ES2304242T3 - Barra de control y lamina de barra de control para un reactor de agua en ebullicion. - Google Patents
Barra de control y lamina de barra de control para un reactor de agua en ebullicion. Download PDFInfo
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Abstract
Lámina de barra de control para un reactor de agua en ebullición, en el que la lámina de barra de control (2) comprende una parte del extremo libre con un rebaje (7) que comprende un orificio, una superficie del fondo (15) y una pluralidad de salidas, dispuestas en una fila, para unos canales (3), los cuales están dispuestos para recibir un material absorbente (10) y un elemento de recubrimiento (4) dispuesto para ser unido a lo largo de por lo menos una sección de la parte del borde, cuyo elemento de recubrimiento (4) comprende una parte de cubierta (12) dispuesta para cerrar herméticamente el orificio del rebaje (7) y una parte de soporte (13) dispuesta para que, en un estado montado, se apoye contra una superficie de la pared en el rebaje (7) y que permita la formación de por lo menos un paso (16) entre las salidas de los canales (3) en el rebaje (7), caracterizada porque la parte de soporte (13) tiene un ancho inferior al ancho del rebaje (7) y una superficie de contacto sustancialmente plana (14) la cual está dispuesta para apoyarse contra la correspondiente superficie plana del fondo (15) del rebaje (7), en el que el ancho de la parte de soporte (13) es inferior al ancho de las salidas de los canales (3) y en el que el elemento de recubrimiento (4) presenta un perfil de la sección transversal sustancialmente en forma de T.
Description
Barra de control y lámina de barra de control
para un reactor de agua en ebullición.
La presente invención se refiere a una barra de
control y a una lámina de barra de control para un reactor de agua
en ebullición, en el que la lámina de barra de control comprende una
parte del borde libre con un rebaje que comprende un orificio, una
superficie del fondo y una pluralidad de salidas, dispuestas en una
fila, para canales, los cuales están dispuestos para recibir un
material absorbente y un elemento de recubrimiento dispuesto para
ser unido a lo largo de por lo menos una sección de la parte del
borde, elemento de recubrimiento el cual comprende una parte de
cubierta dispuesta para cerrar herméticamente el orificio del rebaje
y una parte de soporte dispuesta para, en estado montado, apoyarse
contra una superficie de la pared en el rebaje y permitir la
formación de, por lo menos, un paso entre las salidas de los canales
en el rebaje.
Normalmente, las barras de control para
reactores de agua en ebullición (BWR) comprenden una parte central
y cuatro láminas de barra de control que sobresalen de la parte
central, cada una de las cuales está provista formando un ángulo
recto con relación a las láminas de barra de control adyacentes.
Normalmente, las láminas de las barras de control convencionales
están fabricadas de una chapa de un material de acero. Las láminas
de las barras de control están provistas en una parte del borde
libre con un rebaje fresado longitudinalmente a. Una pluralidad de
canales están taladrados en el rebaje en una fila uno por encima de
otro. Los canales tienen un diámetro, el cual es menor que el
espesor de la chapa de metal de tal modo que se obtenga un espesor
satisfactorio de la pared. Los canales se extienden desde la parte
del borde libre de la lámina de barra de control hacia la parte
central de las barras de control. Un material absorbente adecuado
está dispuesto en los canales. Después de esto, el material
absorbente se encierra enrollando juntas las patas del rebaje.
Después de esto, las superficies extremas de las patas se sueldan
juntas con una junta de soldadura longitudinal de tal modo que se
obtenga una junta hermética y resistente a la presión del rebaje. Un
rebaje relativamente profundo se debe proporcionar en la presente
memoria en la parte del borde de la lámina de barra de control de
tal modo que las patas tengan una longitud de tal modo que puedan
ser enrolladas juntas. En estado soldado, la parte del borde libre
de la lámina de barra de control en la presente memoria obtiene una
forma redondeada y, por consiguiente, el material absorbente tiene
que estar dispuesto a una distancia que no sea completamente
despreciable de la superficie extrema de la lámina de barra de
control. A fin de incrementar el efecto de la reactividad de la
lámina de barra de control, será deseable que el material absorbente
pueda estar dispuesto cerca de la superficie extrema.
Mediante una profilaxis publicada en "Research
Disclosure" 33925/92 se muestra una lámina de barra de control
la cual está provista de un rebaje cóncavo en una parte del extremo
libre. A fin de cerrar herméticamente el rebaje, un elemento de
recubrimiento, el cual tiene sustancialmente una forma
correspondiente, se aplica en la presente memoria en el rebaje. El
elemento de recubrimiento comprende una parte de cubierta, la cual
cierra herméticamente el orificio del rebaje, y una parte de
soporte, la cual comprende una superficie convexa de contacto
dispuesta para apoyarse en la correspondiente superficie de la pared
cóncava del rebaje. El elemento de recubrimiento está fijado por
medio de dos juntas soldadas longitudinales a las patas del rebaje.
La parte de soporte comprende una parte achaflanada de tal modo que
se forma un paso entre la superficie de la pared achaflanada de la
parte de soporte y la superficie de la pared cóncava del rebaje,
paso el cual conecta entre sí las salidas de los canales en el
espacio. Los canales contienen un material absorbente en polvo. El
paso permite un flujo de los gases de fisión, los cuales son
creados durante el funcionamiento, entre los canales de tal modo
que se obtiene una igualación de la presión. El elemento de
recubrimiento tiene una forma que permite la disposición de dos
pasos adicionales. Estos pasos adicionales están dispuestos
sustancialmente inmediatamente en el interior de las juntas
soldadas. Los pasos permiten la distribución de un gas protector al
lado de la raíz de las juntas soldadas durante la operación de
soldadura. El elemento de recubrimiento tiene en este caso una
construcción relativamente complicada al mismo tiempo que un rebaje
en forma cóncava resulta en que las salidas de los canales, por lo
menos localmente, están colocadas relativamente a una distancia
relativamente grande de la superficie extrema de la lámina de barra
de control. La posibilidad de disponer el material absorbente en la
proximidad de la superficie extrema de la lámina de barra de control
es, por lo tanto, reducida.
El objetivo de la presente invención es
proporcionar una lámina de barra de control que presente una parte
del borde libre que sea de una construcción relativamente simple de
tal modo que la lámina de barra de control pueda ser fabricada a un
coste bajo al mismo tiempo que la construcción de la parte del borde
resulta en que la lámina de barra de control obtenga un elevado
efecto de reactividad durante el funcionamiento.
Los objetivos anteriormente mencionados se
alcanzan con la lámina de barra de control de la clase inicialmente
mencionada, la cual está caracterizada por las características de la
parte caracterizadora de la reivindicación 1. Puesto que la parte
de soporte tiene un ancho que es menor que el ancho del rebaje, por
lo menos en un lado de la parte de soporte, pero preferentemente en
ambos lados de la parte de soporte, se obtiene un paso entre una
superficie de la pared lateral de la parte de soporte y la
superficie de la pared lateral en el rebaje. Un paso de este tipo
permite un flujo de los gases de fisión durante el funcionamiento de
tal modo que la presión entre los canales, que conducen al rebaje,
se iguala. A un elemento de recubrimiento de este tipo se le puede
proporcionar una forma relativamente poco complicada y por ese medio
puede ser fabricado con un coste bajo. Mediante unos pasos
colaterales de este tipo, el rebaje se puede hacer estrecho y las
salidas de los canales se obtienen por lo tanto a una distancia
relativamente corta de la superficie extrema de la lámina de barra
de control. De ese modo, el material absorbente también se puede
disponer a una distancia relativamente corta de la superficie
extrema de la lámina de barra de control de tal modo que la lámina
de barra de control consiga un elevado efecto de reactividad
durante el funciona-
miento.
miento.
Según la invención, la parte de soporte tiene un
ancho que es menor que el ancho de las salidas de los canales. De
ese modo, la parte de soporte cubre sólo parcialmente las salidas de
los canales y los gases de la fisión creados pueden fluir pasando
por la parte de soporte y a través del paso a canales adyacentes. De
forma ventajosa, la parte de soporte tiene una extensión continúa a
lo largo de la longitud completa del elemento de recubrimiento. Un
elemento de fijación, el cual comprende una parte de soporte con una
extensión continúa, tiene un perfil de la sección transversal
sustancialmente constante a lo largo de su extensión, lo cual
permite una fabricación simple a un coste bajo. Un elemento de
fijación de este tipo proporciona también un montaje simple puesto
que no se necesita hacer una adaptación particular de la parte de
soporte en relación con las salidas de los canales para obtener una
función satisfactoria. El elemento de recubrimiento tiene un perfil
de la sección transversal sustancialmente en forma de T. De forma
ventajosa, un elemento de recubrimiento en forma de T comprende una
parte superior de la cubierta con un perfil de la sección
transversal sustancialmente rectangular con un ancho, el cual cubre
sustancialmente el orificio del rebaje y un espesor, que permite un
cierre hermético resistente a la presión del rebaje. De forma
ventajosa, la parte de soporte también tiene un perfil de la
sección transversal sustancialmente rectangular con una extensión
que se extiende perpendicularmente hacia abajo en el rebaje desde
una parte central de la parte de cubierta. Un elemento de
recubrimiento en forma de T de este tipo es simple de fabricar.
Según la invención, la parte de soporte presenta
una superficie de contacto sustancialmente plana dispuesta para
apoyarse en la correspondiente superficie del fondo plana del
rebaje. Con una superficie de contacto plana, no se obtienen
cavidades del espacio en el área de contacto. Las cavidades locales
de este tipo incrementan la distancia desde las salidas de los
canales hasta la superficie extrema de la lámina de barra de control
y por lo tanto la distancia del material absorbente a la superficie
extrema. La superficie del fondo del rebaje puede estar formada
como una muesca en las áreas, las cuales se extienden entre las
salidas de los canales. Preferentemente, dicha muesca tiene en la
presente memoria un ancho que corresponde al ancho de la parte de
soporte. De ese modo, la parte de soporte del elemento de
recubrimiento obtiene de un modo simple una colocación correcta y
estable en el rebaje durante el montaje. Por consiguiente, la parte
de la cubierta del elemento de recubrimiento cubre sustancialmente
un orificio del rebaje en dicha posición. Sin embargo, con una
colocación de este tipo, se pueden obtener hendiduras estrechas
entre los bordes del elemento de recubrimiento y las patas del
rebaje. Dichas hendiduras facilitan una soldadura de los bordes del
elemento de recubrimiento a las superficies interiores de las patas
cuando las hendiduras permiten la distribución de un gas protector
al paso de tal modo que el gas protector puede actuar contra el lado
inferior de la soldadura formada.
Según otra forma de realización preferida de la
invención, el elemento de recubrimiento está fijado a la parte del
borde de la lámina de barra de control mediante dos juntas soldadas
longitudinales. De forma ventajosa, tales juntas soldadas se pueden
conseguir mediante un quemador de gas inerte de tungsteno TIG. Por
consiguiente, un elemento de recubrimiento en forma de T
proporciona un paso a cada lado de la parte de soporte. De ese
modo, los pasos permiten además la igualación de la presión durante
el funcionamiento una distribución también del gas inerte al lado
inferior de la soldadura durante la operación de soldadura. Mediante
un suministro de este tipo de un gas inerte, se asegura que las
juntas de soldadura se forman con una elevada calidad.
Según otra forma de realización preferida de la
presente invención, dicho material absorbente consta de cuerpos
sólidos absorbentes. De forma ventajosa, los cuerpos sólidos
absorbentes tienen forma de varilla y tienen un perfil circular de
la sección transversal. Dichos cuerpos sólidos absorbentes tienen la
ventaja en relación con el material absorbente en polvo de que el
material absorbente en la presente invención no corre el riesgo de
ensortijarse hacia arriba durante la operación de soldadura y de que
se mezclen en la junta soldada. De forma ventajosa, dichos cuerpos
sólidos absorbentes comprenden carburo de boro. El carburo de boro
es el material absorbente más frecuente y puede ser presionado para
formar varillas sólidas absorbentes por medio de un proceso de
prensadura isostática en caliente (HIP). Alternativamente, pueden
ser utilizadas varillas absorbentes de hafnio. Una o varias
varillas absorbentes pueden estar dispuestas en cada uno de los
canales. Cuando las varillas absorbentes de carburo de boro
absorben la radiación de neutrones, se dilatan. A fin de permitir
una dilatación de la varilla absorbente en una dirección axial en
el canal, puede está dispuesto un resorte lo más alejado posible en
la parte posterior del canal. De ese modo, el extremo exterior de la
varilla absorbente puede estar provisto relativamente en la
proximidad del elemento de recubrimiento sin que la varilla
absorbente corra el riesgo de deformar el elemento de recubrimiento
durante una dilatación axial.
A continuación, se describe un ejemplo de una
forma de realización preferida de la invención haciendo referencia
a los dibujos adjuntos, en los cuales:
la figura 1 muestra una vista esquemática en
perspectiva de una barra de control para un reactor de agua en
ebullición,
la figura 2 muestra una parte del borde de una
lámina de barra de control y un elemento de recubrimiento según la
presente invención,
la figura 3 muestra una vista en sección a lo
largo de la línea A-A de la figura 2, y
la figura 4 muestra una vista en sección de una
parte del borde de una lámina de barra de control provista de un
elemento de recubrimiento montado.
La figura 1 muestra una barra de control 1 para
controlar un flujo de neutrones en un reactor de agua en ebullición
(BWR). La barra de control 1 comprende cuatro láminas de barra de
control 2, las cuales están dirigidas en ángulo recto con relación
a las láminas adyacentes de barra de control 2. Las láminas de
barra de control 2 comprenden una pluralidad de canales taladrados
3 uno encima de otro, en fila, los cuales se extienden entre una
parte del borde libre de las láminas de barra de control 2 y un
centro, en donde se encuentran las láminas de barra de control 2.
Las láminas de barra de control 2 están fabricadas de un material de
plancha, el cual preferentemente es acero y tiene un espesor de
7-8 mm. Los canales 3, los cuales están taladrados
en las láminas en la barra de control 2 pueden tener un diámetro de
5-6 mm.
La figura 2 muestra tanto una parte del borde de
una lámina de barra de control 2 antes de que quede encerrada como
un elemento de recubrimiento 4 para cerrar herméticamente la parte
del borde. Por consiguiente, la lámina de barra de control
comprende un material de chapa, la superficie extrema libre del cual
está provista de un primer carril en forma de U 5 por medio de una
operación de fresado. El primer carril 5 tiene un ancho constante
durante su extensión sustancialmente a lo largo de la superficie
extrema libre completa del material de chapa. A continuación, un
segundo carril en forma de U más estrecho 6 ha sido fresado
centralmente en el primer carril en forma de U 5. El segundo carril
6 tiene también un ancho constante durante su extensión a lo largo
sustancialmente de la superficie extrema libre completa del material
de chapa. Los carriles en forma de U primero 5 y segundo 6 forman
juntos un rebaje 7 en la parte del extremo libre de la lámina de
barra de control 2. El rebaje 7 está limitado lateralmente por las
patas 8 que tienen un espesor adecuado de la pared. Después o antes
de la fabricación del rebaje 7, un gran número de canales rectos 3
con una sección transversal circular han sido taladrados en la
lámina de barra de control 2. Por consiguiente, los canales 3 se
extienden entre la parte del borde libre de la lámina de barra de
control 2 y un centro, en donde las láminas de barra de control 2
se encuentran. Los canales 3 tienen un diámetro, el cual es menor
que el ancho del primer carril en forma de U 5 pero el cual es
mayor que el ancho del segundo carril en forma de U 6. El segundo
carril en forma de U 6 dispuesto centralmente por lo tanto obtiene
únicamente una extensión en las áreas de la superficie 9 las cuales
están formadas entre las salidas de los canales 3 y el rebaje 7. La
figura 2 muestra las salidas de seis canales taladrados 3. Los tres
canales colocados más bajos 3 han sido provistos de material
absorbente en forma de varillas sólidas absorbentes 10, las cuales,
con ventaja, están fabricadas de carburo de boro. Las varillas
absorbentes 10 tienen un diámetro menor que los canales 3 de tal
modo que se permite que se dilaten radialmente cuando están
sometidas a radiación durante el funcionamiento. Un resorte, el cual
no está representado en las figuras, está dispuesto lo más alejado
posible en la parte posterior de los canales 3 de tal modo que las
varillas absorbentes 10, con una presión elástica, son mantenidas en
la dirección hacia las salidas de los canales. Se permite que las
varillas absorbentes 10 se dilaten axialmente en los canales 3
contra la acción del resorte. Las varillas absorbentes 10
comprenden un achaflanado 11 de tal modo que su espesor disminuye
en el extremo exterior. Puesto que la superficie extrema de las
varillas absorbentes 10 está también sometido a radiación, las
varillas absorbentes están sometidas a la mayor dosis de radiación
en el extremo exterior. Mediante un achaflanado de este tipo 11, se
asegura que la varilla absorbente 10 en esta área no obtenga una
extensión radial de tal modo que la varilla absorbente 10 se apoye
contra la pared que rodea al canal.
Por lo tanto, la figura 2 muestra también el
elemento de recubrimiento 4 el cual está dispuesto para cerrar
herméticamente el rebaje 7 de tal modo que la lámina de barra de
control 2 obtenga una superficie extrema exterior uniforme. El
elemento de recubrimiento 4 comprende una longitud, la cual
corresponde a la longitud del rebaje 7 y tiene una parte de la
cubierta 12, la cual tiene un ancho que corresponde al ancho del
primer carril en forma de U 5. La superficie superior de la parte
de cubierta 12 está dispuesta para formar sustancialmente la
superficie extrema de la lámina de barra de control en un estado
montado. Una parte de soporte 13 del elemento de recubrimiento 4
está marcado en la figura 2 mediante líneas discontinuas. La parte
de soporte 13 tiene una extensión continúa a lo largo de la
longitud completa del elemento de recubrimiento 4 y tiene un ancho
el cual sustancialmente corresponde al ancho del segundo carril
6.
La figura 3 muestra una vista en sección a lo
largo de la línea A-A de la figura 2. En la presente
memoria, el primer carril en forma de U 5 y el diseño y la
profundidad de segundo carril en forma de U 6 son más evidentes que
en la figura 2. El elemento de recubrimiento 4 tiene un perfil de la
sección transversal sustancialmente en forma de T. La parte de
cubierta 12 del elemento de recubrimiento 4 comprende un área de la
sección transversal superior sustancialmente rectangular con un
espesor de la pared dimensionado para encerrar los gases de fisión
con una presión específica y con un ancho el cual sustancialmente
corresponde al ancho del orificio del rebaje 7. La parte de soporte
13 del elemento de recubrimiento 4 comprende un área de la sección
transversal inferior sustancialmente rectangular, la cual tiene un
ancho que sustancialmente corresponde con el ancho del segundo
carril en forma de U 6. La parte de soporte 13 tiene una altura de
tal modo que una superficie plana de contacto inferior 14 se apoya
en una superficie plana inferior correspondiente 15 del segundo
carril en forma de U 6 cuando la superficie superior de la parte de
cubierta 12 está a nivel con la superficie extrema de las patas 8.
Una varilla absorbente 10 provista de un achaflanado 11 en el
extremo está dispuesta en el canal 3.
La figura 4 muestra una vista en sección
transversal de una parte del borde de una lámina de barra de control
2 con un elemento de recubrimiento 4 montado. Puesto que la parte
de soporte 13 tiene un ancho el cual es menor que el ancho del
rebaje 7, se obtienen pasos 16 a ambos lados de la parte de soporte
13, los cuales se extienden a lo largo del rebaje 7. Los pasos 16
conectan las salidas de los canales 3 entre sí y de ese modo
permiten el flujo de los gases de fisión entre los canales 3 durante
el funcionamiento. La sobre presión, que es creada por los gases de
fisión durante el funcionamiento, puede ser distribuida de ese modo
de forma sustancialmente uniforme entre todos los canales 3, lo
cual conduce al espacio 7 de la lámina de barra de control 2.
El segundo carril en forma de U 6 por lo tanto
tiene un ancho, el cual sustancialmente corresponde al ancho de la
parte de soporte 13. De ese modo, el elemento de recubrimiento 4,
durante el montaje, obtiene una colocación estable en el rebaje 7
de tal modo que se forman hendiduras uniformes estrechas a ambos
lados del elemento de recubrimiento 4 entre los bordes de la parte
de cubierta 12 y las patas 8 del rebaje 7. Tales hendiduras
permiten la distribución de un gas protector en los pasos 16 durante
una operación de soldadura de los bordes de la parte de cubierta 12
a las superficies interiores de las patas 8. El elemento de
recubrimiento 4 esta fijado en la presente memoria en los rebajes 7
por medio de dos juntas soldadas longitudinales 17. De forma
ventajosa, tales juntas soldadas 17 pueden estar provistas con un
quemador de gas inerte de tungsteno TIG. Por consiguiente, un
elemento de recubrimiento en forma de T 4 proporciona un paso 16 a
ambos lados de la parte de soporte 13. Los pasos 16 permiten,
además de la igualación de la presión anteriormente mencionada
durante el funcionamiento, también de ese modo una distribución de
un gas inerte al lado de la raíz de la junta soldada durante la
operación de soldadura. Mediante un suministro de un gas inerte de
este tipo, se asegura que las juntas soldadas 17 se obtengan con
una gran calidad.
La presente invención no está limitada en modo
alguno a la forma de realización representada en los dibujos sino
que se puede modificar libremente dentro del alcance de las
reivindicaciones. El rebaje no tiene que consistir necesariamente
en dos carriles en forma de U sino que puede tener una forma
sustancialmente arbitraria pero funcional.
Claims (8)
1. Lámina de barra de control para un reactor de
agua en ebullición, en el que la lámina de barra de control (2)
comprende una parte del extremo libre con un rebaje (7) que
comprende un orificio, una superficie del fondo (15) y una
pluralidad de salidas, dispuestas en una fila, para unos canales
(3), los cuales están dispuestos para recibir un material
absorbente (10) y un elemento de recubrimiento (4) dispuesto para
ser unido a lo largo de por lo menos una sección de la parte del
borde, cuyo elemento de recubrimiento (4) comprende una parte de
cubierta (12) dispuesta para cerrar herméticamente el orificio del
rebaje (7) y una parte de soporte (13) dispuesta para que, en un
estado montado, se apoye contra una superficie de la pared en el
rebaje (7) y que permita la formación de por lo menos un paso (16)
entre las salidas de los canales (3) en el rebaje (7),
caracterizada porque la parte de soporte (13) tiene un ancho
inferior al ancho del rebaje (7) y una superficie de contacto
sustancialmente plana (14) la cual está dispuesta para apoyarse
contra la correspondiente superficie plana del fondo (15) del
rebaje (7), en el que el ancho de la parte de soporte (13) es
inferior al ancho de las salidas de los canales (3) y en el que el
elemento de recubrimiento (4) presenta un perfil de la sección
transversal sustancialmente en forma de T.
2. Lámina de barra de control según la
reivindicación 1, caracterizada porque la parte de soporte
(13) presenta una extensión continua a lo largo de la longitud
completa del elemento de recubrimiento (4).
3. Lámina de barra de control según cualquiera
de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la
superficie del fondo (15) está conformada como una muesca (6) en las
áreas (9) que se extienden entre las salidas del canal (3).
4. Lámina de barra de control según la
reivindicación 3, caracterizada porque la muesca (6) tiene un
ancho el cual corresponde sustancialmente al ancho de la parte de
soporte (13).
5. Lámina de barra de control según cualquiera
de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el
elemento de recubrimiento (4) está unido a la parte del borde de la
lámina de la barra de control (2) mediante dos juntas soldadas
longitudinales (17).
6. Lámina de barra de control según cualquiera
de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque
dicho material absorbente consiste en cuerpos sólidos absorbentes
(10).
7. Lámina de barra de control según la
reivindicación 6, caracterizada porque dichos cuerpos sólidos
absorbentes (10) comprenden carburo de bordo.
8. Barra de control para un reactor de agua en
ebullición que comprende por lo menos una lámina de barra de
control según cualquiera de las reivindicaciones anteriores.
Applications Claiming Priority (3)
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|---|---|---|---|
| SE0102033 | 2001-06-08 | ||
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Publications (1)
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Families Citing this family (2)
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