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WO1982002453A1 - Casing for the underwater storage of irradiated fuel assemblies and method for making such casing - Google Patents

Casing for the underwater storage of irradiated fuel assemblies and method for making such casing Download PDF

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Publication number
WO1982002453A1
WO1982002453A1 PCT/FR1981/000175 FR8100175W WO8202453A1 WO 1982002453 A1 WO1982002453 A1 WO 1982002453A1 FR 8100175 W FR8100175 W FR 8100175W WO 8202453 A1 WO8202453 A1 WO 8202453A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
nickel
boron carbide
coating
particles
layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/FR1981/000175
Other languages
French (fr)
Inventor
Framatome
Francaise Metallisation Compagnie
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Areva NP SAS
Original Assignee
Framatome SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Framatome SA filed Critical Framatome SA
Priority to BR8108942A priority Critical patent/BR8108942A/en
Publication of WO1982002453A1 publication Critical patent/WO1982002453A1/en
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Ceased legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21FPROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
    • G21F9/00Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
    • G21F9/28Treating solids
    • G21F9/34Disposal of solid waste
    • G21F9/36Disposal of solid waste by packaging; by baling

Definitions

  • the invention relates to a case for the storage under water of irradiated fuel assemblies and to a method for producing such a case.
  • these boxes are generally constituted by a seemingly elepipedic envelope made of stainless steel with square section of sufficient dimensions to receive a combustible assembly, open at one of its ends and coated externally with a neutron absorbing material .
  • these boxes rest by their lower base on supports common to a set of boxes where they are arranged side by side so that the fuel assemblies can be stored under water, vertically, inside the pool of the combustible.
  • the square section fuel assemblies used in nuclear reactors have a very high height compared to their transverse dimensions, so that the assemblies storage boxes themselves have a very elongated shape.
  • the neutron absorbing coatings deposited on the external faces of the cases must contain a quantity of boron carbide per unit area of the case sufficient to ensure efficient absorption of the neutrons emitted by the irradiated assemblies.
  • boron 10 which is the absorbent element contained in the boron carbide, on a cm 2 of surface , which represents approximately 0.146 g of boron carbide for the same surface.
  • housings for the storage of irradiated fuel constituted by a metal casing coated with debored carbide particles coated in a metallic material such as nickel.
  • Such a coating can be obtained by spraying at a high temperature a mixture of nickel powder and boron carbide, on the external surface of the housing, using a plasma torch.
  • a plasma torch to obtain a sufficient density of absorbent material on the surface of the housing, it is necessary to deposit relatively thick layers of coating, for example with a thickness of 3 to 6 mm. It is indeed necessary to use a relatively large proportion of nickel powder in the powder mixture, in order to ensure good adhesion of the coating to the substrate.
  • the boxes currently known therefore have relatively large wall thicknesses, which significantly increase their mass and their size-in-transverse directions.
  • the object of the invention is therefore to propose a case for the storage under water of irradiated fuel assemblies with square section constituted by a metal rectangular cubicle with square section of sufficient dimensions to receive a fuel assembly, open to at least one at its two ends and coated externally with a neutron absorbing material constituted by particles of boron carbide coated in a metallic binder constituted by nickel, this casing having to have a rigidity and an adequate capacity for absorbing neutrons, while being a reduced mass and transverse size.
  • the thickness of the metal envelope is between 1.5 and 2.5 mm and the thickness of the neutron absorbing coating is at most equal to 2 mm, 'the mass of boron carbide per cm2 of surface of the housing being greater than 0.146 g over the entire external surface thereof, with the exception of the areas adjacent to the edges.
  • Example 1 A tubular envelope of stainless steel was made with a length slightly greater than 4 meters and a diameter of 2-8 ⁇ n, from a sheet of thickness 2 mm.
  • this neutron absorbing coating layer For the production of this neutron absorbing coating layer, a plasma torch with a power of 40 kW is used. ensuring the projection of a powder formed of particles of boron carbide coated with nickel.
  • Boron carbide is used in the form of a powder whose grains have a size of between 60 and 100 microns for the preparation of a coated powder with which the plasma torch will be fed.
  • an initiation layer of palladium is deposited on the calibrated grains of boron carbide by transferring the powder into a solution containing a few grams of sodium nitrite per liter, a few ppm of palladium. per liter and a few drops of wetting agent. After immersion, the powder is drained and then dried for two hours at 110 °.
  • the boron carbide grains then have a very thin surface layer of adsorbed palladium which is a practically monoatomic layer.
  • This powder is then introduced, comprising the initiation layer, into coating tubes closed at each of their ends by wire cloths making it possible to retain the powder inside the tube.
  • the coating tubes are then moved continuously in a chemical nickel plating bath of the Kanigen type. During its stirring in the nickel-plating bath, the powder of boron carbide is covered with a layer of nickel which thickens over time. During various tests, the treatment was extended to obtain grains of boron carbide coated with nickel, in which the mass of the boron carbide relative to the weight of nickel represents from 20 to 50%.
  • the coating tubes are rinsed and the nickel-coated carbide powder is collected and dried in an oven for 2 hours at 120 °.
  • the powder is then ready to be used for projection in the plasma torch.
  • a powder comprising, by mass, one third of boron carbide and two thirds of nickel, was used to feed the plasma torch which operates under the following conditions:
  • a coating with a thickness of 1 mm was made on the surface lateral lateral view of the tubular casing which, taking into account the concentration of boron carbide in the powder, provides the desired density of neutron absorbing elements per cm 2 of the surface of the casing, with the exception of the areas masked by the caches.
  • the tubular envelope is rotated about its axis at constant speed and the torch moves in a direction parallel to the axis of the tubular envelope. It is also possible to use several torches, each moving over a portion of the length of the tubular casing, to reduce the duration corresponding to the coating.
  • the tubular casing Prior to the plasma torch deposition operation, the tubular casing can be preheated to a temperature allowing better adhesion of the particles at the time of their projection.
  • Each of the particles of boron carbide coated with high density nickel is projected onto the substrate at high speed with high kinetic energy and is welded to it at the time of impact by temperature rise and by mechanical effect.
  • the softening of the surface layer of nickel and its heating indeed allow very effective attachment to the substrate or the coating layer itself at the time of impact. It has also been realized that a chemical deposit of nickel on the particles of boron carbide leads to better adhesion of the particles, during the formation of the coating than an electrolytic deposit of nickel, because of the melting point more bottom of the chemical deposit.
  • the thickness of the nickel layer deposited on the grains of boron carbide has a thickness of between 2 and 10 microns for 80% of the particles which have been tested. We were able to make sure Check by these controls that the boron carbide grains are completely coated with a nickel layer at the end of the treatment which has been described.
  • the coating process which has just been described makes it possible to obtain an extremely homogeneous coating, each of the grains of the powder brought to the torch having practically the composition of boron carbide and nickel of the deposit to be produced on the casing.
  • the tubular envelope After coating, the tubular envelope is cooled to room temperature and then put into the form of a parallelepiped with a square section of 22 cm side, by cold deformation.
  • the folding of the tubular envelope for the realization of the edges of the parallelepiped is done according to the generatrices located under the covers along which no coating deposition has been made. This prevents bursting of the coating during the final mechanical shaping of the parallelepiped.
  • the dimensions and the precise geometry of the envelope of the casing are obtained after coating, so that the possible deformations of the tubular envelope at the time of its preheating and at the time of the plasma deposition have no effect on the shape and the precision. final dimensional of the case.
  • the method described therefore made it possible to obtain a thin-walled barber comprising an effective absorbent layer but of small thickness.
  • the coating deposition operation can be completed with a plasma rack, by feeding the torch with nickel or stainless steel powder so as to make a layer of a thickness close to 200 microns above the coating layer comprising the carbide boron, which eliminates the roughness of the coating due to B4C.
  • the extremely smooth and continuous nickel or stainless steel surface layer plays a role protective for the coating layer.
  • Example 2 A stainless steel box of parailelepipedic shape was produced.
  • the unit which has undergone chemical degreasing and then electrolytic degreasing is subjected to a chemical depassivation treatment in hydrochloric or fluonitric bath.
  • the box is then placed in a large electrolysis tank filled with a bath containing NiCl2 at the rate of 250 g per liter and hydrochloric acid at the rate of 130 g per liter.
  • An electrolytic depassivation treatment is then carried out in two phases on the external surface of the housing. During the first phase, or anode phase, lasting 15 seconds, the box constitutes the anode and the density of electrolysis current is 1 to 2 amperes per dm2.
  • the box constitutes the cathode and the electrolysis current is 3 amperes per dm2.
  • the four faces of the case are then pre-nickeled, inside the electrolysis tank containing a working bath comprising NiSO4 at a rate of 280 g per liter of NiCl2 at a rate of 45 g per liter, H3BO3 at a rate of 45 g per liter, as well as a few milliliters of a wetting agent.
  • the duration of this treatment is half an hour and the current density is 4 amperes per cm2.
  • a set of operations aimed at obtaining an absorbent coating, by rotating the box a quarter of a turn between each deposition of boron carbide powder, after fixing the last deposited layer.
  • These operations successively include the constitution of a regular layer of particles of boron carbide B4C on one face of the case, the electrolytic deposition of nickel through the layer of powder of
  • the entire housing is placed in the electrolysis tank so that the nickel layers grow at the same time on all four sides sides of the case.
  • a powder was used consisting of B4C particles with a maximum dimension of 200 microns and each of the layers of boron carbide deposited by gravity on the faces of the housing had a thickness identical to the maximum dimension of the particles, ie say 200 microns. In this way, unwanted overlaps of the particles are avoided and the thickness / neutron efficiency of the coating is improved.
  • the coating is therefore constituted by a superposition of monolayers, that is to say layers of powder constituted by grains arranged side by side with a minimum of superposition of several grains, these monolayers being linked together by the deposition of nickel.
  • the nickel deposits between the boron carbide particles are obtained using an electrolysis bath identical to that used for pre-nickel plating and a current density of 2 amperes per cm2. Each of the successive electrolysis operations is continued for half an hour.
  • the coating operation is terminated by an electrolysis of 2 hours with a current density of 2 rear per dm2 in order to definitively fix the particles of coating and producing a continuous layer of nickel on top of the layers of bor carbide particles coated with nickel.
  • the box is then removed from the rinsed and dried electrolysis tank.
  • Example 3 Operations similar to those which have been described in connection with Example 2 are carried out on a stainless steel casing of parallelepiped shape and using a chemical bath instead of an electrolytic bath.
  • the operations carried out are identical, namely a pre-nickel plating of the substrate, then a gravitational deposition of a first layer of boron carbide particles, then a chemical nickel plating allowing the bonding of the particles, followed by a new deposition of a monolayer of boron carbide particles which are then bonded together by chemical deposition of a nickel layer, these successive operations continuing until the moment.
  • the coating contains a sufficient quantity of boron carbide per cm2.
  • the invention is not limited to the embodiments which have just been described, on the contrary it includes all variants thereof.
  • the neutron absorbing coating can be produced on the housing by a method different from those which have been described above, that this deposition can be carried out both on the housing having its final shape and on a blank which is then shaped and that the metal envelope can be made of a metallic material other than stainless steel, for example aluminum.
  • the thickness of the metal casing can be different from 2 mm. but however in the case of boxes for the storage of fuel assemblies under water, it is necessary that this thickness is between 1.5 and 2.5 mm, to reconcile both " the requirements concerning the mechanical strength of the box and the heat exchanges between the fuel assembly contained in the box and the pool water.
  • the invention applies not only to the storage of fuel assemblies for a water nuclear reactor but it also applies to the transport of irradiated materials using boxes according to the invention as transoort containers.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)

Abstract

Le boitier pour le stockage sous eau d'assemblages combustibles comporte une enveloppe metallique parallelepipedique revetue exterieurement d'une matiere absorbant les neutrons. L'epaisseur de l'enveloppe metallique est comprise entre 1,5 et 2,5 mm et l'epaisseur du revetement est au plus egale a 2 mm. La masse de carbure de bore par cm2 de surface du boitier est superieur a 0,146 g. Le revetement peut etre obtenu par projection au chalumeau a plasma de grains de carbure de bore entierement enrobes dans du nickel ou par depot gravitaire de carbure de bore fixe sur le boitier par depot electrolytique ou chimique de nickel. L'invention s'applique au stockage d'assemblages combustibles en piscine du combustible.The casing for the underwater storage of fuel assemblies comprises a parallelepipedic metal envelope coated on the outside with a neutron-absorbing material. The thickness of the metal envelope is between 1.5 and 2.5 mm and the thickness of the coating is at most equal to 2 mm. The mass of boron carbide per cm2 of case surface is greater than 0.146 g. The coating can be obtained by projection with a plasma torch of boron carbide grains completely coated in nickel or by gravity deposit of boron carbide fixed on the case by electrolytic or chemical deposit of nickel. The invention applies to the storage of fuel assemblies in a fuel pool.

Description

"Boitier pour le stockage sous eau d'assemblages combustibles irradiés et procédé de réalisation d'un tel boitier" "Case for the storage under water of irradiated fuel assemblies and method for producing such a case"

L'invention concerne un boitier pour le stockage sous eau d'assemblages combustibles irradiés et un procédé de réalisation d'un tel boitier.The invention relates to a case for the storage under water of irradiated fuel assemblies and to a method for producing such a case.

Dans le domaine de l'exploitation des réacteurs nucléaires, en particulier les réacteurs nucléaires à eau, il est nécessaire de stocker ou de transporter des matériaux radio-actifs, tels que des assemblages combustibles irradiés sortant du coeur du réacteur et pour améliorer les conditions de stockage ou de transport de ces matériaux, il est nécessaire de disposer de boitiers dont les parois absorbent les neutrons émis par ces matières, En particulier il est souhaitable de disposer de boitiers de stockage des assemblages combustibles irradiés dans la piscine du combustible, comportant des parois en un matériau ayant une bonne capacité d'absorption des neutrons, pour limiter la radio-activité dans la piscine du combustible et à son voisinage. Dans le cas des réacteurs nucléaires à eau, ces boitiers sontgénéralement constitués par une enveloppe parai lélépipédique en acier inxoydable â section carrée de dimensions suffisantes pour recevoir un assemblage combustible, ouverte à l'une de ses extrémités et revêtue extérieurement par une matière absorbant les neutrons. Dans la piscine du combustible, ces boitiers reposent par leurbase inférieure sur des supports communs à un ensemble de boitiers où ils sont disposés côté à côte de façon que les assemblages combustibles puissent être stockés sous eau, verticalement, à l'intérieur de la piscine du combustible. Les assemblages combustibles à section carrée utilisés dans les réacteurs nucléaires ont une hauteur très importante par rapport à leurs dimensions transversales, si bien que les boitiers de stockage des assemblages ont eux-mêmes une forme très allongée.In the field of the operation of nuclear reactors, in particular nuclear water reactors, it is necessary to store or transport radioactive materials, such as irradiated fuel assemblies leaving the reactor core and to improve the conditions of storage or transport of these materials, it is necessary to have boxes whose walls absorb the neutrons emitted by these materials, In particular it is desirable to have boxes for storing irradiated fuel assemblies in the fuel pool, comprising walls made of a material with good neutron absorption capacity, to limit radioactivity in the fuel pool and in its vicinity. In the case of nuclear water reactors, these boxes are generally constituted by a seemingly elepipedic envelope made of stainless steel with square section of sufficient dimensions to receive a combustible assembly, open at one of its ends and coated externally with a neutron absorbing material . In the fuel pool, these boxes rest by their lower base on supports common to a set of boxes where they are arranged side by side so that the fuel assemblies can be stored under water, vertically, inside the pool of the combustible. The square section fuel assemblies used in nuclear reactors have a very high height compared to their transverse dimensions, so that the assemblies storage boxes themselves have a very elongated shape.

Il est nécessaire de maintenir entre les boitiers constituant un ratelier ou rack de stockage, un espace suffisant peur assurer un contact thermique adéquat entre l'eau de la piscine du réacteur et le boitier et pour assurer un effet modérateur suffisant. Pour assurer qu'une lame d'eau suffisante existe entre les faces des boitiers, il faut que ceux-ci présentent des dimensions et une géométrie parfaitement contrôlées. On prévoit donc généralement des boitiers d'une grande rigidité per-mettant d'assurer une tenue mécanique suffisante et un maintien des écarts entre les faces des boitiers à l'intérieur du rack de stockage. L'enveloppe métallique de ces boitiers est donc d'une épaisseur relativement importante, par exemple de l'ordre de 3 à 4 mm.It is necessary to maintain between the boxes constituting a rack or storage rack, sufficient space to ensure adequate thermal contact between the water of the reactor pool and the box and to ensure a sufficient moderating effect. To ensure that a sufficient layer of water exists between the faces of the boxes, they must have perfectly controlled dimensions and geometry. Provisions are therefore generally made for very rigid boxes allowing sufficient mechanical strength and maintaining the gaps between the faces of the boxes. inside the storage rack. The metal envelope of these boxes is therefore of relatively large thickness, for example of the order of 3 to 4 mm.

D'autre part, les revêtements absorbant les neutrons déposés sur les faces externes des boitiers doivent contenir une quantité de carbure de bore par unité de surface du boitier suffisante pour assurer une absorption efficace des neutrons émis par les assemblages irradiés.On the other hand, the neutron absorbing coatings deposited on the external faces of the cases must contain a quantity of boron carbide per unit area of the case sufficient to ensure efficient absorption of the neutrons emitted by the irradiated assemblies.

Pour obtenir une absorption efficace des neutrons par un revêtement déposé sur la surface externe latérale du boitier, il est nécessaire d'avoir au moins 20 mg de bore 10 qui est l'élément absorbant contenu dans le carbure de bore, sur un cm2 de surface, ce qui représente environ 0,146 g de carbure de bore pour la même surface.To obtain efficient absorption of neutrons by a coating deposited on the lateral external surface of the housing, it is necessary to have at least 20 mg of boron 10 which is the absorbent element contained in the boron carbide, on a cm 2 of surface , which represents approximately 0.146 g of boron carbide for the same surface.

On connaît des boitiers de stockage d'assemblages combustibles irradiés dont le revêtement externe absorbant les neutrons est constitué par des particules de carburede bore fixées sur la paroi à revêtir par un liant organique tel qu'une résine polymère. Pour des durées de stockage importantes en piscine du combustible, il est impossible d'utiliser des boitiers comportant un tel revêtement sur leur surface externe car les résines polymères risquent d' être détruites lors d'un séjour prolongé dans l ' eau de la piscine du combustible. D' autre part, de telles résines polymètεs enrobant le carbure de bore constituent un isolant thermique entre l'assemblage contenu à l ' intérieur du boitier et l ' eau de la piscine du combustible.There are known boxes for storing irradiated fuel assemblies whose external neutron absorbing coating consists of boron carbide particles fixed on the wall to be coated with an organic binder such as a polymer resin. For long storage periods in fuel pools, it is impossible to use boxes having such a coating on their external surface because the polymer resins risk being destroyed during a prolonged stay in the pool water. combustible. On the other hand, such polymer resins coating boron carbide constitute a thermal insulator between the assembly contained inside the casing and the water of the fuel pool.

On connaît également des boitiers pour le stockage de combustible irradiés constitués par une enveloppe métallique revêtue de particules de carbure debore enrobées dans un matériau métalliG "ue tel que le nickel .Also known are housings for the storage of irradiated fuel constituted by a metal casing coated with debored carbide particles coated in a metallic material such as nickel.

Un tel revêtement peut êtce obtenu par projection à haute température d' un mélange de poudre de nickel et de carbure de bore, sur la surface externe du boitier, à l ' aide d'un chalumeau à plasma. Cependant, pour obtenir une densité suffisante de matériau absorbant sur la surface du boitier, il est nécessaire de déposer des couches relativement épaisses de revêtement, par exemple d' une épaisseur de 3 à 6 mm. Il est en effet nécessaire d 'utiliser une proportion de poudre de nickel dans le mélange de poudre relativement importante, pour assurer une bonne adhés ion du revêtement sur le substrat.Such a coating can be obtained by spraying at a high temperature a mixture of nickel powder and boron carbide, on the external surface of the housing, using a plasma torch. However, to obtain a sufficient density of absorbent material on the surface of the housing, it is necessary to deposit relatively thick layers of coating, for example with a thickness of 3 to 6 mm. It is indeed necessary to use a relatively large proportion of nickel powder in the powder mixture, in order to ensure good adhesion of the coating to the substrate.

Si on utilise des épaisseurs plus faibles de revêtement, celui-ci ne possède plus de propriétés absorbantes suffis antes .If smaller thicknesses of the coating are used, the latter no longer has sufficient absorbent properties.

On connaît également ces plaques absorbantes en acier au bore mais l'épaisseur nécessaire pour obtenir un effet absorbant suffisant est de l'ordre de 8 à 9 mm.These boron steel absorbent plates are also known. but the thickness necessary to obtain a sufficient absorbent effect is of the order of 8 to 9 mm.

Les boitiers connus actuellement ont donc des épaisseurs de parois relativement importantes, qui augmentent sensiblement leur masse et leur encomb-rement-dans les directions transversales.The boxes currently known therefore have relatively large wall thicknesses, which significantly increase their mass and their size-in-transverse directions.

Le but de l'invention est donc de proposer un boitier pour le stockage sous eau d'assemblages combustibles irradiés à section carrée constitué par une enveloppe parallélépipédique métallique à section carrée de dimensions suffisantes pour recevoir un assemblage combustible, ouverte à l'une au moins de ses deux extrémités et revêtue extérieurement par une matière absorbant les neutrons constituée par des particules de carbure de bore enrobées dans un liant métallique constitué par du nickel, ce boitier devant avoir une rigidité et une capacité d'absorption des neutrons suffisantes, tout en étant d'une masse et d'un encombrement transversal réduits.The object of the invention is therefore to propose a case for the storage under water of irradiated fuel assemblies with square section constituted by a metal rectangular cubicle with square section of sufficient dimensions to receive a fuel assembly, open to at least one at its two ends and coated externally with a neutron absorbing material constituted by particles of boron carbide coated in a metallic binder constituted by nickel, this casing having to have a rigidity and an adequate capacity for absorbing neutrons, while being a reduced mass and transverse size.

Dans ce but, l'épaisseur de l'enveloppe métallique est comprise entre 1,5 et 2, 5mm et l'épaisseur du revêtement absorbant les neutrons est au plus égale à 2 mm,' la masse de carbure de bore par cm2 de surface du boitier étant supérieure à 0,146 g sur toute la surface externe de celui-ci, à l'exception des zones voisines des arêtes.For this purpose, the thickness of the metal envelope is between 1.5 and 2.5 mm and the thickness of the neutron absorbing coating is at most equal to 2 mm, 'the mass of boron carbide per cm2 of surface of the housing being greater than 0.146 g over the entire external surface thereof, with the exception of the areas adjacent to the edges.

Afin de bien faire comprendre l'invention, on va décrire à titre d'exemple non limitatif, plusieurs exemoles de réalisation d'un boitier pour le stockage d'assemblages combustibles irradiés dans la piscine du combustible d'un réacteur nucléaire à eau. Exemple 1 : On a réalisé une enveloppe tubulaire en acier inoxydable d'une longtieur un peu supérieure à 4 mètres et d'un diamètre de 2-8αn, à partir d'une tôle d'épaisseur 2 mm.In order to clearly understand the invention, there will be described by way of non-limiting example, several examples of making a case for the storage of irradiated fuel assemblies in the fuel pool of a nuclear water reactor. Example 1: A tubular envelope of stainless steel was made with a length slightly greater than 4 meters and a diameter of 2-8αn, from a sheet of thickness 2 mm.

On a placé le long de 4 génératrices de cette enveloppe tubulaire disposées pour deux d'entre elles dans un premier plan passant par l'axe de l'enveloppe tubulaire et pour les deux autres dans le plan perpendiculaire au premier plan passant par l'axe de l'enveloppe tubulaire, des caches permettant de masquer chacun une zone d'une largeur d'environ 20 mm sur la surface latérale de l'enveloppe tubulaire.We placed along 4 generatrices of this tubular envelope arranged for two of them in a first plane passing through the axis of the tubular envelope and for the other two in the plane perpendicular to the first plane passing through the axis of the tubular envelope, covers making it possible to mask each an area with a width of approximately 20 mm on the lateral surface of the tubular envelope.

On effectue ensuite un dépôt de particules de carbure de' bore enrobées de nickel sur cette enveloppe tubulaire munie de ses caches en utilisant un chalumeau au plasma aàment é par des poudres enrobées.Next, a deposit of particles of boron carbide coated with nickel is carried out on this tubular casing provided with its covers, using a plasma torch amented with coated powders.

Pour la réalisation de cette couche de revêtement absorbant les neutrons, on utilise un chalumeau à plasma d'une puissance ce 4 0 KW assurant la projection d'une poudre formée de particules de carbure de bore revêtues de nickel.For the production of this neutron absorbing coating layer, a plasma torch with a power of 40 kW is used. ensuring the projection of a powder formed of particles of boron carbide coated with nickel.

On utilise du carbure de bore sous forme d'une poudre dont les grains ont une taille comprise entre 60 et 100 microns pour l'élaboration d'une poudre enrobée avec laquelle on alimentera la torche à plasma. Pour la fabrication de la poudre enrobée, on procède au dépôt d'une couche d'initiation de palladium sur les grains de carbure de bore calibrés en iπraergeant la poudre dans une solution contenant quelques grammes de nitrite de sodium par litre, quelques ppm de palladium par litre et quelques gouttes de mouillant. Après immersion, on égoutte la poudre puis on la sèche pendant deux heures à 110°.Boron carbide is used in the form of a powder whose grains have a size of between 60 and 100 microns for the preparation of a coated powder with which the plasma torch will be fed. For the manufacture of the coated powder, an initiation layer of palladium is deposited on the calibrated grains of boron carbide by transferring the powder into a solution containing a few grams of sodium nitrite per liter, a few ppm of palladium. per liter and a few drops of wetting agent. After immersion, the powder is drained and then dried for two hours at 110 °.

Les grains de carbure de bore présentent alors une très fine couche superficielle de palladium adsorbé qui est une couche pratiquement monoatomique. On introduit alors cette poudre comportant la couche d'initiation dans des tubes d'enrobage fermés à chacune de leurs extrémités par des toiles métalliques permettant de retenir la poudre à l'intérieur du tube.The boron carbide grains then have a very thin surface layer of adsorbed palladium which is a practically monoatomic layer. This powder is then introduced, comprising the initiation layer, into coating tubes closed at each of their ends by wire cloths making it possible to retain the powder inside the tube.

Les tubes d'enrobage sont alors déplacés de façon continue dans un bain de nickelage chimique du type Kanigen. Pendant son agitation dans le bain de nickelage, la poudre de carbure de bore se recouvre d'une couche de nickel qui s'épaissit au cours du temps. Au cours de différents essais, on a prolongé le traitement pour obtenir des grains de carbure de bore enrobes de nickel, dans lesquels la masse du carbure de bore par rapport au poids de nickel représente de 20 à 50 %.The coating tubes are then moved continuously in a chemical nickel plating bath of the Kanigen type. During its stirring in the nickel-plating bath, the powder of boron carbide is covered with a layer of nickel which thickens over time. During various tests, the treatment was extended to obtain grains of boron carbide coated with nickel, in which the mass of the boron carbide relative to the weight of nickel represents from 20 to 50%.

En fin d'opération, les tubes d'enrobage sont rincés et la poudre de carbure enrobée de nickel est récupérée et séchée à l'étuve pendant 2 heures à 120°.At the end of the operation, the coating tubes are rinsed and the nickel-coated carbide powder is collected and dried in an oven for 2 hours at 120 °.

La poudre est alors prête pour servir à la projection dans la torche à plasma.The powder is then ready to be used for projection in the plasma torch.

On a utilisé une poudre comportant en masse, un tiers de carbure de bore et deux tiers de nickel, pour alimenter la torche à plasma qui fonctionne dans les conditions suivantes :A powder comprising, by mass, one third of boron carbide and two thirds of nickel, was used to feed the plasma torch which operates under the following conditions:

- courant d'alimentation : 700 ampères sous 30 volts - débit d'argon : 30 m3 par heure- supply current: 700 amperes at 30 volts - argon flow: 30 m3 per hour

- débit de poudre : environ 2 kg par heure.- powder flow: approximately 2 kg per hour.

On a réalisé un revêtement d'une épaisseur de 1 mm sur la surface latérale externe de l'enveloppe tubulaire qui, compte tenu de la concentration du carbure de bore dans la poudre, fournit la densité voulue d'éléments absorbant les neutrons par cm2 de la surface de l'enveloppe, à l'exception des zones masquées par les caches. - Pendant toute l'opération de revêtement, l'enveloppe tubulaire est en rotation autour de son axe à vitesse constante et le chalumeau se déplace dans une direction parallèle à l'axe de l'enveloppe tubulaire. On peut également utiliser, plusieurs chalumeaux se déplaçant chacun sur une portion-de la longueur de l'enveloppe tubulaire, pour diminuer la durée correspondant au revêtement.A coating with a thickness of 1 mm was made on the surface lateral lateral view of the tubular casing which, taking into account the concentration of boron carbide in the powder, provides the desired density of neutron absorbing elements per cm 2 of the surface of the casing, with the exception of the areas masked by the caches. - During the entire coating operation, the tubular envelope is rotated about its axis at constant speed and the torch moves in a direction parallel to the axis of the tubular envelope. It is also possible to use several torches, each moving over a portion of the length of the tubular casing, to reduce the duration corresponding to the coating.

Préalablement à l'opération de dépôt au chalumeau au plasma, 1 ' enveloppe tubulaire peut être préchauffée à une température permettant une meilleure adhésion des particules au moment de leur projection.Prior to the plasma torch deposition operation, the tubular casing can be preheated to a temperature allowing better adhesion of the particles at the time of their projection.

Par rapport aux techniques antérieures où l'on utilisait un mélange de poudre de carbure de bore et. de nickel, les grains de carbure de bore entièrement revêtus de nickel ne subissent aucune oxydation à haute température à la sortie du chalumeau à plasma et le dépôt obtenu a une composition très homogène.Compared to previous techniques where a mixture of boron carbide powder and was used. of nickel, the grains of boron carbide entirely coated with nickel undergo no oxidation at high temperature at the outlet of the plasma torch and the deposit obtained has a very homogeneous composition.

De cette façon, il est possible de déposer une couche homogène et très adhesive d'un revêtement comportant, une très forte proportion de carbure de bore. On peut donc limiter l'épaisseur du revêtement à une valeur faible, par exemple 1 mm.In this way, it is possible to deposit a homogeneous and highly adhesive layer of a coating comprising, a very high proportion of boron carbide. It is therefore possible to limit the thickness of the coating to a low value, for example 1 mm.

Chacune des particules de carbure de bore enrobées de nickel de grande densité est projetée sur le substrat à grande vitesse avec une grande énergie cinétique et se soude sur celui-ci au moment du choc par élévation de température et par effet mécanique. Le ramollissement de la couche superficielle de nickel et son echauffement permettent en effet un accrochage très efficace sur le substrat ou la couche de revêtement elle-même au moment du choc. On s'est rendu compte également qu'un dépôt chimique de nickel sur les particules de carbure de bore conduisait à un meilleur accrochage des particules, lors de la formation du revêtement qu'un dépôt électrolytique de nickel , du fait du point de fusion plus bas du dépôt chimique.Each of the particles of boron carbide coated with high density nickel is projected onto the substrate at high speed with high kinetic energy and is welded to it at the time of impact by temperature rise and by mechanical effect. The softening of the surface layer of nickel and its heating indeed allow very effective attachment to the substrate or the coating layer itself at the time of impact. It has also been realized that a chemical deposit of nickel on the particles of boron carbide leads to better adhesion of the particles, during the formation of the coating than an electrolytic deposit of nickel, because of the melting point more bottom of the chemical deposit.

Un autre avantage de l'utilisation de grains de carbure de bore enrobés est qu'on peut stocker et manipuler la poudre sans craindre la séparation de ses éléments constitutifs. L'épaisseur de la couche de nickel déposée sur les grains de carbure de bore a une épaisseur comprise entre 2 et 10 microns pour 80 % des particules qui ont été testées. On a pu s'assu rer par ces contrôles que les grains de carbure de bore sont entièrement revêtus d'une couche de nickel à l'issue du traitement qui a été décrit. Le procédé de revêtement qui vient d'être décrit permet d'obtenir un revêtement extrêmement homogène, chacun des grains de la poudre amenés au chalumeau ayant pratiquement la composition en carbure de bore et en nickel du dépôt à réaliser sur le boitier.Another advantage of using coated boron carbide grains is that the powder can be stored and handled without fear of the separation of its constituent elements. The thickness of the nickel layer deposited on the grains of boron carbide has a thickness of between 2 and 10 microns for 80% of the particles which have been tested. We were able to make sure Check by these controls that the boron carbide grains are completely coated with a nickel layer at the end of the treatment which has been described. The coating process which has just been described makes it possible to obtain an extremely homogeneous coating, each of the grains of the powder brought to the torch having practically the composition of boron carbide and nickel of the deposit to be produced on the casing.

Après revêtement, l'enveloppe tubulaire est refroidie jusqu'à la température ambiante puis mise sous la forme d'un parallélépipède à section carrée de 22 cm de côté, par déformation à froid. Le pliage de l'enveloppe tubulaire pour la réalisation des arêtes du parallélépipède se fait suivant les génératrices situées sous les caches le long desquelles on n'a pas réalisé de dépôt de revêtement. On évite ainsi l'éclatement du revêtement lors de la mise en forme mécanique finale du parallélépipède. Les dimensions et la géométrie précise de l'enveloppe du boitier sont obtenues après revêtement, si bien que les déformaÈions éventuelles de l'enveloppe tubulaire au moment de son préchauffage et ai moment du dépôt plasma n'ont aucune incidence sur la forme et la précision dimensionnelle finale du boitier. Si le dépôt avait été réalisé directement sur une enveloppe métallique de forme parailélépipèdique, on n'aurait pas pu garantir l'obtention, avec une épaisseur de paroi de 2 mm, d'une géométrie et de dimensions précises du boitier, à cause des déformations d'origine thermique.After coating, the tubular envelope is cooled to room temperature and then put into the form of a parallelepiped with a square section of 22 cm side, by cold deformation. The folding of the tubular envelope for the realization of the edges of the parallelepiped is done according to the generatrices located under the covers along which no coating deposition has been made. This prevents bursting of the coating during the final mechanical shaping of the parallelepiped. The dimensions and the precise geometry of the envelope of the casing are obtained after coating, so that the possible deformations of the tubular envelope at the time of its preheating and at the time of the plasma deposition have no effect on the shape and the precision. final dimensional of the case. If the deposit had been made directly on a metal envelope of parailélépipèdique shape, we could not have guaranteed the obtaining, with a wall thickness of 2 mm, of a precise geometry and dimensions of the case, because of the deformations of thermal origin.

Le procédé décrit a donc permis d'obtenir un barier à paroi-mince comportant une couche absorbante efficace mais de faible épaisseur.The method described therefore made it possible to obtain a thin-walled barber comprising an effective absorbent layer but of small thickness.

Le fait que la zone voisine des arêtes du boitier ne soit pas recouverte de revêtement n'a pratiquement pas d'incidence sur la capacité d'absorption des neutrons de celui-ci. De toute façon, l'augmentation de l'épaisseurde la lame d'eau rendue possible grâce à la faible épaisseur du boitier compense largement cette faible diminution de la capacité d'absorption neutronique du boitier.The fact that the area near the edges of the case is not covered with a coating has practically no effect on the neutron absorption capacity of the latter. In any case, the increase in the thickness of the water layer made possible by the small thickness of the housing more than compensates for this small reduction in the neutron absorption capacity of the housing.

Pour améliorer la tenue à l'usure et à la corrosion des boitiers, on peut terminer l'opération de dépôt de revêtement au chali-raeau plasma, en alimentant le chalumeau par de la poudre de nickel, ou d'acier inoxydable de façon à réaliser une couche d'une épaisseur voisine de 200 microns au-dessus de la couche de revêtement comportant le carbure ce bore, ce qui élimine les aspérités du revêtement dues au B4C. La couche superficielle de nickel ou d'acier inoxydable extrêmement lisse et continue joue un rôle protecteur pour la couche de revêtement.To improve the wear and corrosion resistance of the boxes, the coating deposition operation can be completed with a plasma rack, by feeding the torch with nickel or stainless steel powder so as to make a layer of a thickness close to 200 microns above the coating layer comprising the carbide boron, which eliminates the roughness of the coating due to B4C. The extremely smooth and continuous nickel or stainless steel surface layer plays a role protective for the coating layer.

Exemple 2 : On a réalisé un boitier en acier inoxydable de forme parailélépipédique.Example 2: A stainless steel box of parailelepipedic shape was produced.

Le boitier qui a subi un dégraissage chimique puis un dégraissage électrolytique est soumis à un traitement chimique de dépassivation en bain chlorhydrique ou fluonitrique. On place alors le boitier dans une cuved'électrolyse de grandes dimensions remplie d'un bain renfermant du NiCl2 à raison de 250 g par litre et de l'acide chlrhydrique à raison de 130 g par litre. On réalise alors un traitement de dépassivation électrolytique en deux phases sur la surface externe du boitier. Au cours de la première phase, ou phase anodique, d'une durée de 15 secondes, le boitier constitue l'anode et la densité de courant d'électrolyse est de 1 à 2 ampères par dm2.The unit which has undergone chemical degreasing and then electrolytic degreasing is subjected to a chemical depassivation treatment in hydrochloric or fluonitric bath. The box is then placed in a large electrolysis tank filled with a bath containing NiCl2 at the rate of 250 g per liter and hydrochloric acid at the rate of 130 g per liter. An electrolytic depassivation treatment is then carried out in two phases on the external surface of the housing. During the first phase, or anode phase, lasting 15 seconds, the box constitutes the anode and the density of electrolysis current is 1 to 2 amperes per dm2.

Au cours de la seconde phase ou phase cathodique, d'une durée de 2 mn, le boitier constitue la cathode et le courant de l'électrolyse est de 3 ampères par dm2.During the second phase or cathodic phase, lasting 2 minutes, the box constitutes the cathode and the electrolysis current is 3 amperes per dm2.

On réalise alors un pré-nickelage des quatre faces du boitier, à l'intérieur de la cuve d'électrolyse contenant un bain de travail comportant du NiSO4 à raison de 280 g par litre du NiCl2 à raison de 45 g par litre, du H3BO3 à raison de 45 g par litre, ainsi que quelques millilitres d'un mouillant. La durée de ce traitement est d'une demi-heure et la densité de courant est de 4 ampères par cm2. On effectue ensuite, successivement sur chacune des faces externes du boitier placée en position horizontale dans la cuve d'électrolyse, un ensemble d'opérations visant à 1 'obtention d'un revêtement absorbant, en faisant tourner le boitier d'un quart de tour entre chaque dépôt de poudre de carbure de bore, après fixation de la dernière couche déposée.The four faces of the case are then pre-nickeled, inside the electrolysis tank containing a working bath comprising NiSO4 at a rate of 280 g per liter of NiCl2 at a rate of 45 g per liter, H3BO3 at a rate of 45 g per liter, as well as a few milliliters of a wetting agent. The duration of this treatment is half an hour and the current density is 4 amperes per cm2. Then carried out, successively on each of the external faces of the box placed in a horizontal position in the electrolysis tank, a set of operations aimed at obtaining an absorbent coating, by rotating the box a quarter of a turn between each deposition of boron carbide powder, after fixing the last deposited layer.

Ces opérations comportent successivement la constitution d'une couche régulière de particules de carbure de bore B4C sur une face du boitier, le dépôt électrolytique de nickel à travers la couche de poudre deThese operations successively include the constitution of a regular layer of particles of boron carbide B4C on one face of the case, the electrolytic deposition of nickel through the layer of powder of

B4C jusqu'au moment où les particules sont parfaitement accrochées au substrat et solidarisées entre elles, puis le dépôt d'une nouvelle couche de particules de B4C suivie par le dépôt de nickel électrolytique pour l'accrochage de ces particules, le nombre de couches successives nécessaires étant déterminé par la quantité de carbure de bore à déposer par unité de surface du boitier.B4C until the particles are perfectly attached to the substrate and secured to each other, then the deposition of a new layer of B4C particles followed by the deposition of electrolytic nickel for the attachment of these particles, the number of successive layers necessary being determined by the quantity of boron carbide to deposit per unit area of the housing.

La totalité du boitier est placée dans la cuve d'électrolyse si bien que les couches de nickel croissent en même temps sur les quatre faces faces du boitier.The entire housing is placed in the electrolysis tank so that the nickel layers grow at the same time on all four sides sides of the case.

On a utilisé une poudre constituée par des particules de B4C d'une dimension maximum de 200 microns et chacune des couches de carbure de bore déposée par gravité sur les faces du boitier avait une épaisseur identique à la dimension maximum des particules, c'est à dire 200 microns. De cette façon, on évite des chevauchements indésirables des particules et l'on améliore la régularité d'épaisseur/d'efficacité neutronique du revêtement. Le revêtement est donc constitué par une superposition de monocouches, c'est à dire de couches de poudre constituées par des grains disposés côte à côte avec un minimum de superposition de plusieurs grains, ces monocouches étant liées entre elles par le dépôt de nickel.A powder was used consisting of B4C particles with a maximum dimension of 200 microns and each of the layers of boron carbide deposited by gravity on the faces of the housing had a thickness identical to the maximum dimension of the particles, ie say 200 microns. In this way, unwanted overlaps of the particles are avoided and the thickness / neutron efficiency of the coating is improved. The coating is therefore constituted by a superposition of monolayers, that is to say layers of powder constituted by grains arranged side by side with a minimum of superposition of several grains, these monolayers being linked together by the deposition of nickel.

On détermine facilement la quantité de poudre nécessaire pour la réalisation d'une monocouche sur une surface déterminée et correspondant à l'aire de chacune des faces du boitier. Les dépôts de nickel entre les particules de carbure de bore sont obtenus en utilisant un bain d'électrolyse identique à celui utilisé pour le prénickelage et une densité de courant de 2 ampères par cm2. Chacune des opérations d'électrolyse successives est poursuivie pendant une demi-heure. Lorsque la densité de carbure de bore déposé par cm2 de face du boitier est supérieure a 0,146 g, on termine l'opération de revêtement par une électrolyse de 2 heures avec une densité de courant de 2 arrières par dm2 afin de fixer définitivement les particules de revêtement et de réaliser une couche continue de nickel au-dessus des couches de particules de carbure de bor enrobées par le nickel. Le boitier est alors sorti du bac d'électrolyse rincé puis séché.It is easy to determine the quantity of powder necessary for the production of a monolayer on a determined surface and corresponding to the area of each of the faces of the housing. The nickel deposits between the boron carbide particles are obtained using an electrolysis bath identical to that used for pre-nickel plating and a current density of 2 amperes per cm2. Each of the successive electrolysis operations is continued for half an hour. When the density of boron carbide deposited per cm2 of face of the housing is greater than 0.146 g, the coating operation is terminated by an electrolysis of 2 hours with a current density of 2 rear per dm2 in order to definitively fix the particles of coating and producing a continuous layer of nickel on top of the layers of bor carbide particles coated with nickel. The box is then removed from the rinsed and dried electrolysis tank.

Dans tous les cas, on a pu obtenir une densité de carbure de bore, c'est à dire une efficacité du boitier en ce qui concerne l'absorption des neutrons, suffisante, avec un dépôt d'une épaisseur totale inférieure à 2 mm. Les différentes couches de particules de B4C emprisonnées dans la matrice de nickel déposées les unes au-dessus des autres sont pratiquement continues dans la mesure où l'on effectue une répartition régulière de ces particules pour constituer les couches successives. Cependant, il est possible d'utiliser des particules d'une taille inférieure, par exemple 60 microns en mélange avec les particules de 200 microns. Les particules de taille plus faible viennent s'intercaler entre les particules de 200 microns pour réaliser une couche continue de carbure de bore.In all cases, it was possible to obtain a density of boron carbide, that is to say an efficiency of the case with regard to the absorption of neutrons, sufficient, with a deposit of a total thickness less than 2 mm. The different layers of B4C particles trapped in the nickel matrix deposited one above the other are practically continuous in so far as a regular distribution of these particles is carried out to form the successive layers. However, it is possible to use particles of a smaller size, for example 60 microns in admixture with particles of 200 microns. The particles of smaller size are interposed between the particles of 200 microns to produce a continuous layer of boron carbide.

La superposition de plusieurs monocouches permet d'éviter la présence de zones de revêtement renfermant une très faible quantité de B4C. La répar tition des particules est donc extrêmement homogène et d'autre part la proportion de particules de B4C par rapport à la matrice de nickel est importante, si on la compare à ce qui était obtenu par les procédés connus antérieurement. Cette proportion est par exemple, dans le cas qui vie d'être décrit de 50 % en masse. On obtient donc facilement par le procédé suivant l'invention un revêtement comportant la quantité voulue de carbur de bore et donc de bore 10 par cm2 de substrat, tout en ayant une couche de revêtement d'une épaisseur totale inférieure à 2 mm.The superimposition of several monolayers avoids the presence of coating zones containing a very small amount of B4C. Repair it tition of the particles is therefore extremely homogeneous and on the other hand the proportion of B4C particles relative to the nickel matrix is large, if we compare it with what was obtained by the previously known methods. This proportion is for example, in the case which lives to be described of 50% by mass. There is therefore easily obtained by the process according to the invention a coating comprising the desired quantity of boron carburetor and therefore of boron 10 per cm 2 of substrate, while having a coating layer with a total thickness of less than 2 mm.

Exemple 3 : On réalise des opérations semblables à celles qui ont été décrites à propos de l'exemple 2, sur une enveloppe en acier inoxydable de forme parallélépipédique et en utilisant un bain chimique au lieu d'un bain électrolytique. Les opérations réalisées sont identiques, à savoir un prénickelage du substrat, puis un dépôt gravitaire d'une première couche de particules de carbure de bore, puis un nickelage chimique peraettant la liaison des particules, suivi d'un nouveau dépôt d'une monocouche de particules de carbure de bore qui sont ensuite liées entre elles par dépôt chimique d'une couche de nickel, ces opérations successives se poursuivant jusqu'au moment. où le revêtement comporte une quantité suffisante de carbure de bore par cm2. L'invention ne se limite pas aux modes de réalisation qui viennent d'êtr décrits, elle en comporte au contraire toutes les variantes.Example 3: Operations similar to those which have been described in connection with Example 2 are carried out on a stainless steel casing of parallelepiped shape and using a chemical bath instead of an electrolytic bath. The operations carried out are identical, namely a pre-nickel plating of the substrate, then a gravitational deposition of a first layer of boron carbide particles, then a chemical nickel plating allowing the bonding of the particles, followed by a new deposition of a monolayer of boron carbide particles which are then bonded together by chemical deposition of a nickel layer, these successive operations continuing until the moment. where the coating contains a sufficient quantity of boron carbide per cm2. The invention is not limited to the embodiments which have just been described, on the contrary it includes all variants thereof.

C'est ainsi qu'on peut réaliser le revêtement absorbant les neutrons sur le boitier par une méthode différente de celles qui ont été décrites ci-dessus, qu'on peut réaliser ce dépôt aussi bien sur le boitier ayant sa forme définitive que sur une ébauche qui est ensuite mise en forme et que l'enveloppe métallique peut être constituée par un autre matériau métallique que l'acier inoxydable, par exemple de l'aluminium.Thus, the neutron absorbing coating can be produced on the housing by a method different from those which have been described above, that this deposition can be carried out both on the housing having its final shape and on a blank which is then shaped and that the metal envelope can be made of a metallic material other than stainless steel, for example aluminum.

L'épaisseur de l'enveloppe métallique peut être différente de 2 mm. mais cependant dans le cas des boitiers pour le stockage des assemblages combustibles sous eau, il est nécessaire que cette épaisseur soit comprise entre 1,5 et 2,5 mm, pour concilier à la fois "les impératifs concernant la tenue mécanique du boitier et les échanges thermiques entre l'assemblage combustible contenu dans le boitier et l'eau de la piscine.The thickness of the metal casing can be different from 2 mm. but however in the case of boxes for the storage of fuel assemblies under water, it is necessary that this thickness is between 1.5 and 2.5 mm, to reconcile both " the requirements concerning the mechanical strength of the box and the heat exchanges between the fuel assembly contained in the box and the pool water.

L'invention s'applique non seulement au stockage âes assemblages combustibles pour réacteur nucléaire à eau mais elle s'applique également au transport de matériaux irradiés en utilisant des boitiers suivant l'invention comme conteneurs de transoort.The invention applies not only to the storage of fuel assemblies for a water nuclear reactor but it also applies to the transport of irradiated materials using boxes according to the invention as transoort containers.

OMH OMH

Claims

REVENDICATIONS 1.- Boitier pour le stockage sous eau d'assemblages combustibles irradiés à section carrée constitué par une enveloppe parallélépipédique métallique à section carrée de dimensions suffisantes pour recevoir un assemblage combustible, ouverte à l'une au moins de ses deux extrémités et revêtue extérieurement par une matière absorbant les neutrons constituée par des particules de carbure de bore enrobées dans un liant métallique constitué par du nickel, caractérisé par le fait que l'épaisseur de l'enveloppe métallique est comprise entre 1,5 et 2,5 mm et que l'épaisseur du revêtement absorbant les neutrons est au plus égale à 2 mm, la masse de carbure de bore par cm2 de surface du boitier étant supérieure à 0,146 g sur toute la surface externe de celui-ci, à l'exception des zones voisines des arêtes. CLAIMS 1.- Casing for the storage under water of irradiated fuel assemblies with square section constituted by a metallic parallelepipedic envelope with square section of sufficient dimensions to receive a fuel assembly, open at at least one of its two ends and coated externally by a neutron absorbing material constituted by particles of boron carbide coated in a metallic binder constituted by nickel, characterized in that the thickness of the metallic envelope is between 1.5 and 2.5 mm and that the thickness of the neutron absorbing coating is at most equal to 2 mm, the mass of boron carbide per cm 2 of surface of the housing being greater than 0.146 g over the entire external surface thereof, with the exception of neighboring areas edges. 2.- Boitier suivant la revendication 1, caractérisé par le fait qu'une couche continue de nickel, recouvre le revêtement absorbant. 2. Housing according to claim 1, characterized in that a continuous layer of nickel covers the absorbent coating. 3.- Boitier suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que l'épaisseur du revêtement absorbant les neutrons est voisine de 1 mm.3.- Housing according to any one of claims 1 and 2, characterized in that the thickness of the neutron absorbing coating is close to 1 mm. 4.- Procédé de réalisation d'un boitier suivant l'une quelconque des revendications 1, 2 et 3, caractérisé par le fait qu'on réalise une enveloppe tubulaire d'une épaisseur comprise entre 1,5 et 2,5 mm, qu'on dispose le long de quatre génératrices disposées dans deux plans axiaux perpendiculaires , des caches sur toute la longueur de l'enveloppe tubulaire, qu'on réalise un revêtement constitué par du carbure de bore enrobé par du nickel. sur la surface externe de l'enveloppe tubulaire, les caches empêchant le dépôt de revêtement dans la zone voisine des génératrices le long desquelles elles sont disposées ,par projection à haute température d'une poudre constituée par des grains de carbure de bore B4C dont la surface externe est entièrement revêtue d'une couche de nickel qu'on déforme à froid l'enveloppe tubulaire, après revêtement, de façon à lui donner la forme d'un boitier parallélépipédique dont les arêtes correspondent aux génératrices le long desquelles les caches évitant le dépôt de revêtement ont été disposés.4.- A method of producing a housing according to any one of claims 1, 2 and 3, characterized in that one realizes a tubular casing with a thickness between 1.5 and 2.5 mm, qu 'There are along four generators arranged in two perpendicular axial planes, covers over the entire length of the tubular casing, which is made a coating consisting of boron carbide coated with nickel. on the external surface of the tubular casing, the covers preventing the deposition of coating in the area near the generators along which they are arranged, by spraying at high temperature a powder constituted by grains of boron carbide B4C whose external surface is entirely coated with a layer of nickel which is deformed cold the tubular casing, after coating, so as to give it the shape of a rectangular box whose edges correspond to the generatrices along which the caches avoiding the coating depot have been arranged. 5.- Procédé suivant la revendication 4, caractérisé par le fait que la poudre est projetée sur la surface métallique en utilisant une torche à plasma.5.- Method according to claim 4, characterized in that the powder is sprayed onto the metal surface using a plasma torch. 6.- Procédé suivant la revendication 4, caractérisé par le fait que les grains de carbure de bore comportent une couche d'initiation en palladium de très faible épaisseur qui est elle-même recouverte par la couche denickel.6.- Method according to claim 4, characterized in that the grains of boron carbide comprise a very thin palladium initiation layer which is itself covered by the nickel layer. 7.- Procédé suivant la revendication 4, caractérisé par le fait que la couche de nickel sur les grains de carbure de bore a une épaisseur comprise entre 2 et 10 microns.7.- Method according to claim 4, characterized in that the nickel layer on the boron carbide grains has a thickness between 2 and 10 microns. 8.- Procédé suivant la revendication 4, caractérisé par le fait que le carbure de bore représente une proportion de 20 à 507. en masse par rapport au nickel. 8.- Method according to claim 4, characterized in that the boron carbide represents a proportion of 20 to 507. by mass relative to nickel. 9.- Procédé suivant la revendication 4, caractérisé par le fait que la couche de nickel sur les grains de carbure de bore est obtenue par voie chimique.9.- Method according to claim 4, characterized in that the nickel layer on the grains of boron carbide is obtained chemically. 10.- Procédé de réalisation d'un boitier suivant l'une quelconque des revendications 1, 2 e t 3, caractérisé par le fait qu'on réalise une enveloppe métallique parallélépipédique à partir d'une tôle, qu'on réalise sur la surface latérale externe de ce boitier, un dépôt préalable de nickel, puis un dépôt par gravité sur cette première couche de nickel, la surface à revêtir étant sensiblement horizontale, de particules d'une certaine granulométrie en carbure de bore, de façon à constituer une couche dont l' épaisseur- correspond sensiblement à la taille des particules, puis un dépôt de nickel assurant la liaison des particules avec la première couche de nickel et la liaison des particules entre elles, un dépôt d'une nouvelle couche de particules puis un dépôt de nickel à travers cette nouvelle couche de particules, si la quantité de carbure de bore n'est pas suffisante pour obtenir l'efficacité voulue du revêtement absorbant les neutron puis éventuellement un nouveau dépôt de particules de carbure de bore et un nouveau dépôt de nickel, ces opérations étant renouvelées un nombre de fois suffisant pour obtenir une quantité de carbure de bore supérieure à 0,146g par cm2 de la surface latérale du boitier en faisant tourner l'enveloppe métallique d'un quart de tour après chaque opération de dépôt du carbure de bore suivie de la fixation de ces particules par le nickel.10.- A method of producing a housing according to any one of claims 1, 2 and 3, characterized in that a rectangular metal envelope is produced from a sheet, which is produced on the lateral surface external of this case, a prior deposition of nickel, then a gravity deposition on this first layer of nickel, the surface to be coated being substantially horizontal, of particles of a certain particle size in boron carbide, so as to constitute a layer of which the thickness corresponds substantially to the size of the particles, then a deposit of nickel ensuring the bonding of the particles with the first layer of nickel and the bonding of the particles together, a deposition of a new layer of particles then a deposition of nickel through this new layer of particles, if the quantity of boron carbide is not sufficient to obtain the desired efficiency of the coating absorbing the neutrons then vent only a new deposit of boron carbide particles and a new deposit of nickel, these operations being repeated a number of times sufficient to obtain a quantity of boron carbide greater than 0.146 g per cm 2 of the lateral surface of the housing by rotating the 'metal casing of a quarter turn after each boron carbide deposition operation followed by the fixing of these particles by nickel. 11.- Procédé suivant la revendication 10, caractérisé par le fait que les revêtements de nickel sont obtenus par voie électrolytique.11.- Method according to claim 10, characterized in that the nickel coatings are obtained by electrolytic means. 12.- Procédé suivant la revendication 10, caractérisé par le fait que les revêtements de nickel sont obtenus par voie chimique. 12.- Method according to claim 10, characterized in that the nickel coatings are obtained chemically.
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