ES2238899B1 - Accesorio para camara de inspeccion de tubos guias y procedimiento de uso. - Google Patents
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Abstract
Accesorio para cámara de inspección de tubos guía y procedimiento de uso. Se provee un accesorio (70) para cámara de inspección de tubos guía para inspeccionar las superficies internas de los tubos guía (56) de las varillas de control de un reactor nuclear. En una realización ejemplar, el accesorio para cámara de inspección de los tubos guía incluye una placa base (72), una torre de cuerpo unitario (74) que tiene un primer extremo (76) y un segundo extremo (82), y una cartela soporte (80) acoplada a la torre de cuerpo unitario. La torre de cuerpo unitario está acoplada a la placa base, y la cartela soporte está configurada para soportar una cámara de inspección (84).
Description
Accesorio para cámara de inspección de tubos
guía y procedimiento de uso.
Esta invención se refiere genéricamente a
reactores nucleares y, más concretamente, a un accesorio para una
cámara de inspección de los tubos guía de las varillas de control,
y a un procedimiento de inspección de los tubos guía de las
varillas de control en un reactor nuclear.
Una vasija de presión del reactor (RPV) de un
reactor de agua en ebullición (BWR) tiene, normalmente, una forma
genéricamente cilíndrica y está cerrada por ambos extremos, por
ejemplo, por una tapa en la parte inferior y una tapa amovible en
la parte superior. Una guía en la parte superior está espaciada
normalmente sobre una placa del núcleo en el interior de la RPV. Un
forro del núcleo normalmente envuelve al núcleo y está sustentado
por una estructura de soporte del forro. En particular, el forro
tiene una forma genéricamente cilíndrica y rodea tanto la placa del
núcleo como la guía de la parte superior. Existe un espacio, o
anillo, situado entre la vasija cilíndrica de presión del reactor y
el forro conformado cilíndricamente.
El núcleo del rector incluye un conjunto
ordenado de haces de combustible con sección transversal cuadrada.
Los haces de combustible están sustentados desde la parte inferior
por un soporte del combustible. Cada soporte del Combustible
soporta un grupo de cuatro haces de combustible. El calor generado
en el núcleo puede reducirse, insertando varillas de control en el
núcleo, y aumentarse retirando las varillas de control del núcleo.
En algunos BWR, las varillas de control tienen una sección
transversal cruciforme con palas que pueden ser insertadas entre
los haces de combustible de un grupo de cuatro.
Las varillas de control están accionadas por
accionadores de las varillas de control que se extienden a través
de la parte inferior de la vasija del reactor. Los accionadores de
varilla de control están sustentados por alojamientos del
accionador de las varillas de control (CRD), que son tubos que se
extienden a través de la parte inferior de la vasija. Los
alojamientos del CRD soportan los tubos guía de las varillas de
control (CRGT) que ayudan a guiar el desplazamiento vertical de las
varillas de control. Los soportes de combustible se asientan en los
CRGT.
Las estructuras internas que operan un BWR son
susceptibles de varios procesos de corrosión y de agrietamiento. El
agrietamiento por corrosión debida a tensiones (SCC) es un fenómeno
conocido que se produce en los componentes del reactor, tales como
órganos estructurales, tuberías, tubos guía de las varillas de
control, elementos de sujeción y soldaduras, expuestos al agua a
elevada temperatura. Los componentes del reactor están sujetos a
una variedad de tensiones asociadas, por ejemplo, con diferencias
en la dilatación térmica, la presión de trabajo necesaria para el
confinamiento del agua de refrigeración del reactor y otros
orígenes tales como tensiones residuales de soldaduras, trabajo en
frío de metales y otros tratamientos heterogéneos de los metales.
Además, los productos químicos del agua, la soldadura, el
tratamiento térmico y la radiación pueden aumentar la
susceptibilidad de un componente del metal al SCC.
Las estructuras internas de rectores BWR
susceptibles a los procesos de corrosión y agrietamiento son
normalmente inspeccionadas durante los períodos de parada del
reactor. Las inspecciones pueden incluir inspecciones con
ultrasonidos e inspecciones visuales utilizando una cámara.
Normalmente, las cámaras son manejadas a m ano por operarios que se
han sumergido en el agua del interior del reactor. Este
procedimiento de inspección visual es lento debido al reducido
tiempo que los operarios pueden permanecer en el interior del
reactor. Además, debido al flujo de agua, ocasionado algunas veces
por corrientes térmicas en el agua, y al procedimiento de sujeción
manual de la cámara, la calidad de las imágenes de la cámara puede
variar. A veces las imágenes de la cámara son inaceptables y los
operarios deben repetir la inspección visual y las imágenes tomadas
con la cámara que no son útiles. La repetición de partes de la
inspección alarga el tiempo de parada del reactor y origina mayores
costes de mantenimiento.
En un aspecto, se suministra un accesorio para
cámara de inspección de los tubos guía para inspeccionar las
superficies internas de los tubos guía de las varillas de control
de un reactor nuclear. El accesorio para cámara de tubo guía,
incluye una placa base, una torre de cuerpo unitario que tiene un
primer extremo y un segundo extremo, y una cartela soporte acoplada
a la torre de cuerpo unitario. La torre de cuerpo unitario está
acoplada a la placa base, y la cartela soporte está configurada
para soportar una cámara de inspección.
En otro aspecto, se provee un conjunto cámara de
inspección para inspeccionar las superficies internas de los tubos
guía de las varillas de control de un reactor nuclear. El conjunto
de cámara de inspección incluye una cámara de inspección acoplada a
un conjunto de accesorio para cámara. El accesorio para cámara de
tubo guía incluye una placa base, una torre de cuerpo unitario que
tiene un primer extremo y un segundo extremo, y una cartela soporte
acoplada a la torre de cuerpo unitario. La torre de cuerpo unitario
está acoplada a la placa base y la cartela soporte está configurada
para soportar una cámara de inspección.
En otro aspecto, se provee un procedimiento para
inspeccionar visualmente superficies internas de tubos guía de las
varillas de control de un reactor nuclear. El procedimiento incluye
insertar un conjunto de cámara de inspección en un tubo guía hasta
una posición predeterminada, y sacar fotografías de una superficie
interior del tubo guía. El conjunto de cámara de inspección incluye
una placa base, una torre de cuerpo unitario con un primer extremo y
un segundo extremo, estando la torre de cuerpo unitario acoplada a
la placa base, y estando una cartela soporte acoplada a la torre de
cuerpo unitario, estando acoplada la cámara de inspección a la
cartela soporte.
La figura 1 es una vista en corte, con piezas
cortadas, de la vasija de un reactor nuclear de agua en
ebullición.
La figura 2 es una vista en perspectiva de un
aparato accesorio para cámara de inspección según una realización
de la presente invención.
A continuación, se describe con más detalle un
aparato accesorio para cámara de inspección de los tubos guía para
inspeccionar las superficies internas de los tubos guía de las
varillas de control de un reactor nuclear. El accesorio sustenta
una cámara submarina usada para realizar las inspecciones. La
cántara se mantiene en una posición fija, lo que elimina la
necesidad de que un operario sujete la cámara, y proporciona
estabilidad a la cámara durante el proceso de inspección visual. El
accesorio para cámara proporciona fotografías de calidad que
eliminan los efectos del flujo de agua, corrientes térmicas del agua
y el uso manual de la cámara. Además, como no existen partes
móviles, se reduce en gran medida la exclusión de materias
extrañas, y el número de grietas que atrapan contaminantes también
se reduce. El aparato accesorio para cámara de inspección de los
tubos guía se fabrica en cualquier material adecuado, por ejemplo,
aluminio, acero, acero inoxidable, y en materiales de plásticos de
ingeniería.
Haciendo referencia ahora a las figuras, la
figura 1 es una vista en corte, con piezas cortadas, de una vasija
de presión de reactor nuclear (RPV) 10 de agua en ebullición. La
RPV 10 tiene forma genéricamente cilíndrica y está cerrada en un
extremo por una tapa en la parte inferior 12 y en el otro extremo
por una tapa en la parte superior 14, que puede retirarse. Una
pared lateral 16 se extiende desde la tapa de la parte inferior 12
hasta la tapa de la parte superior 14. La pared lateral 16 incluye
un reborde en la parte superior 18. La tapa de la parte superior 14
está fijada al reborde de la parte superior 18. Un forro 20 del
núcleo, conformado cilíndricamente, rodea al núcleo del reactor 22.
El forro 20 está soportado en un extremo por un soporte del forro
24 e incluye una tapa del forro amovible 26 en el otro extremo.
Entre el forro 20 y la pared lateral 16 se forma un anillo 28. Una
bancada para bombas 30, que tiene forma de anillo, se extiende
entre el soporte del forro 24 y la pared lateral 16 de la RPV. La
bancada para bombas 30 incluye una pluralidad de aberturas
circulares 32, cada una de las cuales aloja una bomba de chorro 34.
Las bombas de chorro 34 están distribuidas circunferencialmente
alrededor del forro del núcleo 20. Un tubo ascendente de entrada 36
está unido a dos bombas de chorro 34 por un conjunto de transición
38. Cada bomba de chorro 34 incluye un mezclador de entrada 40 y un
difusor 42. El tubo ascendente de entrada 36 y las dos bombas de
chorro 34 conectadas forman un conjunto de bombas de chorro 44.
El calor se genera en el interior del núcleo 22,
el cual incluye los haces de combustible 46 de material fisionable.
El agua que se hace circular hacia arriba a través del núcleo 22 se
convierte, al menos parcialmente, en vapor. Los separadores de
vapor 48 separan el vapor del agua, la cual se hace recircular. El
agua residual se elimina del vapor mediante secadores de vapor 50.
El vapor sale de la RPV 10 a través de una salida de vapor 52
cercana a la tapa de la parte superior 14 de la vasija.
La cantidad de calor generado en el núcleo 22 se
regula insertando y retirando las varillas de control 54 de un
material que absorba neutrones, como por ejemplo, de hafnio. En la
medida en que la varilla de control 54 se introduce en el haz de
combustible 46, absorbe neutrones que de otro modo estarían
disponibles para promover la reacción en cadena que genera calor en
el núcleo 22.
Los tubos guía de las varillas de control 56 se
extienden verticalmente desde los accionadores de las varillas de
control 58 hasta la placa soporte del núcleo 60. Los tubos guía de
las varillas de control 56 restringen el movimiento no vertical de
las varillas de control 54 y también mantienen el movimiento
vertical de las varillas de control 54 durante la inserción y la
retirada. Los accionadores de las varillas de control 58 realizan
la inserción y la retirada de las varillas de control 54. Los
accionadores de las varillas de control 58 se extienden a través de
la tapa de la parte inferior 12.
Los haces de combustible 46 están alineados por
una placa del núcleo 60 situada en la base del núcleo 22. Una guía
en la parte superior alinea los haces de combustible 46 a medida
que son descendidos al interior del núcleo 22. La placa del núcleo
60 y la guía en la parte superior 62 están soportadas por un forro
de núcleo 20. La figura 2 es una vista en perspectiva de un aparato
accesorio para cámara de inspección 70 según una realización de la
presente invención. En una realización ejemplar el aparato
accesorio para cámara de inspección 70 incluye una placa base 72 y
una torre de cuerpo unitario 74 acoplada a la placa base 72.
Específicamente, una parte primer extremo 76 de la torre de cuerpo
unitario 74 está acoplada a la placa base 72 de tal forma que la
torre de cuerpo unitario 74 sea esencialmente perpendicular a la
base 72. La placa base 72 y la torre de cuerpo unitario 74 pueden
ser acopladas conjuntamente por cualquier procedimiento adecuado.
En la realización ejemplar, la torre de cuerpo unitario 74 se
acopla a la placa base 72 mediante soldadura. En otra realización,
la torre de cuerpo unitario 74 se acopla a la placa base 72 por
elementos de sujeción. En otra realización adicional, la parte
primer extremo 76 de la torre de cuerpo unitario 74 incluye hilos
de rosca que encajan en un taladro roscado en la placa base 72. En
la realización ejemplar, la torre de cuerpo unitario 74 está
soldada al centro de la placa base 72. Sin embargo, en realizaciones
en variante, la torre de cuerpo unitario 74 está acoplada a una
zona de placa base 72 distinta del centro. La placa base 72 está
dimensionada y conformada para ser recibida en los tubos guía de
las varillas de control 56. En la realización ejemplar, la placa
base 72 es circular. Sin embargo, en realizaciones alternativas la
placa base 72 tiene una forma que concuerda con la forma del tubo
guía 56, por ejemplo, una forma cruciforme, rectangular, en Y, y
cualquiera otra forma poligonal adecuada. Además, a través de la
placa base 72 se extiende una pluralidad de aberturas 78.
Una cartela soporte 80 está acoplada a una parte
segundo extremo 82 de la torre de cuerpo unitario 74. La cartela
soporte 80 se extiende desde la torre de cuerpo unitario 74 de tal
forma que la cartela soporte 80 sea esencialmente paralela a la
placa base 72. La cartela soporte 80 y la torre de cuerpo unitario
74 pueden acoplarse conjuntamente por cualquier procedimiento
adecuado. En la realización ejemplar, la cartela soporte 80 está
acoplada a la torre de cuerpo unitario 74 por soldadura. En otra
realización, la cartela soporte 80 está acoplada a la torre de
cuerpo unitario 74 por elementos de fijación y/o de sujeción. En
otra realización adicional, la parte segundo extremo 80 de la torre
de cuerpo unitario 74 incluye hilos de rosca que encajan en un
taladro roscado en la cartela soporte 80.
Una cámara de inspección 84 se acopla a una
cartela soporte 80. Un cable de entrada/salida 86 se conecta a la
cámara de inspección 84. La cámara de inspección 84 se sitúa entre
la cartela soporte 80 y la placa base 72. Un taladro 88 se extiende
a través de la cartela soporte 80. El taladro 88 está dimensionado
para recibir la cámara de inspección 84. La cámara de inspección 84
está fijada a la cartela soporte 80 por cualquier procedimiento
adecuado. En una realización, tornillos de instalación se extienden
a través de la cartela soporte 80 y se acoplan a la cámara 84 en el
interior del taladro 88. En otra realización, la cámara 84 tiene
una parte extremo roscado y un taladro 88 que incluye hilos de
rosca dimensionados para acoplarse mediante roscado a la parte
extremo con rosca de la cámara 84.
Un adaptador del dispositivo de elevación 90
está fijado a la parte segundo extremo 80 de la torre de cuerpo
unitario 74. El adaptador del dispositivo de elevación 90 está
configurado para acoplarse a un dispositivo de elevación, por
ejemplo, mástiles de manejo, cuerdas y manipuladores de herramientas
accionadas a distancia.
El aparato accesorio para cámara de inspección
70 se usa para una inspección visual de la superficie interior de
los tubos guía de las varillas de control 56. Durante una parada
del reactor 10, una vez retiradas las varillas de control 54 de los
tubos guía 56 de las varillas de control, el aparato 70 se inserta
en un tubo guía 56 de la varilla de control. En particular, un
mástil de manipulación (no mostrado) se conecta al adaptador del
dispositivo de elevación 90 y un operario desciende el aparato 70 y
lo sitúa en posición dentro del tubo guía de la varilla de control
56. La cámara de inspección 84 se activa por una señal llevada por
el cable de entrada/salida 86 hasta la cámara 84, y la cámara toma
imágenes o fotografías de la superficie interna del tubo guía 56. El
aparato 70 puede ser girado después para situar la cámara 84 en una
nueva posición circunferencial dentro del tubo guía 56 antes de
realizar más fotografías con la cámara. El aparato 70 también puede
ser elevado o descendido para situar la cámara 84 en una nueva
posición axial dentro del tubo guía 56 antes de tomar nuevas
fotografías con la cámara. Cuando la inspección de la superficie
interna del tubo guía 56 ha finalizado, el aparato 70 es elevado del
tubo guía 56 y se introduce en el siguiente tubo guía 56 que va a
ser inspeccionado. Cuando la inspección de los tubos guía 56 ha
finalizado, el aparato se eleva del núcleo del reactor 22 y se
desconecta del mástil de manipulación.
Aunque la invención ha sido descrita en términos
de varias realizaciones específicas, los expertos en la técnica
reconocerán que la invención puede ponerse en práctica con
modificaciones dentro del espíritu y ámbito de las
reivindicaciones.
Claims (23)
1. Un accesorio para cámara de inspección de los
tubos guía para inspeccionar las superficies internas de los tubos
guía de las varillas de control de un reactor un nuclear,
comprendiendo el mencionado accesorio para cámara de tubo guía:
una placa base;
una torre de cuerpo unitario con un primer
extremo y un segundo extremo. estando acoplada la mencionada torre
de cuerpo unitario a la mencionada placa base; y
una cartela soporte acoplada a la mencionada
torre de cuerpo unitario. estando configurada la mencionada cartela
soporte para soportar una cámara de inspección.
2. Un accesorio para cámara de inspección de los
tubos guía según la reivindicación 1, que comprende, además, un
adaptador del dispositivo de elevación configurado para acoplarse a
un dispositivo de elevación.
3. Un accesorio para cámara de inspección de los
tubos guía según la reivindicación 2, en el cual el mencionado
adaptador del dispositivo de elevación está acoplado al mencionado
primer extremo de la mencionada torre de cuerpo unitario.
4. Un accesorio para cámara de inspección de los
tubos guía según la reivindicación 1, en el cual el mencionado
segundo extremo de la mencionada torre de cuerpo unitario está
acoplado a la mencionada placa base en un centro de la mencionada
placa base.
5. Un accesorio para cámara de inspección de los
tubos guía según la reivindicación 4, en el cual la mencionada
torre de cuerpo unitario es sustancialmente perpendicular a la
mencionada placa base.
6. Un accesorio para cámara de inspección de los
tubos guía según la reivindicación 1, en el cual la mencionada
placa base está dimensionada y configurada para ser recibida dentro
de un tubo guía.
7. Un accesorio para cámara de inspección de los
tubos guía según la reivindicación 1, en el cual la mencionada
placa base comprende una pluralidad de aberturas que se extienden a
su través.
8. Un conjunto de cámara de inspección para
inspeccionar las superficies internas de los tubos guía de las
varillas de control de un reactor nuclear. comprendiendo el
mencionado conjunto una cámara de inspección acoplada a un
ensamblaje de accesorio para cámara, comprendiendo el mencionado
ensamblaje de accesorio para cámara:
una placa base;
una torre de cuerpo unitario que tiene un primer
extremo y un secundo extremo. estando acoplada la mencionada torre
de cuerpo unitario a la mencionada placa base: y
una cartela soporte acoplada a la mencionada
torre de cuerpo unitario. estando acoplada la mencionada cámara de
inspección a la mencionada cartela soporte.
9. Un conjunto según la reivindicación 8, que
comprende. además. un adaptador del dispositivo de elevación
configurado para acoplarse a un dispositivo de elevación.
10. Un conjunto según la reivindicación 9, en el
cual el mencionado adaptador del dispositivo de elevación está
acoplado al mencionado primer extremo de la mencionada torre de
cuerpo unitario.
11. Un conjunto según la reivindicación 8, en el
cual el mencionado segundo extremo de la mencionada torre de cuerpo
unitario está acoplado a la mencionada placa base en un centro de
la mencionada placa base.
12. Un conjunto según la reivindicación 11, en
el cual la mencionada torre de cuerpo unitario es sustancialmente
perpendicular a la mencionada placa base.
13. Un conjunto según la reivindicación 8, en el
cual la mencionada placa base está dimensionada y configurada para
ser recibida dentro de un tubo guía.
14. Un conjunto según la reivindicación 8, en el
cual la mencionada placa base comprende una pluralidad de aberturas
que se extienden a su través.
15. Un procedimiento para inspeccionar las
superficies internas de los tubos guía de las varillas de control
de un reactor nuclear, comprendiendo el mencionado
procedimiento:
la inserción de un conjunto de cámara de
inspección en un tubo guía hasta una posición predeterminada; y
la obtención de fotografías de una superficie
interna del tubo guía. comprendiendo el conjunto de cámara de
inspección:
- una placa base;
- una torre de cuerpo unitario que tiene un primer extremo y un segundo extremo, estando la torre de cuerpo unitario acoplada a la placa base; y
- una cartela soporte acoplada a la torre de cuerpo unitario, estando la cámara de inspección acoplada a la cartela soporte.
16. Un procedimiento según la reivindicación 15,
en el cual el conjunto de cámara de inspección comprende, además,
un adaptador del dispositivo de elevación configurado para
acoplarse a un dispositivo de elevación.
17. Un procedimiento según la reivindicación 16,
en el cual el adaptador del dispositivo de elevación está acoplado
al primer extremo de la mencionada torre de cuerpo unitario, y la
inserción del conjunto de cámara en un tubo guía hasta una posición
predeterminada comprende la fijación de un dispositivo de elevación
al adaptador del dispositivo de elevación y el descenso del
conjunto de cámara de inspección hasta una posición predeterminada
con el dispositivo de elevación.
18. Un procedimiento según la reivindicación 17.
en el cual el segundo extremo de la torre de cuerpo unitario está
acoplado a la placa base en un centro de la placa base.
19. Un procedimiento según la reivindicación 18,
en el cual la torre de cuerpo unitario es sustancialmente
perpendicular a la placa base.
20. Un procedimiento según la reivindicación 15,
en el cual la placa base está dimensionada y configurada para ser
recibida en el interior de un tubo guía.
21. Un procedimiento según la reivindicación 15,
en el cual la placa base comprende multitud de aberturas que la
atraviesan.
22. Un procedimiento según la reivindicación 15.
en el cual la toma de fotografías de una superficie interna de tubo
guía comprende:
la toma de una fotografía de la superficie
interior de un tubo guía en una primera posición; la recolocación
del aparato cámara de inspección en el interior del tubo guía hasta
una segunda posición; y
la toma de una fotografía de la superficie
interior del tubo guía en la segunda posición.
23. Un procedimiento según la reivindicación 15,
que comprende. además. la retirada del aparato cámara de inspección
cuando la obtención de fotografías de la superficie interior del
tubo guía ha finalizado.
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