INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Étape 3 : Le gaz évacué de la sortie de gaz évacué 17 du dispositif d'adsorption cryogénique 2b est raccordé à l'entrée 19 du compresseur de matériau brut 3a par l'intermédiaire d'une canalisation pour mettre sous pression le gaz contenant de l'azote ; la sortie du compresseur de matériau brut 3a est raccordée à la première entrée 20 du refroidisseur 3b, la première sortie du refroidisseur 3b est raccordée à la première entrée 21 de l'échangeur de chaleur 3c, la deuxième entrée 80 du refroidisseur 3b est raccordée à la canalisation d'entrée de gaz naturel de capacité de refroidissement à haute température et la deuxième sortie 90 du refroidisseur 3b est raccordée à la canalisation d'évacuation de gaz naturel ; le gaz contenant de l'azote sous pression et refroidi échange de la chaleur avec le GNL externe, l'azote de circulation distillé et le gaz de vidage distillé dans l'échangeur de chaleur 3c et est raccordé au système de distillation 3m par l'intermédiaire de la première sortie 22 de l'échangeur de chaleur 3c et séparé et purifié dans le système de distillation 3m ; la sortie d'azote du système de distillation 3m est raccordée à la deuxième entrée 33 de l'échangeur de chaleur 3c, l'azote sert d'azote circulant et est raccordé à l'entrée du compresseur de circulation 3k par la deuxième sortie 34 de l'échangeur de chaleur 3c, la sortie du compresseur de circulation 3k est raccordée à la troisième entrée 35 de l'échangeur de chaleur 3c, la troisième sortie 36 de l'échangeur de chaleur 3c est raccordée au séparateur gaz-liquide 3i et un produit d'azote liquide de haute pureté est obtenu au bas du séparateur gaz-liquide 3i et s'écoule vers l'extérieur par la première sortie 38 du séparateur gaz-liquide 3i ; le gaz issu du séparateur gaz-liquide 3i entre dans la sixième entrée 37 de l'échangeur de chaleur 3c par la deuxième sortie du séparateur gaz-liquide 3i et entre dans le compresseur de circulation 3k pour la compression par la deuxième sortie 34 après avoir été réchauffé par l'échangeur de chaleur ; le gaz de vidage du système de distillation 3m est raccordé à la quatrième entrée 29 de l'échangeur de chaleur 3c et est évacué et vidé par la quatrième sortie 30 de l'échangeur de chaleur 3c après avoir été réchauffé ; l'entrée de liquide de GNL est raccordée à la cinquième entrée 39 de l'échangeur de chaleur 3c et le gaz naturel de capacité de refroidissement à haute température s'écoule vers l'extérieur par l'intermédiaire de la cinquième sortie 40 de l'échangeur de chaleur 3c comme source de capacité de refroidissement à haute température pour d'autres systèmes.
Étape 4 : Le gaz désorbé provenant du dispositif d'adsorption cryogénique 2b est raccordé à l'entrée 41 du compresseur de CO 2 4a par l'intermédiaire de la sortie de gaz désorbé 18 pour mettre sous pression le gaz carbonique brut ; la sortie du compresseur de CO 2 4a est raccordée à la première entrée 42 du refroidisseur 4b, la deuxième entrée 47 du refroidisseur 4b est raccordée à la canalisation d'entrée de gaz naturel de capacité de refroidissement à haute température, la deuxième sortie 52 du refroidisseur 4b est raccordée à la canalisation d'évacuation de gaz naturel et le gaz de dioxyde de carbone brut comprimé est refroidi par le gaz naturel de capacité de refroidissement à haute température dans le refroidisseur 4b ; la première sortie 43 du refroidisseur 4b est raccordée à l'entrée de l'évaporateur 4c et le gaz carbonique brut refroidi sert de source de chaleur à l'évaporateur pour fournir la chaleur destinée à la gazéification du dioxyde de carbone liquide ; la sortie de l'évaporateur 4c est raccordée à la première entrée 44 du liquéfacteur 4d, la deuxième entrée 48 du liquéfacteur 4d est raccordée à la canalisation d'entrée de gaz naturel de capacité de refroidissement à haute température, la deuxième sortie 53 du liquéfacteur 4d est raccordée à la canalisation d'évacuation de gaz naturel et le gaz de dioxyde de carbone brut est liquéfié et condensé par le gaz naturel de capacité de refroidissement à haute température dans le liquéfacteur 4d ; la première sortie 45 du liquéfacteur 4d est raccordée à l'entrée centrale de la tour de purification 4e et le dioxyde de carbone brut entrant dans la tour de purification subit une purification par transfert de chaleur et de masse dans la tour de purification ; la première entrée 46 du condenseur 4f au sommet de la tour est raccordée à la canalisation d'entrée de gaz naturel de capacité de refroidissement à haute température, la première sortie 51 du condenseur 4f est raccordée à la canalisation de sortie de gaz naturel, le gaz ascendant en haut de la tour est condensé et reflué par le gaz naturel de capacité de refroidissement à haute température, une partie des gaz résiduaires est évacuée et vidée par l'intermédiaire de la deuxième sortie 50 de la tour de purification 4e et du dioxyde de carbone liquide de qualité industrielle est obtenu au bas de la tour de purification 4e et raccordé au système de stockage par l'intermédiaire de la première sortie 49 au fond de la tour de purification 4e comme produit de dioxyde de carbone liquide de qualité industrielle, ou raccordé au système de raffinage du dioxyde de carbone destiné à la purification secondaire du CO 2 pour obtenir du dioxyde de carbone de qualité alimentaire.
Un adsorbant utilisé dans le dispositif d'adsorption cryogénique 2b est principalement un tamis moléculaire ou du charbon actif.
Le système de distillation 3m dans le système de purification et de liquéfaction du N 2 03 peut adopter soit un procédé de distillation à tour unique ou un procédé de distillation à tour double.
Le dispositif et le procédé utilisent l'énergie froide libérée pendant la vaporisation du GNL comme source de capacité de refroidissement du système, ne nécessitent aucun système de réfrigération électrique externe et, par conséquent, économisent plus d'énergie. Par ailleurs, selon les différentes exigences de température de chaque système, l'énergie froide du GNL à différentes températures est adaptée pour obtenir une utilisation efficace des capacités de refroidissement de gradient différent du GNL.
À ce moment, un procédé de réduction d’un rapport d’augmentation de vitesse du premier ensemble d’engrenage 142 et du deuxième ensemble d’engrenage 144 lorsque le rayon de la deuxième table rotative 120 augmente peut être appliqué. La deuxième table rotative 120 reliée à la première table rotative 110, qui est mise en rotation en deuxième lieu, est accélérée via le deuxième ensemble d’engrenage 144 et mise en rotation en troisième lieu.
La deuxième table rotative 120 et le tube de gainage 20 sont reliés via le troisième ensemble d’engrenage 146. Afin d’augmenter la vitesse de rotation du tube de gainage 20 par rapport à la vitesse de rotation de la deuxième table rotative 120, la deuxième table rotative 120 et le tube de gainage 20 sont reliés via le troisième ensemble d’engrenage 146 présentant le troisième rapport d’engrenage.
À ce moment, un procédé de réduction d’un rapport d’augmentation de vitesse du deuxième ensemble d’engrenage 144 et du troisième ensemble d’engrenage 146 lorsqu’un rapport de rotation du tube de gainage 20 sur la deuxième table rotative 120 augmente peut être appliqué. Le tube de gainage 20 relié à la deuxième table rotative 120, qui est mise en rotation en troisième lieu, est accéléré via le troisième ensemble d’engrenage 146 et mis en rotation en quatrième lieu.
Afin de faire correspondre la vitesse de rotation qui varie en fonction de la position de montage du tube de gainage 20, comme lorsque la deuxième table rotative 120 sur laquelle est monté le tube de gainage 20 est située au milieu de la première table rotative 110, qui est une table de support principale, un engrenage de réduction correspondant peut être modifié et appliqué. De plus, la deuxième table rotative 120 et le tube de gainage 20 peuvent être mis en œuvre pour tourner séparément. Par exemple, un déplacement de rotation du tube de gainage 20 peut être mis en œuvre de telle sorte que la surface entière du tube de gainage 20 est revêtue de manière uniforme en même temps que la rotation de la deuxième table rotative 120 qui s’approche et s’éloigne du tube de gainage 20 sur la base de la partie cible 14.
Comme décrit ci-dessus, l’appareil de revêtement 10 de tube de gainage selon un mode de réalisation peut charger une grande quantité de tubes de gainage 20 pendant un processus de dépôt de film de revêtement métallique à l’aide d’un équipement de plaque ionique à l’arc (AIP) et obtenir une couche de revêtement homogène, tout en augmentant l’efficacité de revêtement. Selon un mode de réalisation, une grande quantité de tubes de gainage 20 peuvent être chargés dans un équipement de placage ionique à l’arc (AIP) et l’efficacité de revêtement peut être augmentée. De plus, pendant le processus de dépôt de film de revêtement métallique utilisation l’équipement d’AIP, une grande quantité de tubes de gainage 20 peuvent être facilement chargés et une couche de revêtement homogène peut être prévue, tout en augmentant l’efficacité de revêtement de la pluralité de tubes de gainage 20 chargés. Le procédé d’AIP est un procédé approprié pour revêtir un tube de gainage à combustible tolérant aux accidents (ATF) avec des matériaux résistant à l’oxydation, mais si une production de masse est difficile, les coûts de fabrication peuvent augmenter et la compétitivité des prix ne peut pas être garantie. Par conséquent, afin d’augmenter l’efficacité de revêtement de l’équipement d’AIP, dans l’appareil de revêtement 10 de tube de gainage selon un mode de réalisation, le tube de gainage en alliage de zirconium peut être revêtu d’un matériau résistant à l’oxydation par le biais d’un processus d’AIP dans un espace limité de l’unité chambre 12. Dans ce cas, en formant une partie support de rotation 100 qui augmente le nombre de charge de tubes de gainage 20 et en commandant la rotation des tubes de gainage 20, un taux de revêtement par unité de temps peut être ajusté, tour en maintenant l’épaisseur de revêtement de manière uniforme dans les directions longitudinale et circonférentielle des tubes de gainage 20.
Dans le processus de dépôt des matériaux résistant à l’oxydation pour un tube de gainage à ATF à l’aide du procédé d’AIP, il peut être difficile de garantir la faisabilité économique en raison de l’augmentation des coûts de revêtement à moins que l’efficacité de revêtement n’augmente. En conséquence, selon un mode de réalisation, lors du développement d’une technologie de revêtement à l’aide de la technologie d’AIP d’alliage de zirconium, non seulement l’uniformité de la couche de revêtement peut être améliorée mais également le taux de revêtement peut être augmenté en augmentant la quantité des tubes de gainage 20. L’ATF est une technologie de base qui doit s’appliquer à toutes les centrales nucléaires en exploitation dans le futur en fonction de la norme de la taxonomie européenne selon laquelle l’ATF doit s’appliquer aux centrales nucléaires en exploitation après 2025. Par conséquent, l’application des tubes de gainage à ATF aux centrales nucléaires en exploitation est inévitable, et un mode de réalisation est une technologie de base qui peut fabriquer des tubes de gainage à ATF de manière économique et avec une excellente qualité, lesquels devraient non seulement améliorer la sécurité des centrales nucléaires en exploitation, mais également présenter un effet économique considérable du fait de posséder la technologie.
Les modes de réalisation de la divulgation ont été décrits en détail, mais la portée de la divulgation ne s’y limite pas et diverses variantes et modifications par l’homme du métier utilisant un concept de base de la divulgation définie dans les revendications appartiennent également à la portée de la divulgation.
Procédé de fabrication d’une gaine de crayon de combustible nucléaire et gaine de crayon de combustible nucléaire correspondante La présente invention concerne le domaine des gaines de crayon de combustible nucléaire (ci-après aussi nommées « gaines ») destinées à contenir du combustible nucléaire.
Le combustible nucléaire incluant la matière fissile est généralement contenu dans une gaine qui évite la dispersion du combustible nucléaire.
Les assemblages de combustible nucléaire utilisés dans les réacteurs à eau légère ou à eau lourde comprennent généralement un faisceau de crayons de combustible nucléaire, chaque crayon de combustible nucléaire comprenant une gaine tubulaire contenant du combustible nucléaire, la gaine étant fermée de manière étanche à chacune de ses deux extrémités par un bouchon.
Les gaines de crayon de combustible nucléaire sont réalisées par exemple en alliage à base de zirconium. De tels alliages à base de zirconium présentent des performances élevées en conditions normales d’utilisation dans les réacteurs nucléaires.
Cependant, ils peuvent atteindre leurs limites, notamment en termes de température, lors de conditions accidentelles sévères, comme par exemple lors d’un accident de perte de fluide de refroidissement (ou LOCA pour « Loss Of Coolant Accident » en anglais).
Lors d’un tel évènement, la température dans le cœur du réacteur nucléaire peut atteindre plus de 800°C, et le fluide de refroidissement se présente alors essentiellement sous forme de vapeur d’eau.
Ceci peut causer une dégradation rapide de la gaine d’un crayon de combustible nucléaire, avec notamment un dégagement d’hydrogène et une oxydation rapide de la gaine, conduisant à sa fragilisation voire à son éclatement, et donc au relâchement de combustible nucléaire hors de la gaine.
Il est possible de prévoir une gaine comprenant un substrat réalisé en alliage à base de zirconium et recouvert d’un revêtement de protection réalisé par exemple en un matériau à base de chrome.
Un tel revêtement de protection permet généralement d’augmenter la tolérance de la gaine en conditions normales et en conditions accidentelles.
Selon un mode de réalisation de la présente invention, le au moins un troisième promoteur est sélectionné dans le groupe consistant en le calcium, le césium, le lanthane, le strontium, le manganèse et leurs mélanges. Plus préférentiellement, le au moins un troisième promoteur est sélectionné dans le groupe consistant en le manganèse, le césium et/ou leurs mélanges.
Selon un mode de réalisation, le catalyseur est trimétallique, dopé par 3 promoteurs dont le premier comprend du cuivre et le deuxième comprend du fer, leur teneur massique dans le système catalytique est supérieure ou égale à 5 % en poids par rapport au poids du support, et le troisième promoteur comprend du césium, sa teneur massique dans le système catalytique est supérieure ou égale à 3 % en poids par rapport au poids du support.
Selon un mode de réalisation préféré, le catalyseur est trimétallique, dopé par 3 promoteurs dont le premier est le cuivre et le deuxième est le fer, leur teneur massique dans le système catalytique est préférablement d’environ 5% ± 0.2% en poids par rapport au poids du support, alors que le troisième promoteur le césium, sa teneur massique dans le système catalytique est préférablement d’environ 3% ± 0.5% en poids par rapport au poids du support.
Le système catalytique peut se présenter sous différentes formes (billes, monolithes, poudres…). Dans le cas de poudres, les grains formant la poudre peuvent par exemple avoir une taille moyenne comprise entre 1 μm et 1 mm, par exemple entre 100 μm et 1 mm, notamment entre 200μm et 800μm, préférentiellement environ 600 μm ± 20 µm. La taille des grains peut notamment être adaptée en fonction de l’échelle de production utilisée. Le système catalytique peut également se trouver sous forme de billes (notamment par compression de la poudre dans un moule) ayant une taille moyenne inférieure à 5 cm.
Selon un mode de réalisation de la présente invention, le support et aux moins deux promoteurs forment un mélange homogène. On entend par là que les promoteurs sont répartis uniformément dans la totalité du volume du catalyseur. Selon ce mode de réalisation, si le catalyseur comprend un troisième promoteur, le support et aux moins deux promoteurs forment un mélange homogène.
Le système catalytique peut notamment être préparé par un procédé comprenant la mise en contact du support avec des précurseurs de chacun des au moins deux promoteurs. Cette étape permet de former un solide comprenant le support et les au moins deux promoteurs. Le procédé comprend optionnellement une étape de calcination du mélange ainsi obtenu. L’étape de mise en contact est éventuellement précédée d’une étape de modification du support. Par ailleurs, l’étape optionnelle de calcination est éventuellement suivie d’une étape de réduction du mélange calciné. L’étape de réduction peut être réalisée in situ dans le dispositif de plasma non thermique sous hydrogène.
L’étape de mise en contact du support avec un précurseur de chaque promoteur, préférentiellement le cuivre et le fer, et éventuellement un précurseur d’au moins un troisième promoteur, peut être réalisée par plusieurs méthodes de préparation par exemple par imprégnation, par coprécipitation ou bien par d’autres méthodes telles que la réaction sol-gel ou la méthode hydrothermale, mettant ainsi en contact le support avec un précurseur de cuivre, un précurseur de fer et un précurseur d'au moins un troisième promoteur. Les deux premiers modes de réalisation spécifiques (encore appelés sous-variantes) sont décrits ci-dessous plus en détail.
Selon un mode de réalisation, le catalyseur est tel qu’il comprend au moins deux promoteurs qui comprennent du cuivre et du fer, possiblement un troisième promoteur. Selon ce mode de réalisation, le précurseur du cuivre, le précurseur du fer et le précurseur du troisième promoteur peuvent être tout composé chimique, ou mélange de composés chimiques, contenant le métal utilisé comme métal actif/ promoteur et plus particulièrement peut être un sel dudit métal, un oxyde dudit métal ou un mélange de ceux-ci, de préférence un sel dudit métal ou un mélange de sels dudit métal. Le sel (désigne un sel non hydraté ou un sel hydraté, voire multi-hydraté) dudit métal peut être par exemple choisi parmi le chlorure, le nitrate, le sulfate, le carbonate, l’acétate, l’acétylacétonate, le tartrate, et le citrate dudit métal et leurs mélanges, de préférence le nitrate dudit métal. Dans le cas où le promoteur est un mélange de plusieurs métaux, le précurseur peut être un mélange de différents types de sels et/ou d’oxydes de ces métaux.
Ainsi, selon une première variante de réalisation du procédé de préparation du catalyseur, le procédé de préparation du système catalytique selon l’invention comprend :
- une étape de mise en contact du support comprenant de l’alumine, avec un précurseur de cuivre, un précurseur de fer et possiblement un ou plusieurs précurseurs du(des) autre(s) promoteur(s), et
- optionnellement, une étape de calcination du mélange ainsi obtenu,
Selon une deuxième variante de réalisation du procédé de préparation du catalyseur, le procédé de préparation du système catalytique selon l’invention comprend :
- une étape de mise en contact du support comprenant de l’alumine avec un précurseur du cuivre, un précurseur de fer et possiblement un ou plusieurs précurseurs du(des) autre(s) promoteur(s), et
Une telle excroissance s’avançant dans la région aval permet ainsi d’augmenter la surface rotorique en contact avec le flux d’air de recirculation, et donc de diminuer la pression de ce flux d’air de recirculation, et par conséquent le débit de recirculation.
Selon un aspect particulier d’au moins un mode de réalisation de l’invention, le compresseur comprend une dent annulaire ménagée sur le pourtour externe de l’arbre de rotor du compresseur, axialement sensiblement alignée avec ladite extrémité amont de la plateforme interne de l’aubage rotorique aval.
Selon un aspect particulier d’au moins un mode de réalisation de l’invention, l’aubage rotorique amont comprend une paroi annulaire ménagée depuis une extrémité aval de ladite plateforme interne de l’aubage rotorique amont et s’étendant radialement entre ledit arbre de rotor de compresseur et ladite plateforme interne de l’aubage rotorique amont.
Une telle paroi annulaire qui consiste en une surface rectiligne venant dans l’alignement du bord aval de l’aubage rotorique amont permet ainsi de réduire la surface de contact entre l’aubage rotorique amont et le flux de recirculation.
L’invention concerne également une turbomachine pour aéronef, notamment un turboréacteur, comprenant un compresseur selon l’un des modes de réalisation précités.
Présentation des figures L’invention, ainsi que les différents avantages qu’elle présente, seront plus facilement compris à la lumière de la description qui va suivre d’un mode de réalisation illustratif et non limitatif de celle-ci, et des dessins annexés parmi lesquels : est une vue schématique en coupe d’une turbomachine ; est une vue schématique en coupe d’une partie d’un compresseur selon un premier mode de réalisation de l’invention ; est une vue schématique en coupe d’une partie d’un compresseur selon un deuxième mode de réalisation de l’invention ; est une vue schématique en coupe d’une partie d’un compresseur selon un troisième mode de réalisation de l’invention, et est une vue schématique en coupe d’une partie d’un compresseur selon un quatrième mode de réalisation de l’invention.
Cette turbomachine 10, qui s’étend selon un axe X, est par exemple destinée à être montée sur un aéronef (non représenté), tel qu’un avion ou un hélicoptère, par exemple sous l’aile de l’aéronef, sur l’aile ou encore à l’arrière du fuselage de l’aéronef.
La illustre une turbomachine 10, par exemple un turboréacteur à double flux et à double corps pour aéronef, comportant de manière générale une soufflante 11 destinée à l’aspiration d’un flux d’air F1 se divisant en aval de la soufflante en un flux primaire F2 circulant dans un canal d’écoulement de flux primaire, ci-après dénommé veine primaire PV, et un flux secondaire F3 circulant dans un canal d’écoulement de flux secondaire, ci-après dénommé veine secondaire SV, disposé autour de la veine primaire PV.
La turbomachine comporte, de manière générale, un compresseur basse pression 12, un compresseur haute pression 13, une chambre de combustion 14, une turbine haute pression 15 et une turbine basse pression 16 qui définissent conjointement la veine primaire PV.
Les rotors respectifs du compresseur haute pression et de la turbine haute pression sont reliés par un arbre dit « arbre haute pression », tandis que les rotors respectifs du compresseur basse pression et de la turbine basse pression sont reliés par un arbre dit « arbre basse pression », d’une manière bien connue. Ces rotors sont montés rotatifs autour d’un axe 100 de la turbomachine.
Dans l’ensemble de cette description, la direction axiale X est la direction de l’axe 100. La direction radiale R est en tout point une direction orthogonale à l’axe 100 et passant par ce dernier, et la direction orthoradiale ou circonférentielle C est en tout point une direction orthogonale à la direction radiale R et à l’axe 100. Un plan transversal est un plan orthogonal à l’axe 100. Les termes « interne » et « externe » font respectivement référence à une relative proximité, et un relatif éloignement, d’un élément par rapport à l’axe 100. Enfin, les directions « amont » et « aval » sont définies par référence à la direction générale de l’écoulement des gaz dans les veines primaire PV et secondaire SV de la turbomachine, selon la direction axiale X.