieure repose sur un châssis non représenté de l'installation.

La tte annulaire 38 reçoit, dans son volume intérieur, une turbine circulaire 52, comprenant deux flasques respective- ment supérieur 54 et inférieur 56, entre lesquels sont fixées des ailettes 58, qui seront représentées de manière plus précise à la figure 4. Le flasque supérieur 54 possède une extrémité supérieure tronconique 60 définissant un orifice amont 62 de la turbine 52, mis en communication avec l'extré- mité aval de l'entonnoir d'admission 30.

Le flasque inférieur 56 comporte un fond 64 prolongé par une collerette supérieure 66. Ce fond 64 est percé d'un orifice central destiné au passage d'un goujon 68, coopérant avec une rondelle 70 et un écrou 72 en vue de la fixation de la turbine

52 à un arbre 74 d'entraînement de la turbine, qui est relié à un moteur non représenté et est libre de tourner à l'intérieur du support 50. Une pièce de liaison 75, entourée d'un joint torique 75A, est intercalée entre le fond 64 et l'arbre 74.

Cette pièce 75 est fixée au fond par des pions 75B.

Un anneau inférieur de retenue 76, ou anneau d'usure, sur lequel est rapportée une bride 78 de profil correspondant, avec interposition d'un joint de section rectangulaire 80, est disposé entre les parois en regard du flasque inférieur 42 de la tte 38 et du fond 64 du flasque inférieur 56 de la turbine 52. Un tel agencement permet de maintenir l'anneau et d'éviter le passage de poudre non broyée.

La figure 4 illustre, à plus grande échelle que les figures 2 et 3, une partie des lames 44 équipant la tte de micro-coupe 38, ainsi qu'une des ailettes 58 équipant la turbine 52. Les lames 44 sont par exemple prévues au nombre de 180, à la périphérie de la tte de micro-coupe 38.

Chaque lame 44 présente, en vue de dessus, un profil globalement rectangulaire et possède deux faces 82,84 en dépouille, s'étendant de manière symétrique par rapport à l'axe principal A de cette lame. La section transversale de la lame augmente vers l'intérieur de la tte de coupe. Ces faces 82,84 présentent des angles de dépouille a, a', par rapport à l'axe A, qui sont compris entre 0 et 10°. Ces angles a et'peuvent tre identiques ou différents.

La distance d séparant deux lames 44 adjacentes, au niveau de leur extrémité intérieure évasée, est par exemple comprise entre 0,03 et 3 mm et, de préférence, entre 0,1 et 0,4 mm.

L'axe A de chaque lame est incliné, par rapport au diamètre D de la tte de coupe, selon un angle ß compris entre 0 et 10°, de préférence entre 1 et 5°. Cette inclinaison peut tre réglée de manière connue.

L'ailette 58, qui s'étend sur la périphérie extérieure de la turbine 52, présente une forme recourbée et comprend un corps 58A réalisé par exemple en acier inoxydable et terminé par une plaquette d'extrémité 58B réalisée en carbure de tungstène. Les faces en regard de l'extrémité intérieure des lames 44 et de la plaquette 58B de l'ailette 58 sont séparées

d'une distance d'comprise entre 0,3 et 0,6 mm, en fonction de l'usure des lames et de la turbine. En service, chaque ailette 58 est mise en rotation, selon la flèche F, à une vitesse comprise entre 6 000 et 12 000 tours par minute.

On va maintenant décrire la mise en oeuvre du procédé de traitement de poudre combustible nucléaire conforme à l'inven- tion, en faisant référence à l'ensemble des figures 1 à 4.

On accoste tout d'abord le conteneur 4 sur la couronne 2.

On procède ensuite aux ouvertures successives de la vanne du conteneur 4, de la vanne 28, et d'une vanne non représentée commandant l'alimentation du piquage 25 en azote. Puis, on initie la mise en marche du détecteur de particules 18 et on commande l'ouverture de la vanne automatique supérieure 14, de sorte que la poudre s'écoule depuis le conteneur 4 en direction de l'unité de réduction 24.

La poudre est admise dans l'unité de réduction 24 par l'intermédiaire de la trémie 30, puis s'écoule en direction de l'orifice amont 62 de la turbine. Elle se déverse ensuite sur la surface supérieure du flasque inférieur 56 de la turbine, et se trouve chassée de manière centrifuge du fait de la rotation à grande vitesse à laquelle est soumise cette turbine. Ces particules sont donc dirigée vers les lames 44 dont est munie la tte de micro-coupe 38.

Deux lames voisines définissent, par leurs faces latérales en regard, un chemin 86 le long duquel ne peut pas progresser une particule supérieure à une taille qu'il est possible de déterminer au préalable, encore dénommée taille critique.

Chaque couple de lames adjacentes 44 constitue donc un moyen de retenue des particules grossières. La taille critique est fonction de la distance d séparant les faces en regard de deux lames adjacentes, des angles d'inclinaison a et a'de ces faces, de l'angle d'inclinaison ß de chaque lame par rapport à l'axe diamétral D de la tte 38, ainsi que de la vitesse de rotation de la turbine 52.

Seules les particules de poudre dont la taille est inférieure à cette taille critique s'écoulent librement au travers du chemin 86 défini par l'ensemble des lames 44. Par écoulement libre, on entend un écoulement dans lequel les

particules ne sont pas affectées par l'action des lames 44. En revanche les particules dont la taille est supérieure à cette taille critique sont soumises à une réduction par broyage. Ce dernier est généré par l'action des plaquettes terminales 58B des ailettes 58, qui, lors de leur mouvement de rotation, cisaillent en continu les particules grossières contre les faces actives des lames 44.

Les particules réduites à une taille inférieure à la taille critique s'écoulent alors le long des chemins ménagés par chaque couple de lames adjacentes et sont dispersées dans l'écoulement des particules de taille inférieure à la taille critique, qui ne sont pas soumises à l'action des lames 44.

L'ensemble des chemins 86, dont la largeur augmente vers l'extérieur de la tte 38, du fait de la dépouille des lames 44, forme un trajet commun pour les particules fines et les particules réduites.

Les particules initialement admises à l'intérieur de la turbine 52 s'écoulent, éventuellement après avoir été réduites, vers l'extérieur de la tte de coupe 38 et sont admises dans la chambre 34. La taille moyenne des particules, en aval des lames 44, est inférieure à celle des particules en amont de ces lames, du fait de l'opération de broyage à laquelle sont soumises certaines de ces particules. L'unité de réduction 24 constitue donc une unité d'abaissement de la taille moyenne des particules, induisant une modification de l'allule générale du spectre de ces particules. L'écoulement des particules est dirigé par gravité vers le conduit de sortie 26, de manière à tre stockée dans un conteneur non représenté. Lorsque la sonde 12 détecte l'absence de poudre, la vanne supérieure 14 est fermée et un conteneur supplémentaire, analogue à celui 4 représenté à la figure 1, peut tre accosté au niveau de la couronne supérieure 2.

Dans les exemples décrits et représentés, il a uniquement été fait mention d'une installation de traitement globalement verticale, dans laquelle les particules progressent par gravité. Il est également possible de convoyer ces particules par d'autres voies, notamment grâce à des moyens pneumatiques.