ES2304822B2 - Aparato de sujecion de caja de tubos rociadores para el rociado del nucleo y procedimiento de instalacion. - Google Patents
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Abstract
Aparato de sujeción de caja de tubos rociadores
para el rociado del núcleo y procedimiento de instalación.
Se presenta un montaje (40) de sujeción de la
caja de tubos rociadores de rociado de núcleo para una cuba de
seguridad de presión de un reactor nuclear, en donde la cuba de
seguridad de presión incluye un escudo, una caja de tubos rociadores
que penetra en el escudo, una pluralidad de tubos del cabezal de
distribución de los tubos rociadores acoplados a la caja de tubos
rociadores y un tubo bajante. Los tubos del cabezal de distribución
de los tubos rociadores pueden incluir al menos una boquilla
rociadora y el montaje de sujeción de caja de tubos rociadores puede
incluir un acoplamiento de tubo bajante y un dispositivo de
sujeción de caja de tubos rociadores. El dispositivo de sujeción de
caja de tubos rociadores puede incluir una placa (42) de anclaje
que tiene una abertura (69) para pernos de tracción para recibir un
perno de tracción, un primer bloque (44) de abrazadera básicamente
alineado en un extremo de la placa (42) de anclaje y un segundo
bloque (46) de abrazadera básicamente alineado en el otro extremo
de la placa (42) de anclaje.
Description
Aparato de sujeción de caja de tubos rociadores
para el rociado del núcleo y procedimiento de instalación.
Esta invención se refiere, en general, a
reactores nucleares y más particularmente a montajes y
procedimientos para reparar las tuberías dentro de la cuba de
seguridad de presión de dicho reactor.
Una cuba de seguridad de presión (RPV) de un
reactor de agua en ebullición (BWR) tiene típicamente una forma
generalmente cilíndrica y está cerrado en ambos extremos, por
ejemplo, mediante un cabezal inferior y un cabezal superior
separable. Un escudo del núcleo rodea típicamente el núcleo y está
soportado por una estructura de soporte del escudo.
Los reactores de agua en ebullición tienen
numerosos sistemas de tuberías y dichos sistemas de tuberías se
utilizan, por ejemplo, para transportar agua a través de RPV. Por
ejemplo, las tuberías de rociado del núcleo se utilizan para
suministrar agua desde el exterior del RPV a los rociadores del
núcleo dentro del RPV. Las tuberías de rociado del núcleo y los
rociadores suministran un flujo de agua al núcleo del reactor.
La fisuración por tensión intergranular (IGSCC)
es un fenómeno conocido que se produce en componentes del reactor,
tales como miembros estructurales, tuberías, dispositivos de
fijación y soldaduras, expuestos al agua a alta temperatura. Los
componentes del reactor están expuestos a una variedad de tensiones
asociadas, por ejemplo, a las diferencias en la expansión térmica,
la presión operativa necesaria para la contención del agua de
refrigeración del reactor y otras fuentes tales como tensiones
residuales de las soldaduras, el trabajo en frío y otros
tratamientos no homogéneos del metal. Además, la química del agua,
las soldaduras, el tratamiento mediante de calor y la radiación
pueden incrementar la susceptibilidad del metal de un componente a
la IGSCC.
Existen condiciones en el reactor que
contribuyen a la IGSCC de las tuberías de rociado del núcleo. Un
área de susceptibilidad en las tuberías de rociado del núcleo son
las juntas soldadas entre la caja de tubos rociadores y sus
colectores de distribución asociados. La caja de tubos rociadores es
la unión en la que el tubo de suministro de la bajante del rociado
del núcleo penetra en el escudo y se ramifica en tubos rociadores
de distribución. Específicamente, la caja de tubos rociadores es
una sección recta de tubo que está coronada por una placa plana
soldada al extremo del tubo. Se sueldan dos tubos rociadores a la
caja de tubos rociadores, formando así una T de tuberías. Estas
tres juntas soldadas son susceptibles a la fisuración y en el caso
de que se produjera una fisuración circunferencial a través de toda
la pared en esas uniones soldadas, se podrían producir escapes
impredecibles. Otro área de interés es que el sistema de rociado
del núcleo evita una excesiva temperatura del revestimiento del
combustible en el caso de accidente con pérdida de refrigerante
(LOCA) suministrando agua fría a la región del núcleo del reactor.
En el caso de que se produjese una fisuración circunferencial a
través de la pared en estas uniones soldadas, el sistema podría
estar comprometido.
Para evitar escapes inaceptables y para asegurar
que el sistema de rociado del núcleo suministra el necesario caudal
volumétrico al núcleo del reactor, sería deseable suministrar un
sistema de sujeción para proporcionar integridad estructural a la
caja de tubos rociadores y para mantener juntas las uniones
soldadas en el caso de que una o más soldaduras fallen.
Consecuentemente, la presente invención
suministra un procedimiento y un aparato para sujetar mecánicamente
en el escudo las tuberías de la bajante de rociado del núcleo y
sustituir estructuralmente las soldaduras que sujetan la placa de
cubierta y el tubo rociador a la caja de tubos rociadores.
En una realización ejemplar, en la presente
invención se presenta un montaje de sujeción de la caja de tubos
rociadores del núcleo para una cuba de seguridad de presión de un
reactor nuclear. La cuba de seguridad de presión puede incluir al
menos un escudo, una caja de tubos rociadores que penetra en el
escudo, una pluralidad de tubos colectores de distribución
rociadores acoplados a la caja de tubos rociadores y un tubo
bajante. Los tubos colectores rociadores pueden incluir al menos
una boquilla rociadora. El montaje de sujeción de la caja de tubos
rociadores puede incluir un acoplamiento de tubo bajante y un
dispositivo de sujeción de caja de tubos rociadores. El dispositivo
de sujeción de la caja de tubos rociadores puede incluir al menos
una placa de anclaje que tiene una abertura para un perno de
tracción para recibir un perno de tracción, un primer bloque de
abrazadera básicamente alineado en un extremo de la placa de
anclaje y un segundo bloque de abrazadera básicamente alineado en
el otro extremo de la placa de anclaje.
Otras realizaciones ejemplares de los montajes y
procedimientos de la invención suministran separadamente una placa
de estanqueidad acoplada al anclaje con una pluralidad de pernos,
en donde la placa de estanqueidad incluye una pluralidad de
aberturas para pernos conformadas para recibir la pluralidad d e
pernos y una abertura para pernos de tracción adecuada para recibir
el perno de tracción.
Otras realizaciones ejemplares de los montajes y
procedimientos de la invención suministran separadamente la placa
de anclaje que puede incluir una pluralidad de aberturas para
recibir la pluralidad de pernos y para alinearse con la pluralidad
de aberturas para pernos de la placa de estanqueidad.
Otras realizaciones ejemplares de los montajes y
procedimientos de la invención suministran separadamente la placa
de anclaje que puede incluir una placa ajustable, en donde la placa
ajustable suministra una superficie de apoyo para el perno de
tracción y permite el ajuste del perno de tracción para recibir una
parte central de la caja de tubos rociadores.
Otras realizaciones ejemplares de los montajes y
procedimientos de la invención conectan separadamente la placa de
anclaje con el primer y el segundo bloques de abrazadera mediante
una junta de cola de milano.
Otras realizaciones ejemplares de los montajes y
procedimientos de la invención suministran separadamente el primer
y el segundo bloques de abrazadera incluyendo cada uno una
pluralidad de aberturas alineadas para pernos en T para recibir un
montaje de perno en T. El montaje de perno en T puede incluir al
menos un perno en T, una tuerca de perno en T y una junta.
En otra realización ejemplar adicional, la
tuerca del perno en T puede engranar con un resorte de retención
para permitir la rotación de la tuerca del perno en T solamente en
una dirección.
En otra realización ejemplar adicional, el perno
en T puede insertarse dentro de una ranura vertical en el tubo
colector rociador para proporcionar al dispositivo de sujeción de la
caja de tubos rociadores estanqueidad contra el tubo colector
rociador.
En otra realización ejemplar adicional, un
extremo de la placa de estanqueidad puede estar contorneado para
que sea similar a la forma del tubo colector rociador.
Otras realizaciones adicionales ejemplares de
los montajes y procedimientos de la invención se suministran
separadamente una pluralidad de patas que se extienden desde una
cara de la placa de anclaje. La pluralidad de patas puede
configurarse para encajar en una superficie interna del escudo.
En otra realización ejemplar adicional, el perno
de tracción puede engranar con un resorte de retención para
permitir el giro del perno de tracción solamente en una
dirección.
En otras realizaciones adicionales ejemplares de
los montajes y procedimientos de la invención pueden suministrarse
separadamente una parte del extremo distal de la pluralidad de
pernos para incluir una acanaladura circunferencial, cada uno de la
pluralidad de pernos puede acoplarse con a la placa de estanqueidad
mediante un pasador en cola de milano. El pasador en cola de milano
puede extenderse al menos parcialmente dentro de la placa de
estanqueidad y puede situarse de forma que interactúe con la
acanaladura circunferencial.
En otra realización ejemplar adicional, la placa
de anclaje puede incluir una pluralidad de aberturas para pernos y
una pluralidad de ranuras para alojar una pluralidad de pernos y de
resortes de retención, respectivamente.
En otra realización ejemplar adicional, el
primer y el segundo bloques de abrazadera pueden incluir una
pluralidad de aberturas y una pluralidad de ranuras para alojar una
pluralidad de pernos y de resortes de retención,
respectivamente.
Estas y otras características y ventajas de la
invención se describen o serán evidentes a partir de la siguiente
descripción detallada de diferentes realizaciones ejemplares de los
aparatos y procedimientos de acuerdo con la invención.
La presente invención será más evidente tras la
descripción, en detalle, de sus realizaciones ejemplares con
referencia a los dibujos adjuntos, en los que elementos similares
se representan mediante números de referencia similares, que se dan
solamente a modo de ilustración y no limitan de esta forma las
realizaciones ejemplares de la presente invención.
La figura 1 es una vista parcialmente isométrica
en sección, con partes recortadas, de una cuba de seguridad de
presión (RPV) de un reactor nuclear de agua en ebullición.
La figura 2 es una vista isométrica detallada de
un acoplamiento de tubo bajante de acuerdo con una realización
ejemplar de la invención.
La figura 3 es una vista isométrica de una parte
de un montaje de caja de tubos rociadores vista desde el interior
del RPV de acuerdo con una realización ejemplar de la
invención.
La figura 4 es una vista isométrica de un
montaje de un dispositivo de sujeción de la caja de tubos
rociadores en una configuración de tubos superiores de acuerdo con
una realización ejemplar de la invención.
La figura 5 es una vista isométrica de un
montaje de un dispositivo de sujeción de la caja de tubos
rociadores en una configuración de tubos inferiores de acuerdo con
una realización ejemplar de la invención.
La figura 6 es una vista isométrica detallada de
un montaje de placa de estanqueidad de acuerdo con una realización
ejemplar de la invención.
La figura 7 es una vista en despiece del montaje
de placa de estanqueidad de la figura 6 de acuerdo con una
realización ejemplar de la invención.
La figura 8 es una vista en despiece parcial de
un montaje de un dispositivo de sujeción de caja de tubos
rociadores de acuerdo con una realización ejemplar de la
invención.
La figura 9 es una vista isométrica de un perno
en T de acuerdo con una realización ejemplar de la invención.
La figura 10 es una vista isométrica de una
junta de tubo de acuerdo con una realización ejemplar de la
invención.
Un montaje de sujeción de caja de tubos
rociadores para el rociado del núcleo de acuerdo con la invención
se diseña para sujetar mecánicamente al escudo la tuberías de la
bajante de rociado de núcleo de sustitución (sustitución seccional
inferior) y reemplazar estructuralmente las soldaduras que sujetan
la placa de cubierta o escudo y el tubo rociador a la caja de tubos
rociadores.
La figura 1 es una vista isométrica parcial en
sección de corte, con partes eliminadas, de una cuba de seguridad
de presión (RPV) de un reactor nuclear de agua en ebullición. En
particular, la figura 1 ilustra un escudo que muestra la
disposición espacial de una tubería bajante y una sustitución
seccional inferior que comprende un acoplamiento y un codo de
tubería de sustitución. Un cuba de seguridad de presión 10 de un
reactor (RPV) incluye una pared 12 de cuba de seguridad y un escudo
14 que rodea el núcleo del reactor (no mostrado) del RPV 10. Puede
formarse un anillo 13 entre la pared 12 de la cuba de seguridad de
presión y el escudo 14. El espacio dentro del anillo puede ser
limitado, ya que la mayoría de las tuberías de soporte del reactor
pueden situarse dentro del anillo.
En el caso de un siniestro en el reactor, tal
como un accidente con pérdida de refrigerante, el agua de
refrigeración se suministra al núcleo del reactor a través del
cabezal de distribución de rociado del núcleo que consta de una
sección horizontal (no mostrada) y de u na sección vertical
comúnmente denominada tubo bajante 18. Una parte de este tubo
bajante 18, que está al lado del escudo 14, puede quitarse dejando
un resto de tubería bajante vertical. Conectado entre el resto del
tubo bajante 16 y el tubo de sustitución seccional inferior (LSR)
puede disponerse un aparato de acoplamiento 30, que se incorpora
por referencia en su totalidad en la patente de EE.UU. 6.131.962 y
en la patente de EE.UU. nº 5.947.529 para sustituir una parte
inferior del tubo bajante 18, si fuera necesario, y evitar el uso
de soldadura en el emplazamiento. El tubo bajante 18 puede incluir
un codo inferior 18A que a su vez está conectado al escudo 14. El
tubo bajante 18 dirige el refrigerante hacia una caja de tubos
rociadores 22, que está unida a los tubos rociadores internos 28,
30. La figura 3 muestra la caja de tubos rociadores 22 unida al tubo
rociador interno inferior 30. En otra posición del escudo una caja
de tubos rociadores 22 similar se une al tubo rociador interno
superior 28.
La figura 2 es una vista isométrica detallada de
un codo de bajante de sustitución o sustitución seccional inferior
(LSR) de acuerdo con una realización ejemplar de la invención.
Según se muestra en la figura 2, el tubo bajante 18 de sustitución
incluye un primer extremo 19A y un segundo extremo 19B. El primer
extremo 19A incluye una brida cilíndrica 31 de codo que tiene un
primer extremo 31A y un segundo extremo 31B. El primer extremo 31A
de la brida 31 de codo está configurado para acoplarse a un tubo
bajante 18 de sustitución mediante cualquier medio adecuado, por
ejemplo mediante soldadura. El segundo extremo 31B incluye un
miembro 32 de brida que se extiende desde la brida 31 de codo. El
miembro 32 de brida puede recibirse dentro de una acanaladura
circular (no mostrada) mecanizada dentro del escudo 14. La
acanaladura puede situarse de forma que sea concéntrica con la caja
de tubos rociadores 22 (mostrada en la figura 3) que penetra a
través del escudo 14. Una parte central 35 que tiene a través de la
misma un orificio axial roscado 36 se conecta a la brida 31 de codo
mediante una pluralidad de palas 38 que se extienden desde una
superficie interna de la brida 31 de codo hasta la parte central
35. Las palas 38 están diseñadas para permitir el paso adecuado de
una corriente de agua de refrigeración. Un perno de tracción 70 se
acopla mediante rosca en el orificio axial 36 de la parte central
35. El perno de tracción 70 conecta el tubo bajante de sustitución
18 con la placa de anclaje cuyas patas se apoyan sobre la
superficie curvada interna del escudo 14. Debe apreciarse que el
perno de tracción 70 puede estar precargado para crear una unión a
prueba de escapes en la conexión sobre el escudo 14. La conexión
puede ser del tipo de lengüeta y ranura.
El segundo extremo 19B del tubo bajante 18 de
sustitución incluye una brida coincidente 33 para ser conectada a
un aparato de acoplamiento 30 que a su vez se conecta con el resto
del tubo bajante 16. La brida coincidente 33 puede incluir cuatro
ranuras 34 de acoplamiento para recibir cuatro pernos de
acoplamiento (no mostrados). Las ranuras 34 de acoplamiento pueden
adaptarse a un desalineamiento rotacional angular entre el resto del
tubo bajante 16 y el tubo bajante 18 de sustitución. Los pernos de
acoplamiento están diseñados para compartir la carga y evitar
cargas excéntricas. Debe apreciarse que la brida coincidente 33
puede incluir un bloque esférico cóncavo (mostrado en la figura 2)
para recibir un aro de estanqueidad (no mostrado) para adaptarse al
desalineamiento del tubo bajante 18 y la brida coincidente 33. El
bloque cóncavo y el aro de estanqueidad de la brida coincidente 33
pueden permitir una articulación angular a lo largo del eje vertical
entre el resto del tubo bajante 16 y el tubo bajante 18 de
sustitución.
La figura 3 es una vista isométrica de una parte
de un montaje de caja de tubos rociadores visto desde el interior
del RPV de acuerdo con una realización ejemplar de la invención. El
sistema de rociado del núcleo de acuerdo con la invención
suministra agua a la zona del núcleo del reactor a través de la
caja de tubos rociadores 22 que ha penetrado a través del escudo
14. La caja de tubos rociadores 22 es una unión en la que la
corriente del flujo de alimentación de la bajante de rociado del
núcleo se dirige hacia los tubos rociadores 28, 30 de distribución.
Según se muestra en la figura 3, la caja de tubos rociadores 22 es
parte de una sección de un tubo rociador 30 que está tapado
mediante una placa plana 41 soldada en la posición 29 a un extremo
del tubo 30.
Además, el tubo rociador 30 está soldado en la
posición 27 sobre la caja de tubos rociadores 22 para formar un
empalme de tubos en T. Sin embargo, los fallos de la soldadura
debidos a la fatiga por vibración y/o la fisuración de la soldadura
debida a la fisuración por tensión intergranular (IGSCC) pueden
provocar el fallo de una o de ambas soldaduras 27, 29 que unen el
tubo 30 con la caja de tubos rociadores 22. En el caso de que se
produjese una fisuración circunferencial a través de la pared en
las uniones soldadas 27, 29, el sistema de rociado del núcleo puede
ocasionar una fuga impredecible de fluido y dejar de suministrar la
cantidad necesaria de flujo volumétrico al núcleo del reactor.
Además, según se muestra en la figura 3, el tubo rociador 30 incluye
ranuras verticales 58 para recibir los pernos en T 80 (mostrados en
la figura 8) que se describirán posteriormente con más detalle. En
general, el funcionamiento de los pernos en T 80 en las ranuras
verticales 58 asegura una unión estanca del montaje 40 de sujeción
de la caja de tubos rociadores contra el tubo rociador 30. En otras
palabras, para mantener la posición de los tubos rociadores 28, 30
con relación a la caja de tubos rociadores 22 deberían fallar las
soldaduras. Las ranuras verticales 58 pueden maquinarse dentro del
tubo rociador 30 mediante cualquier procedimiento adecuado, por
ejemplo, maquinado por descarga de electrodo (EDM).
Consecuentemente, las ranuras verticales 58 (EDM) maquinadas en el
tubo rociador 30 están dispuestas para recibir los extremos
distales de los pernos en T 80. Como se discutirá posteriormente,
los pernos en T 80 pueden orientarse verticalmente pudiendo así
pasar a través de las ranuras verticales 58 del tubo rociador 30. A
medida que los pernos en T 80 se hacen girar 90º mediante la acción
de girar las tuercas 81 de los pernos en T, la "T" en el
extremo distal del perno en T 80 puede asumir una orientación
horizontal y apoyarse contra la superficie interna del tubo rociador
30.
La figura 4 es una vista isométrica de un
montaje de sujeción de una caja de tubos rociadores en una
configuración de tubos superiores de acuerdo con una realización
ejemplar de la invención. El montaje 40 de sujeción de la caja de
tubos rociadores tiene por objeto suministrar: 1) una estructura de
fijación para el perno 70 de tracción que pasa a través del orificio
de la placa 41 del escudo de la caja de tubos rociadores y 2) una
estructura de fijación para los tubos rociadores 28, 30 para el
rociado del núcleo para limitar el movimiento de estos tubos con
relación a la posición de la caja de tubos rociadores 22 en el caso
de que las soldaduras se fisuren circunferencialmente.
Según se muestra en la figura 4, el montaje 40
de sujeción de la caja de tubos rociadores incluye una placa 42 de
anclaje, un primer bloque 44 de abrazadera y un segundo bloque 46
de abrazadera. La placa 42 de anclaje se sitúa en el centro con
respecto al montaje 40 de sujeción de la caja de tubos rociadores
con los bloques 44, 46 de abrazadera conectados a los lados
opuestos 61, 62 respectivamente de la placa 42 de anclaje. Los
bloques 44 y 46 de abrazadera se sitúan para que estén básicamente
alineados entre sí. Específicamente, los bloques 44 y 46 de
abrazadera están conectados con los lados 61 y 62 del anclaje con
juntas 63 y 64 de cola de milano, respectivamente. Las juntas 63 y
64 de cola de milano permiten que los bloques 44, 46 de abrazadera
se muevan con relación a la placa 42 de anclaje lo que elimina la
transmisión de cualquier tensión ejercida sobre el tubo rociador 28
a la soldadura 27 de la caja de tubos rociadores.
La placa 42 de anclaje incluye una cavidad
ahuecada 59 suficientemente grande para alojar una placa ajustable
50. La placa ajustable 50 suministra una superficie de apoyo para
el perno 70 de tracción y permitir el ajuste del perno 70 de
tracción para recibir la parte central de la caja de tubos
rociadores 22. Según se muestra en la figura 4, la placa ajustable
50 puede moverse en la dirección vertical ya que la cavidad
ahuecada 59 es relativamente mayor que la placa ajustable 50. La
placa ajustable 50 incluye una abertura 69 para el perno de
tracción para recibir el perno 70 de tracción y una ranura maquinada
57 para alojar un resorte 71 de trinquete. El resorte 71 de
trinquete incluye dientes de trinquete (no mostrados) que
interactúan con perno 70 de tracción. El perno 70 de tracción
incluye dientes 72 de trinquete igualmente separados (mostrados en
la figura 6) que están maquinados en la periferia del extremo
próximo 71A del perno 70 de tracción. A medida que el perno 70 de
tracción se hace girar en la dirección para incrementar la precarga
del perno, los resortes se comportan como una viga voladiza
apartándose la distancia necesaria para permitir el giro del perno
70 de tracción. Los dientes 72 de trinquete del perno 70 de tracción
y los dientes de trinquete del resorte 71 de trinquete están
orientados de forma que la rotación solamente pueda efectuarse en
una dirección. El perno 70 de tracción puede quitarse solamente
después de que los dientes de trinquete del resorte 71 de trinquete
hayan sido apartados hacia atrás para suministrar una separación
para que giren los dientes.
La placa 42 de anclaje incluye aberturas 83A,
83B para recibir los pernos 75, 76 de la placa de estanqueidad. Las
aberturas 83A, 83B pueden estar roscadas para recibir los pernos
75, 76 de la placa de estanqueidad. La placa 42 de anclaje incluye
además ranuras maquinadas 55, 56 para alojar los resortes 78A, 78B
de retención, respectivamente. Los resortes 78A, 78B de retención
se reciben en las ranuras 55, 56 y funcionan de forma similar al
resorte 71 de trinquete excepto en que los resortes 78A, 78B de
retención interactúan con los pernos 75, 76 de la placa de
estanqueidad, respectivamente. Los pernos 75, 76 de la placa de
estanqueidad incluyen dientes 77 de trinquete equidistantemente
separados (mostrados en la figura 7) que están maquinados en la
periferia de la cabeza de los pernos 75, 76 de la placa de
estanqueidad. Los dientes 77 de trinquete engranan con los dientes
de los resortes 78a, 78b de retención para bloquear los pernos 75,
76 de la placa de estanqueidad en su posición y evitar que los
pernos 75, 76 de la placa de estanqueidad puedan girar. La rotación
de los pernos 75, 76 de la placa de estanqueidad puede efectuarse
con una llave hexagonal que se adapta a la ranura hexagonal interna
de la cabeza de los pernos 75, 76 de la placa de estanqueidad. La
carga producida por la rotación hace que la placa 74 de
estanqueidad avance contra el escudo 41 de la caja de tubos
rociadores.
Los bloques 44 y 46 de abrazadera están unidos a
la placa 42 de anclaje en lados opuestos 61, 62. El bloque 44 de
abrazadera incluye aberturas 60a, 60b para pernos en T que se
extienden a través del mismo y el bloque 46 de abrazadera incluye
aberturas 60C, 60D para pernos en T que se extienden a través del
mismo. Un perno en T 80 (mostrado en las figuras 8 y 9) se extiende
a través de cada abertura 60A, 60B, 60C, 60D. Cada perno en T 80
puede incluir una sección maquinada roscada 86 sobre el extremo 80B
del perno en T 80 de manera que se acople con la sección roscada
interna 84 de la tuerca 81 del perno en T. La tuerca 81 del perno
en T puede estar preferiblemente roscada, por ejemplo, con un macho
de roscar interno de 5/8 18 UNF. Sin embargo, debe apreciarse que
pueden utilizarse diferentes dimensiones de macho de roscar dentro
de los límites de esta invención. Adicionalmente, el bloque 44 de
abrazadera incluye ranuras maquinadas 51, 52 para alojar enganches
de resortes 79A, 79B y el bloque 46 de abrazadera incluye ranuras
maquinadas 53, 54 para alojar enganches de resortes 79C, 79D. Cada
enganche de resortes 79A, 79D incluye dientes de trinquete (no
mostrados) para engranar con la tuerca 81 del perno en T. La tuerca
81 del perno en T incluye dientes 82 de trinquete igualmente
separados que están maquinados dentro de la circunferencia externa
de la cabeza de la tuerca 81 del perno en T. Los dientes 82 de
trinquete engranan con los enganches 79A, 79B de resorte en el
bloque 44 de abrazadera y los enganches 79C, 79D de resorte en el
bloque 46 de abrazadera. Los enganches 79A-79D de
resorte bloquean las tuercas 81 de los pernos en T y permiten
solamente el giro en una dirección que puede incrementar la
precarga del perno en T 80. Además, puede lograrse una
característica antirrotación del perno en T 80 mediante una chaveta
101 sobre el perno en T 80 (mostrado en la figura 9), que
interacciona con una ranura 102 integral con la abertura 87 de
orificio del obturador 85 del tubo (mostrado en la figura 10). La
ranura 102 en el orificio 87 del obturador 85 del tubo está
diseñada para permitir solamente 90º de rotación del perno en T 80.
A medida que se hace girar la tuerca 81 del perno en T, la chaveta
101 del perno en T puede avanzar a través del extremo distal
(superficie adyacente a los tubos rociadores) del obturador 85 del
tubo. Como resultado, la chaveta 101 puede alcanzar la mitad o
sección intermedia del orificio 87 del obturador del tubo en cuyo
punto la fricción de las roscas 86, 84 del perno en T 80 y de la
tuerca 81 del perno en T, respectivamente, puede provocar que el
perno en T gire 90º. Esta acción orienta el extremo distal 80a de
la "T" del perno en T 80 horizontalmente. A medida que
continúa la rotación de la tuerca 81 del perno en T, la chaveta 101
es llevada al interior de la sección próxima del orificio 87 del
obturador del tubo. La sección próxima del orificio 87 del obturador
del tubo junto con una chaveta externa 88 del obturador 85 del tubo
que interacciona con una ranura 89 del bloque de abrazadera
bloqueará el perno en T en la orientación deseada. Consecuentemente,
la rotación de la tuerca 81 del perno en T hará avanzar el extremo
distal en "T" 80a del perno en T 80 para llegar a apoyarse
contra la superficie interna de los tubos rociadores 28, 30 y de
esta forma poner la superficie contorneada del obturador 85 del
tubo en contacto completo con la superficie externa de los tubos
rociadores 28, 30 y sellar así el resto de la ranura 58 de los
tubos rociadores 28, 30.
La figura 5 es una vista isométrica de un
montaje de sujeción de una caja de tubos rociadores en una
configuración de tubos inferiores de acuerdo con una realización
ejemplar de la invención. Debe apreciarse que el montaje 40 de
sujeción de la caja de tubos rociadores de la figura 5 es una imagen
especular del montaje 40 de sujeción de la caja de tubos rociadores
de la figura 4 con la excepción de la posición del montaje. En
otras palabras, el montaje 40 de sujeción de la figura 5 se sujeta
sobre el tubo rociador 30 mientras que el montaje 40 de sujeción de
la figura 4 se sujeta sobre el tubo rociador 28.
La figura 6 es una vista isométrica detallada de
un montaje de placa de estanqueidad de acuerdo con una realización
ejemplar de la invención. Con referencia a la figura 6 y a la
figura 7, el montaje 65 de placa de estanqueidad incluye una placa
de estanqueidad 74, un escudo 90 de placa de estanqueidad, un perno
70 de tracción, pernos 75, 76 de placa de estanqueidad y un
manguito giratorio 87. La placa de estanqueidad 74 incluye aberturas
73A, 73B para pernos de placa de estanqueidad y una abertura 93
para pernos. La placa de estanqueidad 74 está acoplada a una placa
42 de anclaje mediante los pernos 75, 76 de la placa de
estanqueidad. La placa 42 de anclaje incluye aberturas roscadas
83A, 83B conformadas para recibir los pernos 75, 76 de la placa de
estanqueidad. Unas partes 75B y 76B del extremo distal de los pernos
75, 76 de la placa de estanqueidad incluyen una acanaladura
circunferencial 88 conformada para recibir un pasador 91 en cola de
milano a presión dentro de la placa 74 de estanqueidad para fijar
los pernos 75, 76 de la placa de estanqueidad a la placa 74 de
estanqueidad. Una parte del fuste de los pernos 75, 76 de la placa
de estanqueidad se rosca dentro de las aberturas 83A, 83B para los
pernos de la placa de anclaje. A medida que se hacen girar los
pernos 75, 76 de la placa de estanqueidad, la placa 74 de
estanqueidad avanza poniéndose en contacto con la superficie 41 de
la placa exterior de la caja de tubos rociadores 22 para sellar la
abertura 69 del perno de tracción en la caja de tubos rociadores 22
y para sujetar la placa 41 de escudo del perno en T en su sitio
debería fallar la soldadura 29 del escudo de la caja de tubos
rociadores. Los dientes 77 de trinquete sobre los pernos 75, 76 de
la placa de estanqueidad engranan con los dientes de los resortes
78A, 78B de retención, respectivamente, para bloquear los pernos
75, 76 de la placa de estanqueidad en su sitio y evitar que los
pernos 75, 76 de la placa de estanqueidad se aflojen. Se apreciará
que la placa 74 de estanqueidad puede suministrar una sustitución
estructural de la soldadura sobre la caja de tubos rociadores 22,
particularmente la soldadura 29 que une el escudo 41 de la placa de
la caja de tubos rociadores con la caja de tubos rociadores 22. Ya
que el escudo 41 de la placa está soldado a la caja de tubos
rociadores 22, la superficie plana del escudo 41 puede no ser
perfectamente perpendicular con respecto al eje de la caja de tubos
rociadores 22 debido a las distorsiones de la soldadura. Así, la
placa 74 de estanqueidad está diseñada para moverse o pivotar con
relación al escudo 41 de la placa de manera que interaccionen
adecuadamente.
El montaje 65 de la placa de estanqueidad
incluye además un escudo o cubierta 90 de placa de estanqueidad. El
escudo 90 de la placa de estanqueidad incluye una abertura central
94 para recibir el perno 70 de tracción. También se incluyen
aberturas menores 96, 98 que rodean aproximadamente la abertura
central 94. Las aberturas 96 están aproximadamente al lado (por
ejemplo, aproximadamente a la izquierda y a la derecha) de la
abertura central 94 para aceptar una herramienta (por ejemplo, una
llave inglesa) para la instalación y el apriete del escudo 90. La
abertura 98 puede recibir un pasador 92 en cola de milano para
fijar el escudo 90 de la placa de estanqueidad en la placa 74 de
estanqueidad y evitar que gire el escudo 90 de la placa de
estanqueidad. Debería apreciarse que sobre el escudo 90 de la placa
de estanqueidad puede maquinarse más de una abertura 98.
El manguito giratorio 87 puede tener la forma de
una esfera. Las superficies esféricas interaccionan con las
superficies esféricas (por ejemplo, la abertura 93 para el perno)
de la placa 74 de estanqueidad y del escudo 90 de la placa de
estanqueidad. El escudo 90 de la placa de estanqueidad se aprieta
para permitir el movimiento articulado del montaje 65 de la placa de
estanqueidad alrededor del perno 70 de tracción, permitiendo de
esta forma que el montaje 65 de la placa de estanqueidad se adapte
a cualquier configuración posible de la distorsión en la soldadura
del escudo 41 de la caja de tubos rociadores. El orificio del
manguito giratorio 87 puede conformarse para recibir el perno 70 de
tracción con un ajuste de tolerancia mínima.
Con referencia a la figura 8, la placa 42 de
anclaje incluye una pluralidad de patas 99 que se extienden desde
una cara de la placa 42 de anclaje para suministrar un soporte
adicional. Las patas 99 de la placa de anclaje pueden también
apoyarse sobre la superficie interna del escudo, provocando de esta
forma la precarga del perno de tracción y trasmitiendo la carga
desde la placa de anclaje al escudo. Las patas 99 están
configuradas para acoplarse a una superficie interna del escudo 14
y están maquinadas o adaptadas de manera que la placa 42 de anclaje
sea paralela a la superficie exterior de la caja de tubos
rociadores 22. Unidos al extremo izquierdo y al extremo derecho de
la placa 42 de anclaje se encuentran los bloques 44, 46 de
abrazadera, respectivamente. Según se muestra en la figura 8, los
bloques 44, 46 de abrazadera pueden incluir cada uno un par de
pernos en T 80, tuercas 81 para pernos en T y obturadores 85 de
tubo para ser ensamblados. Debería apreciarse que los pernos en T
80, las tuercas 81 para los pernos en T y los obturadores 85 de
tubo pueden estar preensamblados junto con los respectivos bloques
44 y 46 de abrazadera antes de su introducción en la cuba de
seguridad de presión del reactor. El extremo próximo 80a de los
pernos en T 80 puede insertarse dentro de las ranuras verticales 58
(mostradas en la figura 3), que pueden maquinarse EDM para formar
los tubos rociadores 28 ó 30. En el extremo próximo 80b de los
pernos en T 80, los pernos en T 80 se acoplan mediante rosca con
las tuercas 81 para los pernos en T. Los pernos en T 80 pueden
girarse 90º y levantarlos entonces para apretarlos mediante el
suministro de una fuerza de torsión sobre las tuercas 81 de los
pernos en T para poner los obturadores 85 de tubo en contacto con
los tubos rociadores 28 ó 30 y de esta forma sellar las aberturas
58 de las ranuras. Para conseguir pérdidas mínimas, los obturadores
85 de tubo pueden estar maquinados para coincidir con el contorno
de los tubos rociadores 28, 30. Además, puede facilitarse la
rotación de 90º de los pernos en T mediante la acción conjunta de
la chaveta 101 en el perno en T con la ranura 102 en el orificio 87
del obturador de tubo y una chaveta externa 88 en el obturador 85
de tubo que interactúa con una ranura 89 en los bloques 44, 46 de
abrazadera, según se muestra en las figuras 8, 9 y 10. Además, los
obturadores 85 de tubo y las tuercas 81 de los pernos en T pueden
incluir bloques esféricos para permitir una pequeña articulación de
los obturadores 85 de tubo contra los tubos rociadores 28, 30. Las
tuercas 81 de los pernos en T pueden además ser retenidas o
bloqueadas en su sitio por medio del acoplamiento con los resortes
79A, 79D de retención de trinquete. Los dientes de trinquete en el
resorte 79A-79D de retención de trinquete están
orientados de forma que se permita la rotación solamente en una
dirección. Además, la fuerza de torsión producida por la rotación
puede tirar fuertemente de los pernos en T 80 y de los obturadores
85 de tubo contra las superficies interna y externa de los tubos
rociadores 28 o 30.
Con referencia de nuevo a la figura 4, los
bloques 44, 46 de abrazadera incluyen aberturas 60A, 60B, 60C, 60D
para alojar pernos en T 80, tuercas 81 para pernos en T y
obturadores 85 de tubo. Según se muestra en la figura 8, las
aberturas 60A, 60B, 60C, 60D pueden incluir una abertura 89 de
ranura para recibir una chaveta externa 88 sobre los obturadores 85
de tubo. La chaveta externa 88 evita la rotación y asegura la
orientación apropiada de los obturadores 85 de tubo con relación a
los tubos rociadores 28, 30. De esta forma, los bloques 44, 46 de
abrazadera pueden sujetar los tubos rociadores 28, 30 con relación
a la caja de tubos rociadores 22. Esto evita la separación de los
tubos rociadores 28, 30 de la caja de tubos rociadores 22 en el caso
de fallo de las soldaduras.
El montaje de sujeción de caja de tubos
rociadores para el rociado del núcleo antes descrito acopla
mecánicamente el tubo bajante 16 con el escudo 14 y la caja de
tubos rociadores 22. Además, el montaje de sujeción de la caja de
tubos rociadores para el rociado del núcleo antes descrito
suministra un sistema de sujeción para proporcionar integridad
estructural a la caja de tubos rociadores 22 y para sujetar juntos
los tubos rociadores 28, 30 y las uniones soldadas de la caja de
tubos rociadores 22 en el caso de que una o más soldaduras pudieran
fallar.
Así descrita la invención, será obvio que la
misma puede variarse de muchas formas. No debe interpretarse que
con dichas variaciones se pretende que las mismas se aparten del
espíritu y del ámbito de la invención sino que se pretende que la
totalidad de dichas modificaciones, como será obvio para los
expertos en la materia, estén incluidas dentro del ámbito de las
siguientes reivindicaciones.
Claims (9)
1. Un montaje (40) de sujeción de una caja de
tubos rociadores para el rociado del núcleo para una cuba de
seguridad de presión de un reactor nuclear, la cuba de seguridad de
presión (10) incluye un escudo, una caja de tubos rociadores (22)
que penetra en el escudo, una pluralidad de tubos del cabezal de
distribución de los tubos rociadores acoplados con la caja de tubos
rociadores y un tubo bajante (18), los tubos del cabezal de los
tubos rociadores incluyen al menos una boquilla rociadora, el
montaje de sujeción de la caja de tubos rociadores incluye un
acoplamiento de tubo bajante y un dispositivo de fijación de la caja
de tubos rociadores, el dispositivo de sujeción de la caja de tubos
rociadores comprende:
una placa de anclaje (42) que tiene una abertura
para pernos de tracción para recibir un perno de tracción,
un primer bloque de abrazadera (44) básicamente
alineado en un extremo de la placa de anclaje y
un segundo bloque de abrazadera (46) básicamente
alineado en el otro extremo de la placa de anclaje
caracterizado porque
la placa de anclaje incluye una placa ajustable
(50), y está adaptada para suministrar una superficie de apoyo para
el perno de tracción y permitir el ajuste del perno de tracción (70)
para recibir una parte central de la caja de tubos rociadores
(22).
2. El montaje de sujeción de acuerdo con la
reivindicación 1, que además comprende una placa de estanqueidad
acoplada a la placa de anclaje con una pluralidad de pernos, la
placa de estanqueidad incluye una pluralidad de aberturas para
pernos (60a, 60b...) conformadas para recibir la pluralidad de
pernos y una abertura para pernos de tracción para recibir el perno
de tracción.
3. El montaje de sujeción de la reivindicación
1, en el que la placa de anclaje y el primer y el segundo bloques de
abrazadera están conectados mediante una junta de cola de milano
(63, 64).
4. El montaje de sujeción de la reivindicación
1, en el que el primer y el segundo bloques de abrazadera incluyen
cada uno una pluralidad de aberturas adaptadas para recibir un
montaje de pernos en T (80), el montaje de pernos en T incluye un
perno en T, una tuerca de perno en T (81) y un obturador de tubo
(85).
5. El montaje de sujeción de la reivindicación
4, en el que el perno en T (80) se inserta dentro de una ranura
vertical en el tubo del cabezal de tubos rociadores para
proporcionar al dispositivo de sujeción de la caja de tubos
rociadores una junta estanca contra el tubo del cabezal de tubos
rociadores.
6. El montaje de sujeción de la reivindicación 5
en el que el perno en T incluye una chaveta que interactúa con una
ranura en el orificio del obturador del tubo para permitir una
rotación de 90º del perno en T.
7. El montaje de sujeción de la reivindicación
5, en el que el obturador del tubo incluye una chaveta externa (88)
para evitar la rotación, la chaveta externa interactúa con una
ranura sobre los bloques de abrazadera.
8. El montaje de sujeción de la reivindicación
1, en el que el perno de tracción engrana con un resorte de
retención (79a-79d) para permitir el giro del perno
de tracción solamente en una dirección.
9. El montaje de sujeción de la reivindicación
2, en el que una parte del extremo distal de la pluralidad de pernos
incluye una acanaladura circunferencial, cada uno de la pluralidad
de pernos está acoplado a la placa de estanqueidad mediante un
pasador en cola de milano, el pasador en cola de milano se extiende
al menos parcialmente dentro de la placa de estanqueidad y se sitúa
de forma que interactúe con la acanaladura circunferencial.
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