BR112021010573A2 - Método de inserção de uma haste de combustível nuclear através de grades espaçadoras de um conjunto de combustível nuclear e sistema de montagem para inserção de hastes de combustível nuclear através de grades espaçadoras de um conjunto de combustível nuclear - Google Patents
Método de inserção de uma haste de combustível nuclear através de grades espaçadoras de um conjunto de combustível nuclear e sistema de montagem para inserção de hastes de combustível nuclear através de grades espaçadoras de um conjunto de combustível nuclear Download PDFInfo
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Abstract
MÉTODO DE INSERÇÃO DE UMA HASTE DE
COMBUSTÍVEL NUCLEAR ATRAVÉS DE GRADES ESPAÇADORAS DE UM CONJUNTO DE
COMBUSTÍVEL NUCLEAR E SISTEMA DE MONTAGEM PARA INSERÇÃO DE HASTES DE
COMBUSTÍVEL NUCLEAR ATRAVÉS DE GRADES ESPAÇADORAS DE UM CONJUNTO DE
COMBUSTÍVEL NUCLEAR.
O método compreende inserir a haste de combustível nuclear (4) através
das grades espaçadoras (14) alinhadas ao longo de um eixo de montagem
(A) com a passagem da haste de combustível nuclear (4) através de uma
câmara de lubrificação (30) alinhada com as grades espaçadoras (14) de
forma que a câmara de lubrificação (30) seja passada através da haste de
combustível nuclear (4) antes da inserção da haste de combustível
nuclear (4) através de uma das grades espaçadoras (14), e circulando um
fluido de lubrificação contendo um gás e um lubrificante na fase gasosa
e/ou na forma de névoa na câmara de lubrificação (30), o fluido de
lubrificação sendo injetado na câmara de lubrificação (30) a uma
temperatura estritamente superior à temperatura ambiente, de forma que o
lubrificante se deposita ou se condensa na fase líquida com a formação
de um filme de lubrificação em uma superfície externa da haste de
combustível nuclear (4) que está sendo inserida através de uma das
grades espaçadoras (14).
Description
[001] A presente invenção se refere a um método e sistema de montagem para inserir pelo menos uma haste de combustível nuclear em grades espaçadoras de um conjunto de combustível nuclear.
[002] Um reator nuclear compreende um núcleo de reator feito de uma pluralidade de conjuntos de combustível nuclear dispostos lado a lado.
[003] Cada conjunto de combustível compreende um feixe de hastes de combustível nuclear paralelas que se estendem ao longo de um eixo de conjunto de combustível e uma armadura que suporta as hastes de combustível.
[004] Cada haste de combustível de forma geral compreende um revestimento de haste de combustível tubular envolvendo o material físsil, o material físsil sendo fornecido, por exemplo, na forma de pelotas de combustível empilhadas no revestimento tubular.
[005] A armadura compreende notavelmente uma pluralidade de grades espaçadoras distribuídas ao longo do feixe de hastes de combustível, cada grade espaçadora sendo configurada para suportar as hastes de combustível ao longo do eixo de montagem e transversalmente ao eixo de montagem, em uma relação espaçada.
[006] Cada grade espaçadora compreende uma rede de células compreendendo células tubulares e células de hastes de combustível, cada célula de haste de combustível recebendo uma respectiva haste de combustível do feixe de hastes de combustível. Cada célula de haste de combustível da grade espaçadora é fornecida com recursos de suporte localizados, por exemplo, em uma ou várias das paredes laterais da célula de haste de combustível, por exemplo, uma ou várias mola(s) flexível(is) e/ou uma ou várias cavidade(s) rígida(s).
[007] Em vista da montagem das hastes de combustível na armadura, é possível fixar rigidamente a armadura em uma bancada ou estação de montagem, as grades espaçadoras sendo alinhadas em uma direção de inserção, cada grade espaçadora estendendo-se de forma perpendicular à direção de inserção e inserir cada haste de combustível através das grades espaçadoras ao longo da direção de inserção.
[008] No entanto, a inserção de uma haste de combustível através de uma grade espaçadora pode levar a arranhar o revestimento da haste de combustível pelo contato com as características de suporte da célula da haste de combustível que recebe a haste de combustível e as possíveis rebarbas acumuladas pelo acúmulo de arranhões em uma área de contato entre a haste de combustível e um recurso de suporte da grade espaçadora.
[009] É possível lubrificar uma haste de combustível para a inserção da haste de combustível através das grades espaçadoras, tendo em vista limitar as forças de atrito e evitar a formação de arranhões.
[010] Se o lubrificante não for água, o lubrificante deve ser removido antes da inserção do conjunto de combustível nuclear no núcleo do reator para evitar qualquer reação química, que pode ser prejudicial aos materiais usados no circuito primário do reator nuclear. Essa remoção pode ser muito difícil e deve ser demonstrado que não há contaminação, ou seja, nenhum lubrificante residual no conjunto de combustível e particularmente nas áreas de contato entre as hastes de combustível e as grades espaçadoras.
Lubrificante sem água também pode acabar com problemas de corrosão no revestimento da haste de combustível.
[011] O documento US 3,757,403 ensina a aplicar um depósito semelhante a gelo (que é um “gelo seco semiporoso semelhante ao gelo”) à haste de combustível nuclear antes de ser inserida em um conjunto de grade espaçadora. Para este fim, a haste de combustível é resfriada a cerca de 0 ºC em uma atmosfera úmida ou, de forma alternativa, a haste de combustível é resfriada a uma temperatura abaixo de 0 ºC e deixada aquecer até uma temperatura entre cerca de -10 ºC e 0 ºC em atmosfera úmida. A haste de combustível é resfriada usando gelo seco, por exemplo, colocando a haste de combustível em uma prateleira acima do gelo seco.
[012] No entanto, resfriar a haste de combustível a baixas temperaturas e/ou usar gelo para resfriar a haste de combustível tem o risco de acúmulo descontrolado de gelo que pode danificar um recurso de suporte de uma grade espaçadora, como uma mola, após a inserção da haste de combustível através da grade espaçadora.
[013] Um dos objetivos da invenção é propor um método de inserção de uma haste de combustível nuclear em uma armadura de montagem de combustível nuclear que limite o risco de danificar a haste de combustível ou uma grade espaçadora, sendo de fácil implementação e limitando o risco de contaminação do conjunto de combustível.
[014] Para este fim, a invenção propõe um método de inserção de uma haste de combustível através de grades espaçadoras de um conjunto de combustível nuclear, o método compreendendo a inserção da haste de combustível através das grades espaçadoras alinhadas ao longo de um eixo de montagem com a passagem da haste de combustível através de uma câmara de lubrificação alinhada com as grades espaçadoras de forma que a câmara de lubrificação seja passada pela haste de combustível antes da inserção da haste de combustível através de uma das grades espaçadoras e circulando um fluido de lubrificação contendo um gás e um lubrificante em fase gasosa e/ou na forma de névoa na câmara de lubrificação, o fluido de lubrificação sendo injetado na câmara de lubrificação a uma temperatura estritamente superior à temperatura ambiente, de forma que o lubrificante se deposita ou se condensa na fase líquida com a formação de um filme de lubrificação em uma superfície externa da haste de combustível que está sendo inserida através das referidas grades espaçadoras.
[015] A inserção da haste de combustível através de uma grade espaçadora com lubrificante em fase líquida depositado ou condensado na haste de combustível permite obter uma lubrificação eficiente da haste de combustível com riscos limitados de danificar a haste de combustível e/ou a grade espaçadora. A lubrificação pode ser implementada de forma fácil e eficiente com uma baixa quantidade de lubrificante. O lubrificante é, por exemplo, água, limitando assim o risco químico e evitando a necessidade de remoção do lubrificante após a inserção da haste de combustível.
[016] Em formas de realização específicas, o método de inserção de uma haste de combustível pode compreender uma ou várias das seguintes características opcionais, tomadas individualmente ou em qualquer combinação tecnicamente viável: - o lubrificante no fluido de lubrificação injetado na câmara de lubrificação tem um ponto de orvalho estritamente superior à temperatura ambiente; - o fluido de lubrificação é injetado na câmara de lubrificação a uma temperatura estritamente superior ao ponto de orvalho do lubrificante no fluido de lubrificação; - o método compreende a geração do fluido de lubrificação por pulverização do lubrificante no gás;
- o método compreende o aquecimento do fluido de lubrificação antes de injetar o fluido de lubrificação na câmara de lubrificação; - o método compreende o retorno do fluido de lubrificação coletado em uma saída da câmara de lubrificação para um gerador de fluido de lubrificação; - o método compreende a passagem do fluido de lubrificação coletado em uma saída da câmara de lubrificação através de um condensador, de forma a recuperar o lubrificante na fase líquida em uma saída de líquido do condensador; - o método compreende coletar fluido de lubrificação esgotado em lubrificante de uma saída de fluido do condensador e retornar separadamente o fluido de lubrificação esgotado em lubrificante e o lubrificante na fase líquida para um gerador de fluido de lubrificação; - o método compreende injetar gás seco na câmara de lubrificação, com a formação de pelo menos uma corrente de gás seco circulando ao longo de uma corrente de fluido de lubrificação na câmara de lubrificação e coletar a corrente de gás seco em uma saída da câmara de lubrificação juntamente com o fluido de lubrificação; - o método compreende a formação de duas correntes de gás seco em ambos os lados da corrente de fluido de lubrificação na câmara de lubrificação; e - o gás do fluido de lubrificação é ar ou gás inerte e o lubrificante é água, álcool, acetona ou uma mistura dos mesmos.
[017] A invenção também se refere a um sistema de montagem para inserção de hastes de combustível nuclear através de grades espaçadoras de um conjunto de combustível nuclear, o sistema de montagem compreendendo uma estação de montagem compreendendo dispositivos de retenção para reter as respectivas grades espaçadoras em uma configuração alinhada e um sistema de lubrificação configurado para lubrificar pelo menos uma haste de combustível que está sendo inserida através das grades espaçadoras, o sistema de lubrificação compreendendo uma câmara de lubrificação alinhada com as grades espaçadoras de forma que a câmara de lubrificação seja passada por cada haste de combustível antes da inserção de cada haste de combustível através de uma das grades espaçadoras, o sistema de lubrificação compreendendo um circuito de lubrificação configurado para injetar na câmara de lubrificação um fluido de lubrificação contendo um gás e um lubrificante em fase gasosa e/ou em uma forma de névoa, o fluido de lubrificação na câmara de lubrificação estando a uma temperatura estritamente superior à temperatura ambiente, de forma que o lubrificante se deposita ou se condensa na fase líquida em cada haste de combustível durante sua viagem através da câmara de lubrificação, formando um filme de lubrificação em uma superfície externa da haste de combustível.
[018] Em formas de realização específicas, o sistema de montagem pode compreender um ou vários dos seguintes recursos opcionais, considerados individualmente ou em qualquer combinação tecnicamente viável: - compreende um gerador de fluido de lubrificação configurado para gerar fluido de lubrificação por pulverização de lubrificante no gás e/ou um aquecedor de linha de alimentação configurado para aquecer o fluido de lubrificação antes da injeção do fluido de lubrificação na câmara de lubrificação; - compreende um condensador tendo uma entrada conectada de forma fluida a uma saída da câmara de lubrificação para receber fluido de lubrificação coletado na saída da câmara de lubrificação, o condensador tendo uma saída de fluido e uma saída de líquido que são separadamente conectadas de forma fluida a um gerador de fluido de lubrificação configurado para gerar fluido de lubrificação por pulverização de lubrificante no gás; e - compreende um circuito de injeção de gás configurado para gerar pelo menos uma corrente de gás seco fluindo ao longo de uma corrente de fluido de lubrificação na câmara de lubrificação, de preferência, duas correntes de gás seco em ambos os lados da corrente de fluido de lubrificação.
[019] A invenção e suas vantagens serão melhor compreendidas após a leitura da seguinte descrição dada apenas a título de exemplo não limitativo e com referência aos desenhos anexos, nos quais: - A Figura 1 é uma vista esquemática de um conjunto de combustível nuclear; - A Figura 2 é uma vista esquemática em corte longitudinal de um sistema de montagem para montar um conjunto de combustível nuclear, ilustrando uma câmara de lubrificação de um sistema de lubrificação do sistema de montagem; e - A Figura 3 é uma vista esquemática em corte transversal do sistema de montagem tomada ao longo de III-III na Figura 2 e ilustrando um circuito de lubrificação do sistema de lubrificação.
[020] O conjunto de combustível nuclear (2) da Figura 1 compreende um feixe de hastes de combustível nuclear (4) e um esqueleto (6) para suportar as hastes de combustível (4).
[021] As hastes de combustível (4) estendem-se paralelamente entre si e a um eixo de conjunto de combustível (L). O conjunto de combustível (2) é alongado ao longo do eixo de conjunto (L). O eixo de conjunto (L) se estende verticalmente quando o conjunto de combustível (2) está disposto dentro de um reator nuclear.
[022] O esqueleto (6) compreende um bocal inferior (8), um bocal superior (10) e uma armadura (11) compreendendo uma pluralidade de tubos guia (12) e uma pluralidade de grades espaçadoras (14). A armadura (11)
pode, além disso, compreender um tubo de instrumentação, não representado nas Figuras.
[023] Os tubos guia (12) se estendem paralelamente ao eixo de montagem (L) e conectam o bocal inferior (8) ao bocal superior (10) mantendo um espaçamento predeterminado ao longo do eixo de montagem (L) entre o bocal inferior (8) e o bocal superior (10). As hastes de combustível (4) são recebidas na armadura (11) de forma a ser localizada entre o bocal inferior (8) e o bocal superior (10) no conjunto de combustível (2).
[024] Cada tubo guia (12) abre para cima através do bocal superior (10) para permitir a inserção de uma haste de controle no tubo guia (12).
[025] As grades espaçadoras (14) são distribuídas ao longo dos tubos guia (12) entre o bocal inferior (8) e o bocal superior (10) do conjunto de combustível (2). As grades espaçadoras (14) são espaçadas umas das outras.
Cada grade espaçadora (14) está fixamente ligada aos tubos guia (12) que se estendem através da grade espaçadora (14).
[026] Cada grade espaçadora (14) é configurada para suportar as hastes de combustível (4) em uma relação espaçada. Cada grade espaçadora (14) é configurada para suportar as hastes de combustível (4) ao longo do eixo de montagem (L) e transversalmente ao eixo de montagem (L).
[027] Cada grade espaçadora (14) compreende células de haste de combustível (16) individuais (Figura 2), cada célula de haste de combustível (16) sendo configurada para receber uma respectiva haste de combustível (4).
[028] Cada célula de haste de combustível (16) é fornecida com recursos de suporte configurados para contatar e suportar a haste de combustível (4) correspondente. Os recursos de suporte compreendem, por exemplo, uma ou várias molas elásticas e/ou um ou vários rebaixos rígidos.
[029] As Figuras 2 e 3 ilustram um sistema de montagem (20)
configurado para montar um conjunto de combustível (2) inserindo as hastes de combustível (4) através das grades espaçadoras (14) da armadura (11), alinhadas ao longo de um eixo de montagem (A).
[030] O sistema de montagem (20) compreende uma estação de montagem (22) que compreende vários dispositivos de retenção (24) de grade espaçadora alinhados, cada dispositivo de retenção (24) sendo configurado para reter ou suportar uma grade espaçadora (14) respectiva da armadura (11).
As grades espaçadoras (14) mantidas pelos dispositivos de retenção (24) estão alinhadas ao longo do eixo de montagem (A) que corresponde ao eixo de montagem (L) do conjunto de combustível (2).
[031] Cada grade espaçadora (14) mantida por um dispositivo de retenção (24) se estende em um plano perpendicular ao eixo de montagem (A).
As células de haste de combustível (16) da grade espaçadora (14) se estendem no eixo de montagem (A).
[032] Cada dispositivo de retenção (24) é, por exemplo, uma braçadeira de retenção configurada para prender a grade espaçadora (14) correspondente em uma posição de montagem predeterminada.
[033] Quando a armadura (11) é recebida na estação de montagem (22) com suas grades espaçadoras (14) alinhadas no eixo de montagem (A), cada haste de combustível (4) pode ser inserida através das grades espaçadoras (14) ao longo do eixo de montagem (A), em uma direção de inserção (F) ilustrada na Figura 2.
[034] O sistema de montagem (20) compreende um sistema de lubrificação (26) configurado para lubrificar as hastes de combustível (4) mediante a inserção das hastes de combustível (4) através das grades espaçadoras (14).
[035] O sistema de lubrificação (26) compreende pelo menos uma câmara de lubrificação (30) configurada para ser colocada a montante de uma grade espaçadora (14) ao considerar a direção de inserção (F) das hastes de combustível (4) através das grades espaçadoras (14), para lubrificação das hastes de combustível (4) que devem ser inseridas através da referida grade espaçadora (14).
[036] Conforme ilustrado na Figura 2, a câmara de lubrificação (30) está de forma preferencial localizada entre duas grades espaçadoras (14) sucessivas.
[037] Outros locais são possíveis. Por exemplo, em uma alternativa, a câmara de lubrificação (30) está localizada a montante do primeiro dispositivo de retenção (24) da estação de montagem (22).
[038] Além disso, o sistema de lubrificação (26) pode compreender uma câmara de lubrificação (30) ou várias câmaras de lubrificação (30) distribuídas ao longo do eixo de montagem (A) para aumentar a eficiência.
[039] No exemplo, a câmara de lubrificação (30) tem uma seção transversal interna que corresponde pelo menos àquela do feixe de hastes de combustível (4) (Figura 3), de forma que a câmara de lubrificação (30) pode ser mantida na mesma posição para a inserção de todas as hastes de combustível (4) do feixe.
[040] A câmara de lubrificação (30) tem paredes laterais (31) definindo a seção transversal da câmara de lubrificação (30).
[041] As paredes laterais (31) da câmara de lubrificação (30) são ilustradas nas Figuras 2 e 3 por linha pontilhada para ilustrar que, neste exemplo, um fluido de lubrificação pode fluir através dessas paredes laterais (31) para entrar na câmara de lubrificação (30) e sair da câmara de lubrificação (30).
[042] Conforme ilustrado na Figura 3, o sistema de lubrificação (26) compreende um circuito de lubrificação (32) para circular uma corrente de fluido de lubrificação através da câmara de lubrificação (30).
[043] O fluido de lubrificação é, por exemplo, um gás contendo o lubrificante em fase gasosa e/ou na forma de finas gotículas líquidas em suspensão no fluido de lubrificação. As gotículas finas de líquido em suspensão no fluido de lubrificação são chamadas de “névoa”.
[044] O circuito de lubrificação (32) compreende um distribuidor de fluido (34) para injetar o fluido de lubrificação na câmara de lubrificação (30) e um coletor de fluido (36) para coletar o fluido de lubrificação que circulou através da câmara de lubrificação (30).
[045] No exemplo ilustrado nas Figuras 2 e 3, o distribuidor (34) está configurado para injetar o fluido de lubrificação na câmara de lubrificação (30) através das primeiras paredes laterais (31) e o coletor (36) está configurado para coletar o fluido de lubrificação através das segundas paredes laterais (31) opostas às primeiras paredes laterais (31).
[046] Em operação, o fluido de lubrificação flui através da câmara de lubrificação (30) do distribuidor (34) para o coletor (36).
[047] O distribuidor (34) e o coletor (36) são configurados de forma que, em operação, a corrente de fluido de lubrificação flua na câmara de lubrificação (30) essencialmente de forma perpendicular ao eixo de montagem (A).
[048] No exemplo ilustrado da Figura 3, a câmara de lubrificação (30) tem uma seção transversal quadrangular ao longo do eixo de montagem (A) e o distribuidor (34) e o coletor (36) estendem-se ao longo dos lados da seção transversal quadrangular.
[049] A câmara de lubrificação (30) tem quatro paredes laterais (31) definindo a seção transversal quadrangular da câmara de lubrificação (30).
[050] O distribuidor (34) está aqui configurado para injetar fluido de lubrificação através de duas paredes laterais (31) adjacentes, o coletor (36)
sendo disposto para coletar o fluido de lubrificação através das duas outras paredes laterais (31) adjacentes.
[051] O distribuidor (34) é, por exemplo, em forma de (L) com duas rampas de injeção (34A), cada uma se estendendo ao longo de uma respectiva parede lateral (31), e o coletor (36) também é em forma de (L) com duas rampas de coleta (36A) cada uma se estendendo ao longo de uma respectiva parede lateral (31).
[052] Outros arranjos do distribuidor (34) e do coletor (36) são possíveis. Por exemplo, o distribuidor (34) pode ser configurado para injetar fluido de lubrificação através de uma, duas ou três paredes laterais (31) da câmara de lubrificação (30). Além disso, o coletor (36) pode ser configurado para coletar fluido através de uma, duas ou três paredes laterais (31) da câmara de lubrificação (30).
[053] A câmara de lubrificação (30) pode ter uma seção transversal que difere de uma seção transversal quadrangular, por exemplo, uma seção transversal poligonal com menos de quatro lados ou mais de quatro lados, em particular uma seção transversal hexagonal.
[054] Em uma forma de realização específica que não é ilustrada, o distribuidor (34) está configurado para injetar fluido de lubrificação ao longo de um único lado da seção transversal poligonal, o coletor (36) sendo configurado para coletar o fluido de lubrificação ao longo de um único lado da seção transversal poligonal, oposto ao lado ao longo do qual o fluido de lubrificação é injetado pelo distribuidor (34).
[055] Em outra forma de realização específica, o distribuidor (34) e o coletor (36) estão localizados ao longo de um ou vários mesmo(s) lado(s) da seção poligonal, em particular um lado inferior. Nesta forma de realização, o fluido de lubrificação é injetado pelo distribuidor (34) deste(s) lado(s) e as partículas radioativas são coletadas do(s) mesmo(s) lado(s) pelo coletor (36). O distribuidor (34) e o coletor (36) estão, por exemplo, na mesma unidade de distribuição/coleta.
[056] O circuito de lubrificação (32) compreende um gerador de fluido de lubrificação (38) configurado para gerar o fluido de lubrificação contendo gás e lubrificante em fase gasosa e/ou na forma de névoa.
[057] O gerador de fluido de lubrificação (38) compreende um tanque (40) contendo o lubrificante em fase líquida em uma parte inferior (40A) do tanque (40) e fluido de lubrificação em uma parte superior (40B) (fase gasosa e/ou na forma de névoa).
[058] O gerador de fluido de lubrificação (38) compreende um dispositivo de pulverização (42) configurado para pulverizar lubrificante na parte superior (40B) do tanque (40). O dispositivo de pulverização (42) compreende um duto (44) que se estende da parte inferior (40A) do tanque (40) para pelo menos um bocal de pulverização (46) disposto para injetar o lubrificante na parte superior (40B) do tanque (40).
[059] O dispositivo de pulverização (42) compreende, por exemplo, uma bomba de pulverização (48) para forçar o lubrificante na fase líquida a fluir no duto (44) da parte inferior (40A) do tanque (40) para pelo menos um bocal de pulverização (46).
[060] Opcionalmente, o dispositivo de pulverização (42) compreende um aquecedor (não mostrado) configurado para aquecer o lubrificante líquido e/ou o tanque (40) integra um aquecedor para melhor ajustar a temperatura do lubrificante.
[061] Pulverizar o lubrificante líquido na parte superior (40B) do tanque (40), de preferência, com temperatura controlada do lubrificante, permite manter o fluido de lubrificação na fase gasosa e/ou na forma de névoa com um ponto de orvalho controlado na parte superior (40B) do tanque (40).
[062] O gerador de fluido de lubrificação (38) está fluidamente conectado à câmara de lubrificação (30) para injeção de fluido de lubrificação na câmara de lubrificação (30).
[063] O circuito de lubrificação (32) compreende, por exemplo, uma linha de alimentação (50) conectando fluidamente o gerador de fluido de lubrificação (38), de forma mais específica a parte superior (40B) do tanque (40) do gerador de fluido de lubrificação (38), ao distribuidor (34) para alimentar o distribuidor (34) com fluido de lubrificação produzido pelo gerador de fluido de lubrificação (38).
[064] O circuito de lubrificação (32) compreende opcionalmente um aquecedor de linha de alimentação (52) disposto na linha de alimentação (50) para aquecer o fluido de lubrificação que alimenta o distribuidor (34). O aquecedor de linha de alimentação (52) está localizado ao longo da linha de alimentação (50) entre o gerador de fluido de lubrificação (38) e o distribuidor (34).
[065] O aquecedor de linha de alimentação (52) é, por exemplo, um aquecedor elétrico, que é um aquecedor configurado para converter energia elétrica em energia térmica usada para superaquecer o fluido de lubrificação.
[066] O circuito de lubrificação (32) é, por exemplo, configurado para retornar o fluido de lubrificação para o gerador de fluido de lubrificação (38), em particular para o tanque (40) do gerador de fluido de lubrificação (38), e/ou para liberar o fluido de lubrificação, de preferência, após a extração de pelo menos parte do lubrificante do fluido de lubrificação.
[067] O circuito de lubrificação (32) compreende uma linha de retorno (56) para retornar o fluido de lubrificação para o gerador de fluido de lubrificação (38), aqui para o tanque (40) do gerador de fluido de lubrificação (38). A linha de retorno (56) se estende do coletor (36) para o gerador de fluido de lubrificação (38), aqui para o tanque (40) do gerador de fluido de lubrificação
(38).
[068] O circuito de lubrificação (32) compreende um condensador (58) para condensar o lubrificante contido no fluido de lubrificação coletado pelo coletor (36).
[069] O condensador (58) é, por exemplo, configurado para uma troca de calor entre o fluido de lubrificação e outro fluido, por exemplo, o ar ambiente, para condensar o lubrificante.
[070] O condensador (58) compreende uma entrada (58A) para receber o fluido de lubrificação coletado pelo coletor (36). A entrada (58A) está conectada de forma fluida ao coletor (36) através da linha de retorno (56).
[071] O condensador (58) compreende uma saída de fluido (58B) para o fluido de lubrificação esgotado em lubrificante e uma saída de líquido (58C) para o lubrificante na fase líquida condensada no condensador (58). A saída de fluido (58B) e a saída de líquido (58C) estão conectadas de forma fluida ao gerador de fluido de lubrificação (38), aqui para o tanque (40), separadamente, através das respectivas linhas.
[072] A saída de fluido (58B) está conectada de forma fluida à parte superior (40B) do tanque (40), por exemplo, através de uma linha de retorno de fluido (60), e a saída de líquido (58C) está conectada de forma fluida à parte inferior (40A) do tanque (40) por meio de uma linha de retorno de líquido (62).
[073] Opcionalmente, o circuito de lubrificação (32) compreende uma linha de desvio (64) para contornar o condensador (58). Por exemplo, a linha de desvio (64) conecta a linha de retorno (56) à linha de retorno de fluido (60).
[074] O circuito de lubrificação (32) compreende de preferência um dispositivo de controle de fluxo configurado para controlar o fluxo de fluido de lubrificação de forma seletiva através do condensador (58) ou através da linha de desvio (64). O dispositivo de controle de fluxo é, por exemplo, uma válvula (66) disposta na linha de desvio (64) para abrir de forma seletiva ou fechar a linha de desvio (64).
[075] O circuito de lubrificação (32) opcionalmente compreende uma ventilação de gás (68) para expelir gás do circuito de lubrificação (32). A ventilação de gás (68) é fornecida aqui na linha de retorno de fluido (60).
[076] O circuito de lubrificação (32) compreende um dispositivo de controle de ventilação de gás (70) para fechar e abrir de forma seletiva a ventilação de gás (68). O dispositivo de controle de ventilação de gás (70) é, por exemplo, uma válvula fornecida na ventilação de gás (68).
[077] O circuito de lubrificação (32) compreende uma bomba de circulação (72) para fazer circular o fluido de lubrificação no circuito de lubrificação (32). A bomba de circulação (72) está, por exemplo, disposta na linha de retorno de fluido (60).
[078] Opcionalmente, o circuito de lubrificação (32) compreende um circuito de injeção de gás (74) configurado para injetar gás seco no circuito de lubrificação (32).
[079] “Gás seco” aqui designa o gás usado no fluido de lubrificação como um gás de transporte para o lubrificante, mas não contendo lubrificante ou menos lubrificante em comparação com o fluido de lubrificação injetado na câmara de lubrificação (30).
[080] O circuito de injeção de gás (74) está configurado para injetar gás seco na câmara de lubrificação (30). Isso permite que a câmara de lubrificação (30) e as hastes de combustível (4) já inseridas sejam secas durante uma fase de modo seco antes da próxima etapa de inserção da haste de combustível.
[081] O gás seco injetado na câmara de lubrificação (30) é, por exemplo, coletado pelo coletor (36) juntamente com o fluido de lubrificação.
[082] Conforme ilustrado na Figura 2, o circuito de injeção de gás (74) compreende pelo menos um injetor (76, 78) para gerar uma corrente de gás seco na câmara de lubrificação (30).
[083] O circuito de injeção de gás (74) é de forma vantajosa configurado para gerar fluxos estratificados de gás seco e fluido de lubrificação dentro da câmara de lubrificação (30) na direção de inserção (F).
[084] Uma haste de combustível (4) sendo inserida através de uma grade espaçadora (14) e passando através de uma câmara de lubrificação a montante (30) irá sequencialmente passar através da corrente de fluido de lubrificação e da(s) corrente(s) de gás seco.
[085] Cada fluxo de gás seco atua como uma eclusa de ar (airlock) e permite canalizar o fluxo de fluido de lubrificação contendo o lubrificante para garantir que o fluido de lubrificação permaneça no circuito de lubrificação (32), evitando assim perdas ou vazamentos de lubrificante.
[086] Cada fluxo de gás seco é configurado para formar uma cortina de gás que tende a manter o fluxo de fluido de lubrificação perpendicular ao eixo de montagem (A) e evita que o fluxo de fluido de lubrificação se desvie axialmente ao longo do eixo de montagem (A).
[087] O circuito de injeção de gás (74) é, por exemplo, configurado para gerar uma corrente de gás seco a montante na câmara de lubrificação (30), antes da corrente de fluido de lubrificação e/ou uma corrente de gás seco a jusante, após a corrente de fluido de lubrificação ao considerar a direção de inserção (F) das hastes de combustível (4) através da grade espaçadora (14).
[088] Portanto, a haste de combustível (4) passará por uma corrente de gás seco a montante antes de passar pela corrente de fluido de lubrificação e/ou através de uma corrente de gás seco a jusante depois de passar pela corrente de fluido de lubrificação.
[089] No exemplo ilustrado, o circuito de injeção de gás (74) é configurado para gerar uma corrente de gás seco a montante na câmara de lubrificação (30) antes da corrente de fluido de lubrificação e uma corrente de gás seco a jusante após a corrente de fluido de lubrificação ao considerar a direção de inserção (F) das hastes de combustível (4) através da grade espaçadora (14).
[090] O circuito de injeção de gás (74) aqui compreende um injetor a montante (76) para gerar uma corrente de gás seco a montante na câmara de lubrificação (30) a montante da corrente de fluido de lubrificação e um injetor a jusante (78) para gerar uma corrente de gás seco na câmara de lubrificação (30) a jusante do fluxo de fluido de lubrificação.
[091] O gás seco flui em ambos os lados da corrente de fluido de lubrificação e força o fluido de lubrificação a sair da câmara de lubrificação (30) através do coletor de fluido (36).
[092] Conforme ilustrado na Figura 3, opcionalmente, o circuito de injeção de gás (74) é configurado para forçar o gás seco que alimenta a câmara de lubrificação (30) a passar através do condensador (58) para uma troca de calor com o fluido de lubrificação passando através do condensador (58) no circuito de lubrificação (32).
[093] De preferência, o circuito de injeção de gás (74) compreende uma linha de desvio (80) para desviar do condensador (58).
[094] Nesse caso, o circuito de injeção de gás (74) compreende, de preferência, um dispositivo de controle de fluxo de gás (82) para fazer com que o gás seco flua de forma seletiva através do condensador (58) ou através da linha de desvio (80). O dispositivo de controle de fluxo de gás (82) é, por exemplo, uma válvula disposta na linha de desvio (80) para abrir ou fechar de forma seletiva a linha de desvio (80).
[095] Opcionalmente, o circuito de injeção de gás (74)
compreende um aquecedor de gás (84) para aquecer o gás seco antes de alimentar a câmara de lubrificação (30). O aquecedor de gás (84) é, por exemplo, um aquecedor elétrico, que é um aquecedor configurado para usar energia elétrica para gerar calor transferido para o gás seco.
[096] Isso permite que a câmara de lubrificação (30) e as hastes de combustível (4) já inseridas sejam aquecidas durante a fase de modo seco antes da próxima etapa de inserção da haste de combustível.
[097] Conforme ilustrado na Figura 2, de forma vantajosa, a câmara de lubrificação (30) é colocada na estação de montagem (22) entre dois dispositivos de retenção (24) consecutivos, ou seja, entre um dispositivo de retenção (24) e o próximo no alinhamento das grades espaçadoras (14) ao considerar a direção de inserção (F) da haste de combustível (4), de forma a fornecer lubrificação entre duas grades espaçadoras (14) consecutivas.
[098] Isso permite a lubrificação de uma haste de combustível (4) após esta haste de combustível (4) ter sido inserida em uma ou várias grades espaçadoras (14). Na verdade, o lubrificante depositado na haste de combustível (4) pode ser pelo menos parcialmente removido após a inserção da haste de combustível (4) através de uma ou várias grade(s) espaçadora(s) (14). A câmara de lubrificação (30) localizada entre dois dispositivos de retenção (24) permite lubrificar a haste de combustível (4) novamente para uma ou várias grades espaçadoras (14) seguintes.
[099] Como já indicado, opcionalmente ou de forma alternativa, uma câmara de lubrificação (30) é colocada na frente da primeira grade espaçadora (14), de forma a fornecer lubrificação antes da inserção da haste de combustível (4) através da primeira grade espaçadora (14).
[0100] Uma única câmara de lubrificação (30) é ilustrada nas Figuras 2 e 3. De uma maneira geral, o sistema de lubrificação (26) pode compreender uma ou várias câmaras de lubrificação (30) localizadas em diferentes locais ao longo do sistema de montagem (20). O sistema de lubrificação (26) pode compreender uma câmara de lubrificação (30) na frente do primeiro dispositivo de retenção (24) e uma ou várias câmaras de lubrificação (30) distribuídas ao longo do sistema de montagem (20), entre dispositivos de retenção (24) consecutivos.
[0101] De preferência, o sistema de lubrificação (26) é configurado para operar em dois modos operacionais diferentes, que é um primeiro modo ou modo “seco” e um segundo modo ou modo “úmido”.
[0102] No modo seco, a câmara de lubrificação (30) é alimentada apenas com gás quente seco. O modo seco é usado para aquecer a seção das hastes de combustível (4) já inseridas na armadura (11) do conjunto de combustível (2) e se estendendo através da câmara de lubrificação (30), a fim de mantê-los quentes e livres de condensação durante um modo úmido.
[0103] No modo úmido, a câmara de lubrificação (30) é alimentada com gás contendo lubrificante na fase gasosa e/ou na forma de névoa. Este modo úmido é necessário para lubrificar uma haste de combustível (4) durante seu deslocamento através da câmara de lubrificação (30), pouco antes de sua inserção através de uma grade espaçadora (14) ou uma série de grades espaçadoras (14).
[0104] No modo úmido, como as hastes de combustível (4) já inseridas na armadura (11) foram aquecidas durante a fase de modo seco, o lubrificante do fluido de lubrificação condensa e/ou deposita apenas na haste de combustível frio (4) sendo atualmente inserida.
[0105] A comutação entre o modo seco e o modo úmido pode ser realizada, por exemplo, controlando o gerador de fluido de lubrificação (38).
[0106] Um método de inserção de pelo menos uma haste de combustível (4) através das grades espaçadoras (14) de um conjunto de combustível nuclear (2) que pode ser implementado com o uso do sistema de montagem (20) será agora descrito.
[0107] O método é descrito com referência às Figuras 2 e 3 com referência à inserção de uma haste de combustível (4) com o fornecimento de uma câmara de lubrificação (30).
[0108] No entanto, deve ser entendido que na prática uma haste de combustível (4) pode ser inserida individualmente ou várias hastes de combustível (4) podem ser inseridas simultaneamente com o fornecimento de uma ou várias câmaras de lubrificação (30) ao longo do caminho de cada haste de combustível (4) que está sendo inserida.
[0109] O método compreende inserir uma haste de combustível (4) à temperatura ambiente através das grades espaçadoras (14) com a passagem da haste de combustível (4) através da câmara de lubrificação (30) alinhada com as grades espaçadoras (14), a câmara de lubrificação (30) sendo localizada a montante de uma das grades espaçadoras (14) e circulando um fluido de lubrificação contendo um gás e um lubrificante em fase gasosa e/ou na forma de névoa na câmara de lubrificação (30), o fluido de lubrificação sendo injetado na câmara de lubrificação (30) a uma temperatura estritamente superior à temperatura ambiente, de forma que o lubrificante se deposita ou se condensa na fase líquida na haste de combustível (4) com a formação de um filme de lubrificação na superfície externa da haste de combustível (4).
[0110] “Temperatura ambiente” refere-se aqui à temperatura real do ar na área onde o sistema de montagem (20) está localizado.
[0111] De preferência, o fluido de lubrificação é gerado com um ponto de orvalho do lubrificante estritamente superior à temperatura ambiente.
[0112] De preferência, o fluido de lubrificação tem um ponto de orvalho que é pelo menos 5 ºC superior à temperatura ambiente, de forma mais preferencial pelo menos 10 ºC superior à temperatura ambiente, de forma mais preferencial 20 ºC superior à temperatura ambiente.
[0113] De preferência, o fluido de lubrificação é injetado na câmara de lubrificação (30) a uma temperatura que é estritamente superior ao ponto de orvalho do lubrificante no fluido de lubrificação.
[0114] De preferência, o fluido de lubrificação é injetado na câmara de lubrificação (30) a uma temperatura que é pelo menos 5 ºC mais alta do que o ponto de orvalho do lubrificante, de forma mais preferencial pelo menos 10 ºC mais alta do que o ponto de orvalho do lubrificante.
[0115] Opcionalmente, o método compreende o aquecimento do fluido de lubrificação. O aquecimento é aqui realizado no aquecedor de linha de alimentação (52).
[0116] O ponto de orvalho do lubrificante no gerador de fluido de lubrificação (38) é uma função da porcentagem de lubrificante na fase gasosa contida no fluido de lubrificação e a temperatura do fluido de lubrificação.
[0117] De preferência, o fluido de lubrificação é superaquecido em alguns graus para evitar a condensação nas paredes da linha de alimentação (50) e nas paredes laterais (31) da câmara de lubrificação (30) do sistema de lubrificação (26). No sistema de lubrificação (26), o aquecedor de linha de alimentação (52) é controlado para manter a temperatura do fluido de lubrificação acima de seu ponto de orvalho. A temperatura de aquecimento é uma função do teor de lubrificante na fase gasosa no fluido gerado pelo gerador de fluido de lubrificação (38).
[0118] A haste de combustível (4) que está sendo inserida na câmara de lubrificação (30) está na temperatura ambiente, que é estritamente inferior ao ponto de orvalho do lubrificante no fluido de lubrificação.
[0119] Ao entrar em contato com a superfície externa da haste de combustível (4), o lubrificante em fase gasosa e/ou na forma de névoa contida no fluido de lubrificação condensa-se na superfície externa da haste de combustível, formando assim um fino filme de lubrificação.
[0120] Injetar o fluido de lubrificação na câmara de lubrificação (30) com tal ponto de orvalho de lubrificante permite alimentar a câmara de lubrificação (30) com um fluido de lubrificação contendo lubrificante em fase gasosa e/ou na forma de névoa, que pode condensar na haste de combustível (4) durante o seu percurso através da câmara de lubrificação (30), formando assim um fino filme de lubrificação.
[0121] A haste de combustível (4) pode, assim, ser inserida em uma ou várias grades espaçadoras (14) seguintes, limitando o risco de danificar a haste de combustível (4) e/ou o risco de rebarbas descontroladas das grades espaçadoras (14).
[0122] O método pode compreender a geração de fluido de lubrificação por pulverização de lubrificante no gás. Isso é realizado no circuito de lubrificação (32) pelo gerador de fluido de lubrificação (38).
[0123] Opcionalmente, o método compreende circular o fluido de lubrificação em um circuito de lubrificação (32) em circuito fechado. Isso permite limitar o consumo de lubrificante. No exemplo ilustrado, o circuito de lubrificação (32) está em circuito fechado. Em particular, o fluido de lubrificação que sai da câmara de lubrificação (30) é retornado ao gerador de fluido de lubrificação (38), aqui através da linha de retorno (56).
[0124] Opcionalmente, em um modo operacional, por exemplo, antes da fase de modo seco, o método compreende a passagem do fluido de lubrificação coletado da câmara de lubrificação (30) em um condensador (58) para obter separadamente fluido de lubrificação esgotado em lubrificante e lubrificante na fase líquida, e retorno fluido de lubrificação esgotado em lubrificante e lubrificante na fase líquida separadamente para um gerador de fluido de lubrificação (38).
[0125] Isto permite controlar a quantidade de lubrificante presente no fluido de lubrificação na fase líquida e/ou na forma de névoa, usando o gerador de fluido de lubrificação (38). A quantidade de lubrificante no fluido de lubrificação é reduzida pelo condensador (58), o gerador de fluido de lubrificação (38) permitindo aumentar esta quantidade para o valor desejado, por exemplo, para obter o ponto de orvalho apropriado em conjunto com a temperatura do fluido de lubrificação injetado na câmara de lubrificação (30).
[0126] Opcionalmente, em um modo operacional, por exemplo, durante a fase de modo úmido, quando as condições não exigem a redução da quantidade de lubrificante no fluido de lubrificação antes de retornar o fluido de lubrificação para o gerador de fluido de lubrificação (38), o método compreende contornar o condensador (58) através da linha de desvio (64). Em tal caso, o fluido de lubrificação é retornado diretamente da câmara de lubrificação (30) para o gerador de fluido de lubrificação (38) com o desvio do condensador (58).
[0127] Opcionalmente, o método compreende injetar gás seco na câmara de lubrificação (30), através do circuito de injeção de gás (74). O gás seco injetado na câmara de lubrificação (30) é coletado na saída da câmara de lubrificação (30) juntamente com o fluido de lubrificação. O gás seco em excesso pode ser liberado através da ventilação de gás (68) durante o uso do condensador (58).
[0128] O gás seco é misturado ao fluido de lubrificação e aumenta a proporção de gás em relação à proporção de lubrificante no fluido de lubrificação. O fluido de lubrificação e o gás seco são coletados pelo coletor (36).
[0129] De preferência, pelo menos uma corrente de gás seco é gerada na câmara de lubrificação (30), a corrente de gás seco canalizando a corrente de fluido de lubrificação. De maior preferência, duas correntes de gás seco são geradas em ambos os lados da corrente de fluido de lubrificação, as duas correntes de gás seco canalizando a corrente de fluido de lubrificação entre elas.
[0130] Opcionalmente, o gás seco é aquecido antes da injeção na câmara de lubrificação (30). O gás seco é aqui aquecido no condensador (58), o gás seco sendo usado como uma fonte fria para o condensador (58) e/ou no aquecedor de gás (84).
[0131] Opcionalmente, o método compreende a liberação de fluido de lubrificação que sai do condensador (58), que é fluido de lubrificação “seco” no qual a quantidade de lubrificante foi reduzida. O fluido de lubrificação esgotado em lubrificante pode aqui ser liberado através da ventilação de gás (68).
[0132] A liberação de fluido de lubrificação do circuito de lubrificação (32) permite manter a proporção de gás e lubrificante no circuito de lubrificação (32) e/ou contabilizar o gás seco injetado no circuito de lubrificação (32) através do circuito de injeção de gás (74).
[0133] Uma vez que uma haste de combustível (4) é inserida através de todas as grades espaçadoras (14) da armadura (11), uma seção da haste de combustível (4) se estende através da câmara de lubrificação (30) do sistema de lubrificação (26). No entanto, esta seção da haste de combustível (4) que está na câmara de lubrificação (30) é aquecida substancialmente à temperatura do fluido de lubrificação que entra na câmara de lubrificação (30).
Portanto, o lubrificante contido no fluido de lubrificação não se deposita ou condensa na superfície externa desta seção da haste de combustível (4), notavelmente durante a inserção subsequente de uma ou várias outras hastes de combustível (4).
[0134] Quando nenhuma haste de combustível (4) está sendo inserida, o sistema de lubrificação (26) é operado em condições de modo seco, ou seja, com atmosfera de gás seco aquecido ou fluido de lubrificação esgotado em lubrificante, para manter a câmara de lubrificação (30) e as hastes de combustível (4) já inseridas no conjunto de combustível (2) a uma temperatura superior ao ponto de orvalho do fluido de lubrificação. Assim, o lubrificante no fluido de lubrificação permanece disponível para uma haste de combustível (4) à temperatura ambiente que está sendo inserida na câmara de lubrificação (30).
[0135] Em uma forma de realização preferida, o gás é o ar e o lubrificante é a água. Consequentemente, o fluido de lubrificação é ar úmido e o gás seco é ar seco. O gerador de fluido de lubrificação (38) é, por exemplo, um umidificante de ar.
[0136] Em uma forma de realização, o ar úmido injetado na câmara de lubrificação (30) tem um teor de umidade tal que o ponto de orvalho é igual ou superior a 40 ºC, de preferência, igual ou superior a 60 ºC.
[0137] Quando o ponto de orvalho é igual ou superior a 40 ºC, o aquecedor de fluido de lubrificação é configurado para aquecer o ar úmido a 45 ºC, de preferência, 50 ºC. Quando o ponto de orvalho é igual ou superior a 60 ºC, o aquecedor de fluido de lubrificação é configurado para aquecer o ar úmido a 65 ºC, de preferência, 70 ºC.
[0138] Em variantes, o gás de transporte pode não ser ar, mas, por exemplo, um gás inerte, como dinitrogênio (N2) e/ou o lubrificante pode não ser água, mas um lubrificante volátil, como álcool ou acetona ou uma mistura.
[0139] Devido à invenção, durante a inserção de uma haste de combustível (4) através das grades espaçadoras (14), é possível lubrificar a haste de combustível (4) de forma eficiente com uma pequena quantidade de lubrificante e com isso limitar o risco de danificar ou contaminar quimicamente a haste de combustível (4) e/ou a grade espaçadora (14).
[0140] Em particular, o uso de água como lubrificante e ar ou dinitrogênio como gás de transporte para o lubrificante evita qualquer contaminação. De forma alternativa, o uso de lubrificantes voláteis, como álcool ou acetona, limita o risco de contaminação.
[0141] Passar a haste de combustível (4) através de pelo menos uma câmara de lubrificação (30) durante a inserção da haste de combustível (4) na armadura (11) é particularmente eficiente para lubrificar a haste de combustível (4) bem a tempo para a inserção. Permite limitar a quantidade de lubrificante.
[0142] Os depósitos ou condensados de lubrificante apenas ou pelo menos de forma preferencial na seção de uma haste de combustível (4) fresco à temperatura ambiente que está sendo inserida em uma grade espaçadora (14), enquanto a seção de cada haste de combustível (4) estacionária já inserida na referida grade espaçadora (14) e localizada na câmara de lubrificação (30) está a uma temperatura mais elevada que não promove a deposição ou condensação do lubrificante nesta seção.
[0143] O sistema de lubrificação (26) permite circular o lubrificante através da câmara de lubrificação (30) em um circuito fechado, recuperando assim o lubrificante que não se depositou ou condensou em uma haste de combustível (4).
[0144] A invenção não está limitada aos exemplos descritos acima, sendo possíveis modificações sem se afastar da invenção.
[0145] Além disso, de acordo com um aspecto que é vantajoso independentemente de lubrificação específica, uma haste de combustível, de forma mais específica uma seção da haste de combustível, é lubrificada durante a inserção da haste de combustível através de grades espaçadoras da armadura e entre duas grades espaçadoras da armadura.
[0146] Portanto, de uma maneira geral, a invenção se refere a um método de montagem de um conjunto de combustível nuclear que compreende inserir um feixe de hastes de combustível através de uma pluralidade de grades espaçadoras alinhadas ao longo de um eixo de montagem e lubrificar as hastes de combustível, de forma mais específica uma seção das hastes de combustível, entre duas grades espaçadoras consecutivas durante a inserção das hastes de combustível.
[0147] A invenção também se refere de uma maneira geral a um sistema de montagem que compreende dispositivos de retenção para reter grades espaçadoras de uma armadura de um conjunto de combustível nuclear, os dispositivos de retenção e grades espaçadoras sendo alinhados ao longo de um eixo de montagem e um sistema de lubrificação que compreende uma câmara de lubrificação configurado para ser interposto entre duas grades espaçadoras consecutivas mantidas pelos dispositivos de retenção de forma que uma haste de combustível inserida através das grades espaçadoras da armadura passe através da câmara de lubrificação, o sistema de lubrificação sendo configurado para a injeção de um fluido de lubrificação contendo lubrificante na câmara de lubrificação, de forma que o lubrificante se deposita ou se condensa em uma seção da haste de combustível enquanto está localizada na câmara de lubrificação.
[0148] Além disso, como ilustrado na Figura 3, o sistema de lubrificação (26) pode compreender uma ou várias câmaras de lubrificação isoladas (30), cada câmara de lubrificação (30) sendo colocada a montante de um respectivo dispositivo de retenção (24) segurando uma grade espaçadora (4) para lubrificar as hastes de combustível (14) antes de sua inserção através da referida grade espaçadora (4).
[0149] Em uma forma de realização alternativa, o sistema de lubrificação (26) pode compreender um invólucro de lubrificação que se estende por um ou vários dispositivos de retenção (24) e compreendendo várias câmaras de lubrificação (30) definidas dentro do invólucro de lubrificação e espaçadas umas das outras ao longo da direção de inserção, cada câmara de lubrificação (30) sendo localizada na frente de um respectivo dispositivo de retenção (24) para lubrificar as hastes de combustível (14) antes de sua inserção através da grade espaçadora (4) mantida pelo referido dispositivo de retenção (24).
Claims (16)
1. MÉTODO DE INSERÇÃO DE UMA HASTE DE COMBUSTÍVEL NUCLEAR (4) ATRAVÉS DE GRADES ESPAÇADORAS (14) DE UM CONJUNTO DE COMBUSTÍVEL NUCLEAR (2), o método caracterizado por compreender a inserção da haste de combustível nuclear (4) através das grades espaçadoras (14) alinhadas ao longo de um eixo de montagem (A) com a passagem da haste de combustível nuclear (4) através de uma câmara de lubrificação (30) alinhada com as grades espaçadoras (14) de forma que a câmara de lubrificação (30) seja passada pela haste de combustível nuclear (4) antes da inserção da haste de combustível nuclear (4) através de uma das grades espaçadoras (14), e circulando um fluido de lubrificação contendo um gás e um lubrificante em fase gasosa e/ou na forma de névoa na câmara de lubrificação (30), o fluido de lubrificação sendo injetado na câmara de lubrificação (30) a uma temperatura estritamente superior à temperatura ambiente, de forma que o lubrificante se deposita ou se condensa na fase líquida, formando um filme de lubrificação em uma superfície externa da haste de combustível nuclear (4) que está sendo inserida através de uma das grades espaçadoras (14).
2. MÉTODO DE INSERÇÃO DE UMA HASTE DE COMBUSTÍVEL NUCLEAR (4), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo lubrificante no fluido de lubrificação injetado na câmara de lubrificação (30) ter um ponto de orvalho estritamente superior à temperatura ambiente.
3. MÉTODO DE INSERÇÃO DE UMA HASTE DE COMBUSTÍVEL NUCLEAR (4), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 2, caracterizado pelo fluido de lubrificação ser injetado na câmara de lubrificação (30) a uma temperatura estritamente superior ao ponto de orvalho do lubrificante no fluido de lubrificação.
4. MÉTODO DE INSERÇÃO DE UMA HASTE DE
COMBUSTÍVEL NUCLEAR (4), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado por compreender gerar o fluido de lubrificação por pulverização do lubrificante no gás.
5. MÉTODO DE INSERÇÃO DE UMA HASTE DE COMBUSTÍVEL NUCLEAR (4), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado por compreender o aquecimento do fluido de lubrificação antes de injetar o fluido de lubrificação na câmara de lubrificação (30).
6. MÉTODO DE INSERÇÃO DE UMA HASTE DE COMBUSTÍVEL NUCLEAR (4), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado por compreender o retorno do fluido de lubrificação coletado em uma saída da câmara de lubrificação (30) para um gerador de fluido de lubrificação (38).
7. MÉTODO DE INSERÇÃO DE UMA HASTE DE COMBUSTÍVEL NUCLEAR (4), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado por compreender a passagem do fluido de lubrificação coletado em uma saída da câmara de lubrificação (30) através de um condensador (58), de forma a recuperar o lubrificante na fase líquida em uma saída de líquido (58C) do condensador (58).
8. MÉTODO DE INSERÇÃO DE UMA HASTE DE COMBUSTÍVEL NUCLEAR (4), de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por compreender coletar fluido de lubrificação esgotado em lubrificante de uma saída de fluido (58B) do condensador (58) e retornar separadamente o fluido de lubrificação esgotado em lubrificante e o lubrificante em fase líquida para um gerador de fluido de lubrificação (38).
9. MÉTODO DE INSERÇÃO DE UMA HASTE DE COMBUSTÍVEL NUCLEAR (4), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado por compreender a injeção de gás seco na câmara de lubrificação (30), com a formação de pelo menos uma corrente de gás seco circulando ao longo de uma corrente de fluido de lubrificação na câmara de lubrificação (30), e coletar o fluxo de gás seco em uma saída da câmara de lubrificação (30) junto com o fluido de lubrificação.
10. MÉTODO DE INSERÇÃO DE UMA HASTE DE COMBUSTÍVEL NUCLEAR (4), de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por compreender a formação de duas correntes de gás seco em ambos os lados da corrente de fluido de lubrificação na câmara de lubrificação (30).
11. MÉTODO DE INSERÇÃO DE UMA HASTE DE COMBUSTÍVEL NUCLEAR (4), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo gás do fluido de lubrificação ser ar ou gás inerte e o lubrificante ser água, álcool, acetona ou uma mistura dos mesmos.
12. SISTEMA DE MONTAGEM PARA INSERÇÃO DE HASTES DE COMBUSTÍVEL NUCLEAR (4) ATRAVÉS DE GRADES ESPAÇADORAS (14) DE UM CONJUNTO DE COMBUSTÍVEL NUCLEAR (2), o sistema de montagem caracterizado por compreender uma estação de montagem (22) compreendendo dispositivos de retenção (24) para reter as respectivas grades espaçadoras (14) em uma configuração alinhada e um sistema de lubrificação (26) configurado para lubrificar pelo menos uma haste de combustível nuclear (4) que está sendo inserida através das grades espaçadoras (14), o sistema de lubrificação (26) compreendendo uma câmara de lubrificação (30) alinhada com as grades espaçadoras (14) de forma que a câmara de lubrificação (30) seja passada por cada haste de combustível nuclear (4) antes da inserção de cada haste de combustível nuclear (4) através de uma das grades espaçadoras (14), o sistema de lubrificação (26) compreendendo um circuito de lubrificação (32) configurado para injetar na câmara de lubrificação (30) um fluido de lubrificação contendo um gás e um lubrificante em fase gasosa e/ou em uma forma de névoa, o fluido de lubrificação na câmara de lubrificação (30) estando em uma temperatura estritamente superior à temperatura ambiente, de forma que o lubrificante se deposita ou se condensa na fase líquida em cada haste de combustível nuclear (4) durante sua viagem através da câmara de lubrificação (30) com a formação de um filme de lubrificação em uma superfície externa da haste de combustível nuclear (4).
13. SISTEMA DE MONTAGEM, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado por compreender um gerador de fluido de lubrificação (38) configurado para gerar fluido de lubrificação por pulverização de lubrificante no gás e/ou um aquecedor de linha de alimentação (52) configurado para aquecer o fluido de lubrificação antes da injeção do fluido de lubrificação na câmara de lubrificação (30).
14. SISTEMA DE MONTAGEM, de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 a 13, caracterizado por compreender um condensador (58) tendo uma entrada (58A) conectada de forma fluida a uma saída da câmara de lubrificação (30) para receber fluido de lubrificação coletado na saída da câmara de lubrificação (30), o condensador (58) tendo uma saída de fluido (58B) e uma saída de líquido (58C) que são separadamente conectadas de forma fluida a um gerador de fluido de lubrificação (38) configurado para gerar fluido de lubrificação por pulverização de lubrificante no gás.
15. SISTEMA DE MONTAGEM, de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 a 14, caracterizado por compreender um circuito de injeção de gás (74) configurado para gerar pelo menos uma corrente de gás seco fluindo ao longo de uma corrente de fluido de lubrificação na câmara de lubrificação (30).
16. SISTEMA DE MONTAGEM, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo circuito de injeção de gás (74) ser configurado para gerar duas correntes de gás seco em ambos os lados do fluxo de fluido de lubrificação.
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