ES2321777B1 - Aparato para suministrar una herramienta dentro de una bomba de chorro de reactor nuclear sumergida. - Google Patents
Aparato para suministrar una herramienta dentro de una bomba de chorro de reactor nuclear sumergida. Download PDFInfo
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Abstract
Aparato para suministrar una herramienta dentro
de una bomba de chorro de reactor nuclear sumergida.
Un aparato para suministrar una herramienta
(120) dentro de una bomba (326) de chorro de un reactor nuclear
sumergida en una piscina (302) del reactor incluye un chasis (103),
y una unidad de propulsión (108) para controlar el movimiento del
aparato (100) de suministro de herramienta (100) dentro de una
piscina (302) de líquido. Un conjunto (104) guía proporciona el
suministro y la inserción de la herramienta (120) dentro de una
entrada (412) de la bomba de chorro (326) e incluye una parte (118)
de inserción en la tubería. Un controlador (130 )de posición de la
herramienta proporciona el control de la posición vertical de la
herramienta (120) respecto del conjunto (104) guía.
Description
Aparato para suministrar una herramienta dentro
de una bomba de chorro de reactor nuclear sumergida.
Esta solicitud se refiere a la Solicitud de los
Estados Unidos Nº. 11/103,931, expediente de Agente No.
162006-1 presentada el 12 de abril de 2005,
coincidente con la presentación de la presente solicitud.
La presente invención se refiere generalmente a
un aparato para suministrar una herramienta a una tubería
sumergida, y más particularmente a un conjunto para suministrar una
herramienta de inspección dentro de una bomba de chorro sumergida
de reactor nuclear.
Las tuberías, tales como tubos o equipos de
forma cilíndrica, están a menudo sumergidas en una piscina de agua
u otro líquido. A menudo se necesita tener una herramienta de
mantenimiento o una sonda de inspección suministrada dentro de la
tubería sumergida. Por ejemplo, un recipiente a presión de reactor
(RPV) de un reactor de agua hirviendo (BWR) típicamente tiene
tuberías sumergidas que necesitan ser inspeccionadas durante rutinas
de mantenimiento. Las bombas de chorro tubulares huecas que tienen
tuberías internas están dispuestas dentro de un anillo para
proporcionar el flujo de agua requerido del núcleo del reactor. La
bomba de chorro incluye una parte superior, conocida como mezclador
de entrada, y una parte inferior, conocida como difusor. El
mezclador de entrada y el difusor, debido a su gran tamaño, se
forman soldando entre sí una pluralidad de secciones cilíndricas y
cónicas. Específicamente, los extremos respectivos de las secciones
cilíndricas adyacentes están unidos por una soldadura
circunferencial. Durante el funcionamiento del reactor, los
cordones de soldadura circunferencial pueden experimentar
agrietamiento por corrosión bajo tensiones intergranular (IGSCC) y
agrietamiento por corrosión bajo tensiones asistidas por irradiación
(IASCC) en zonas afectadas por el calor de soldadura que puede
reducir la integridad estructural de la bomba de chorro.
Es importante examinar periódicamente las
soldaduras del mezclador de entrada y del difusor de la bomba de
chorro para determinar si se ha producido cualquier agrietamiento.
Aunque se pueden llevar a cabo los exámenes en el anillo o región
entre un refuerzo y una pared de un recipiente de presión, es
probable que estos exámenes sean sólo inspecciones parciales debido
a las limitaciones de acceso en la región anular del reactor.
Igualmente, el examen de las soldaduras de la bomba de chorro es
realizado por una herramienta de inspección posicionada en el
interior del mezclador de entrada de la bomba de chorro y dentro
del difusor de la bomba de chorro. Tal herramienta de inspección
lleva a cabo exámenes ultrasónico y/o de corriente de Foucault de
las soldaduras de bombas de chorro desde el interior del mezclador
de entrada y el difusor de la bomba de chorro en un reactor
nuclear.
Típicamente, el personal operacional situado en
un puente de reabastecimiento de combustible por encima de la
superficie de la piscina manipula las pértigas y otros dispositivos
mecánicos de suspensión para disponer un conducto en el mezclador
de entrada de cada bomba de chorro que hay que inspeccionar. Para
una sola BWR, puede haber hasta 20 bombas de chorro y por lo tanto
se deben fijar y/o volver a emplazar 20 conductos durante la
operación. Una vez que se ha dispuesto el conducto en la entrada de
una entrada de bombas de chorro, el conducto se fija a la entrada
usando otro poste de manipulación. Como la entrada a las bombas de
chorro está sumergida, a menudo hasta 15,24 metros bajo la
superficie de la piscina. La manipulación manual de estos postes y
el conducto es difícil y lleva mucho tiempo. Después de fijar un
conducto a una entrada de bombas de chorro, se coloca un conjunto
de suministro de herramienta mecánica en la piscina. Típicamente,
el sistema de suministro de herramienta se coloca dentro de la
piscina usando un puente-grúa y se transfiere
entonces a un montacargas monorraíl sobre el puente de
aprovisionamiento de combustible. El sistema de suministro de
herramienta se baja a continuación sobre un espárrago o cabeza
superior en la parte superior del recipiente de presión del reactor
abierto RPV. El sistema de suministro de herramienta está colocado
entre dos bombas de chorro adyacentes de manera que la posición se
puede usar para inspeccionarlas ambas sin tener que mover el
sistema de suministro de herramienta. El sistema de suministro de
herramienta está conectado al conducto con un cono de localización
y requiere que uno de los operadores acople el cono, que está
fijado a un brazo flexible sobre la parte inferior del sistema de
suministro de herramienta, con el conducto. El brazo debe ser
manipulado manualmente por el operador desde el puente de
aprovisionamiento de combustible usando una cuerda para bajar el
sistema de suministro de herramienta hasta que es cono se acople
con el conducto.
Después de acoplar el sistema de suministro de
herramienta con el conducto, la herramienta o sonda de inspección
se inserta dentro de cada una de las entradas de conducto y de
bombas de chorro para llevar a cabo la inspección del interior del
conjunto de bombas de chorro. Una vez que se ha inspeccionado la
primera bomba de chorro adyacente, el sistema de suministro de
herramienta se desconecta del primer conducto y se desplaza al
segundo conducto y se repiten las operaciones de fijación,
inserción e inspección. El sistema de suministro de herramienta se
debe separar del espárrago o cabeza superior para las dos primeras
bombas de chorro y ser desplazado manualmente a una posición que
está entre das dos otras bombas de chorro que hay que inspeccionar.
Este procedimiento manual se repite hasta que todas las bombas de
chorro han sido inspeccionadas. A menudo el operador utilizará al
menos una cámara sumergida para ayudar en el movimiento, la
manipulación, la fijación y la separación de los componentes
sumergidos.
En otros sistemas y procedimientos, se puede
situar un conjunto controlador de sonda en el nivel superior de la
sonda fuera del difusor de la bomba de chorro. Tal conjunto
controlador de sonda proporciona movimiento axial a la sonda
insertada usando una bobina receptora y un conjunto de ruedas de
arrastre para subir y bajar la cabeza de sonda. Sin embargo, tales
sistemas son difíciles de disponer y requieren una considerable
implicación del operador y requieren también la colocación manual
sobre cada bomba de chorro. Adicionalmente, como requiere el uso
del puente de aprovisionamiento de combustible, requieren la
coordinación con las operaciones de aprovisionamiento de combustible
y a menudo tienen como resultado un tiempo adicional de
indisponibilidad del reactor.
Igualmente, todos los sistemas y procedimientos
actuales requieren manipulación manual mediante postes para fijar,
desplazar y hacer funcionar las herramientas sumergidas. Estos
procedimientos requieren a menudo mas de un operador. De este modo,
los sistemas y procedimientos actuales para inspeccionar el
interior de una tubería sumergida tal como una bomba de chorro de
reactor nuclear que puede estar sumergida 15,24 metros por debajo
de la superficie de una piscina de agua son difíciles, llevan mucho
tiempo y son costosos. A menudo tales tareas se convierten en un
punto del camino crítico durante un procedimiento de recarga del
reactor nuclear. Como tal, cualquier oportunidad para reducir el
tiempo requerido puede reducir la cantidad de desconexión o parada
del reactor y por tanto proporcionar un ahorro de costes
significativo para el operador del reactor.
Los inventores han tenido éxito en el diseño de
un aparato que se puede situar a distancia para suministrar,
insertar y hacer funcionar una herramienta dentro de una tubería
sumergida. Esto incluye un sistema que se puede colocar dentro de
una piscina de reactor con un soporte mínimo de puente de
aprovisionamiento de combustible y posiblemente sin el mismo.
Igualmente, el sistema puede proporcionar, situar, insertar y hacer
funcionar a distancia una herramienta de inserción dentro de una
bomba de chorro de un reactor nuclear. Las diversas realizaciones
de la invención proporcionan un sistema para inspeccionar tuberías
sumergidas tales como las bombas de chorro de reactor nuclear que
pueden proporcionar un puente de aprovisionamiento de combustible
mínimo o la no-utilización del mismo y menor
personal de operaciones para llevar a cabo el suministro de la
herramienta, y el procedimiento de inspección. Igualmente, el
sistema puede proporcionar una reducción de costes asociada a la
inspección de las bombas de chorro u otras tuberías sumergidas y
una reducción del tiempo de indisponibilidad de un reactor
nuclear.
Según un aspecto de la invención, un aparato
para suministrar una herramienta dentro de una bomba de chorro de
reactor nuclear sumergida en una piscina de reactor incluye un
chasis, y una unidad de propulsión para controlar el movimiento del
aparato de suministro de herramienta dentro de una piscina de
líquido. Un conjunto guía proporciona el suministro y la inserción
de la herramienta dentro de una entrada de la bomba de chorro e
incluye una parte de inserción en la tubería. Un controlador de
posición de la herramienta proporciona el control de la posición
vertical de la herramienta respecto del conjunto guía.
Según otro aspecto de la invención, un aparato
para inspeccionar el interior de una bomba de chorro de reactor
nuclear sumergida en una piscina de reactor incluye un chasis y una
unidad de propulsión para controlar el movimiento del aparato de
suministro de herramienta dentro de una piscina de líquido, La
unidad de propulsión incluye una pluralidad de propulsores
dispuestos alrededor del chasis para controlar la posición
tridimensional y el movimiento del aparato dentro de la piscina.
Una cámara de flotación proporciona una elevación hacia arriba al
aparato dentro de la piscina. Un conjunto guía proporciona el
suministro y la inserción de la herramienta a una entrada de la
bomba de chorro e incluye una parte de inserción en la tubería que
tiene un trinquete guía para enganchar compresivamente una parte de
una entrada. El controlador de posición de herramienta y la
conexión umbilical acoplada a la herramienta. El controlador de
posición de herramienta y el cordón umbilical pueden ser accionados
para controlar la posición vertical de la herramienta respecto del
conjunto guía. Una cámara proporciona la generación de señal de
vídeo que incluye una imagen de un área asociada al aparato. Una
interfaz de comunicación proporciona la transmisión de la señal de
vídeo a una pantalla de visualización y la recepción de señales de
control. La unidad de propulsión es sensible a las señales de
control recibidas.
Según otro aspecto adicional de la invención, un
aparato para suministrar una herramienta dentro de una tubería
sumergida incluye un chasis y una cámara de flotación para
proporcionar una elevación hacia arriba al aparato dentro de la
piscina. Una unidad de propulsión proporciona el control del
movimiento del aparato de suministro de herramienta dentro de una
piscina de líquido e incluye una pluralidad de propulsores
dispuestos alrededor del chasis para controlar la posición
tridimensional y el movimiento del aparato dentro de la piscina. Un
conjunto guía proporciona el suministro y la inserción de la
herramienta en la tubería e incluye una parte de inserción en la
tubería. Un controlador de posición de herramienta proporciona el
control de la posición vertical de la herramienta respecto de la
parte de inserción en la tubería. Una cámara genera una señal de
vídeo que incluye una imagen del área asociada al aparato. Una
interfaz de comunicación transmite la señal de vídeo desde el
aparato a un receptor distante y recibe señales de control. La
unidad de propulsión es sensible a las señales de control
recibidas.
Otros aspectos de la presente invención serán en
parte evidentes y en parte indicados más adelante. Se ha de
entender que diversos aspectos de la invención pueden ser
realizados individualmente o en combinación con otro. Igualmente se
ha de entender que la descripción detallada y los dibujos, aunque
indican algunas realizaciones ejemplares de la invención, están
concebidos únicamente con carácter ilustrativo y no han de
considerarse como limitantes del alcance de la invención.
La figura 1 es una vista lateral en perspectiva
de un conjunto de suministro de herramienta según una realización
ejemplar de la invención.
La figura 2 es una vista lateral de la parte
inferior del conjunto de suministro de herramienta configurado con
una herramienta de inspección ejemplar para el suministro dentro de
una tubería de acuerdo con una realización ejemplar de la
invención.
La figura 3 es una vista en sección, con partes
recortadas, de un recipiente de presión de reactor nuclear de agua
hirviendo parcialmente desensamblado que contiene una tubería de
bombas de chorro sumergida según una realización ejemplar de la
invención.
La figura 4 es una vista en sección de un
conjunto de suministro de herramienta acoplado a una entrada de una
bomba de bombas de chorro de reactor nuclear sumergida según otra
realización de la invención.
La figura 5 es una vista en perspectiva de una
herramienta de inspección desplegada dentro de una vista en sección
transversal de una tubería sumergida de una bomba de chorro según
otra realización ejemplar de la invención.
Los símbolos de referencias iguales indican
elementos o características iguales a lo largo de todos los
dibujos.
La siguiente descripción es de naturaleza
meramente ejemplar y no está de modo alguno destinada a limitar la
invención, sus aplicaciones o sus usos.
Un conjunto de suministro de inspección, según
diversas realizaciones de la invención, incluye un chasis, y una
unidad de propulsión para controlar el movimiento del aparato de
suministro de herramienta dentro de una piscina de líquido. Un
conjunto guía proporciona el suministro y la inserción de la
herramienta dentro de una entrada de la bomba de chorro e incluye
una parte de inserción en la tubería. Un controlador de posición de
herramienta proporciona el control de la posición vertical de la
herramienta respecto del conjunto guía.
Respecto de la figura 1, se representa una
realización ejemplar de un conjunto (100) de suministro de
herramienta de inspección según la invención. En la figura 1, el
conjunto (100) de suministro de herramienta incluye un conjunto
(102) submarino y un conjunto (104) guía. El conjunto (102)
submarino incluye un chasis (103) estructural para soportar los
diversos componentes del conjunto (102) submarino y puede adoptar
cualquier forma o estar compuesto por cualquier material apropiado.
Una empuñadura (105) de elevación o de soporte o miembro de soporte
está formado sobre el chasis (103) o se puede fijar al chasis
(103). La empuñadura (105) de elevación está configurada para
soportar el conjunto (100) de suministro de herramienta cuando no
está dentro de una piscina y para bajar y subir el conjunto (100) de
suministro de herramienta a partir de una piscina.
Un conjunto (106) de flotación proporciona una
elevación ascendente al conjunto (100) de suministro de herramienta
mientras está funcionando en una piscina. El conjunto (106) de
flotación puede incluir una o más cámaras de balasto o componentes
de flotación (no mostrados) tales como un depósito de aire o un
material de flotación como es conocido en la técnica. El conjunto
(106) de flotación puede ser pasivo, tal como con el material de
flotación o un depósito de aire, o puede ser activo, e incluye una
bolsa inflable o un dispositivo similar que proporciona una
elevación ascendente de balasto variable al conjunto (100) de
suministro de herramienta. Uno o más propulsores (108) o unidades
de propulsión pueden propulsar el conjunto (100) de suministro de
herramienta en tres dimensiones dentro de la piscina. Los
propulsores (108) pueden ser de cualquier tipo de unidad de
propulsión capaz de propulsar el conjunto (100) de suministro de
herramienta en al menos una dirección dentro del líquido. A título
de ejemplo, el propulsor (108) puede incluir un motor o un
dispositivo propulsor neumático. En la figura 1, tres propulsores
(108) proporcionan un movimiento vertical y dos propulsores (108)
proporcionan un movimiento lateral, proporcionando el juego el
movimiento tridimensional completo del conjunto (100) de suministro
de herramienta dentro de la piscina. Se pueden proporcionar más o
menos propulsores (108) en otras realizaciones y seguir estando
dentro del alcance de la presente invención. Los propulsores (108)
pueden ser de velocidad única o de velocidad variable para
desplazar y posicionar el conjunto (100) de suministro de
herramienta con la piscina. Tal control se puede hacer a partir de
un sistema informático embarcado o puede ser sensible a órdenes
remotas a partir de un mando a distancia o de un sistema de control
del sistema (no mostrado).
En algunas realizaciones, una o más cámaras
(110) de vídeo están dispuestas sobre el conjunto (102) submarino.
La figura 1 ilustra una cámara (110) a título de ejemplo y no está
destinada a ser limitativa. Una señal de vídeo que contiene una
imagen asociada al conjunto (100) de suministro de herramienta o un
área alrededor del conjunto (100) de suministro de herramienta o el
conjunto (102) submarino se transmite desde el conjunto (102)
submarino a una pantalla de visualización de vídeo situada a
distancia mediante una interfaz (112) de comunicación. Las cámaras
(110) están dispuestas para proporcionar una imagen de vídeo del
conjunto (102) submarino, el conjunto (104) guía, y cualquier objeto
o superficie que esté situado dentro del intervalo de toma de
imágenes de vídeo de las cámaras (110). Las cámaras (110) pueden
ser de cualquier tipo de dispositivo de toma de imágenes de vídeo y
pueden incluir uno con requisitos de muy baja densidad luminosa.
Igualmente, se pueden proporcionar una o más luces (no mostradas)
sobre el conjunto (102) submarino y dispuestas para iluminar los
objetos en el campo de visión de una o más cámaras (110). En otras
realizaciones, otros tipos de sensores o cámaras pueden proporcionar
igualmente tales señales. Estas pueden incluir a título de ejemplo
señales ultrasónicas, infrarrojas o de radar.
En otra realización, se puede incluir un emisor
de posición o localizador (no mostrado) sobre el conjunto (102)
submarino. Cuando se proporciona, el emisor de posición o
localizador puede interactuar con un sistema de posición para
proporcionar una señal de posición que indica la posición del
conjunto (102) submarino dentro de un sistema de coordenadas
predefinido. Tal sistema de coordenadas se puede estar dispuesto
para incluir el entorno operativo para el conjunto submarino. Por
ejemplo, podría incluir la piscina de reactor que contiene bombas
de chorro sumergidas u otras tuberías. En otras realizaciones más,
el conjunto (102) submarino puede incluir otros tipos de sensores de
posición que incluyen, solamente a título de ejemplo, detectores de
distancia, detectores láser, detectores de microondas, detectores
sónicos, detectores de infrarrojos y detectores magnéticos. Cuando
se proporcionan en diversas realizaciones, tales sensores de
posición pueden transmitir una señal de posición a un usuario
distante o sistema o dispositivo operacional distante para ayudar
al desplazamiento, posicionamiento y control del conjunto (100) de
suministro de herramienta.
El conjunto (104) guía está acoplado al conjunto
(102) submarino de manera que el conjunto (102) submarino que se
desplaza dentro del conjunto (104) guía se puede disponer para el
enganche o la colocación de una o más herramientas (120) dentro de
una tubería sumergida. En una realización, el conjunto (102)
submarino incluye un acoplamiento (114) lineal para acoplarse al
conjunto (104) guía. El acoplamiento (114) lineal se puede ajustar o
tener una longitud variable que se puede controlar. El acoplamiento
(114) lineal puede ser una corredera o una unidad de acoplamiento
telescópica con la longitud ajustada por un motor (113) de manera
que la distancia entre el conjunto (102) submarino y el conjunto
(104) guía puede hacer que se posicione el conjunto (104) guía con
una parte (118) de inserción en la tubería alrededor de una tubería
sumergida. El motor (113) o accionador puede ser un motor
eléctrico, o puede ser un accionador por aire o neumático que
proporciona el ajuste de la distancia de acoplamiento en respuesta a
las órdenes recibidas tal como a modo de señal, energía o fuerza de
accionamiento. En algunas realizaciones, el conjunto (104) guía
está acoplado al acoplamiento (114) lineal del conjunto (102)
submarino con un acoplamiento (115) giratorio ajustable, tal como
un anillo de rotación. La parte del acoplamiento (115) giratorio
del acoplamiento (114) lineal puede incluir un motor (117) u otro
tipo de accionador para hacer girar el conjunto (104) guía
alrededor de un eje. Como se muestra, el acoplamiento giratorio
(115) está alrededor de una parte superior del conjunto del
conjunto (104) guía que incluye una cavidad (119) superior que está
configurada para recibir una conexión umbilical (128) conectada a
una o más herramientas (120). La conexión umbilical (128) puede
incluir un cable de soporte o de suspensión, un cable de sensor, un
cable de alimentación eléctrica, un cable aéreo, y/o un cable de
enlace de comunicación. Adicionalmente, una junta flexible o cardan
(123) puede está incluida entre el acoplamiento (114) lineal y el
conjunto (104) guía para proporcionar una manipulación flexible del
conjunto (104) guía respecto del conjunto (102) submarino. Como se
muestra a título de ejemplo en la figura 1, el cardan (123) puede
estar posicionado adyacente a o de una manera relacionada
\hbox{con la parte superior del conjunto (104) guía y/o el
acoplamiento (115) giratorio.}
El conjunto (104) guía incluye una guía (116) de
herramienta que puede ser de cualquier forma o conformación, pero
en la figura 1 se muestra como un cilindro que tiene un primer
extremo fijado al acoplamiento (114) lineal del conjunto (102)
submarino y fijado a un segundo extremo en la parte (118) de
inserción en la tubería del conjunto guía. La guía (116) de
herramienta puede incluir una parte (124) telescópica que
proporciona una longitud vertical variable entre un extremo
proximal cerca del conjunto (102) submarino y un extremo distal del
conjunto (104) guía tal como la parte (118) de inserción en la
tubería. La parte (118) de inserción en la tubería proporciona el
acoplamiento o la disposición del conjunto (104) guía alrededor de
una tubería sumergida e igualmente puede proporcionar la sujeción
de una herramienta (120) en una canal guía mientras la herramienta
(120) está en una posición no-desplegada o
retraída. En tal disposición, la conexión umbilical (128) está
dispuesta con la cavidad (119) del conjunto guía (104) y sale por
un orificio (121) de la cavidad inferior adyacente a o asociado a
la parte (118) de inserción en la tubería.
Como se muestra, la parte (118) de inserción en
la tubería puede incluir un trinquete guía (122) configurado para
acoplarse en la tubería o en una entrada de una tubería en la que
la herramienta (120) ha de suministrarse. El trinquete guía (122)
puede incluir un mecanismo de enganche o acoplamiento tal y como se
describirá con detalle en relación con la figura 2. El conjunto guía
(104) también puede incluir una o más cámaras (126) u otros
sensores que proporcionan una vista de una parte del conjunto guía
(104) y del área alrededor del conjunto guía (104) y
específicamente del trinquete guía. De esta manera, una imagen de
vídeo visionada a distancia puede ayudar en el posicionamiento del
trinquete (122) guía en una tubería o una entrada de tubería y
ayudar en la inserción de la herramienta (120) dentro de la tubería.
Adicionalmente, como se ha apuntado anteriormente, se puede
proporcionar o asociar una luz (no mostrada) a la parte (118) de
inserción en la tubería.
Se muestra una herramienta (120) posicionada en
la guía (116) de herramienta. La herramienta (120) está fijada a la
conexión (128) umbilical que proporciona una variedad de funciones
y capacidades por si misma o en cooperación con un operador, un
sistema de control o partes del conjunto (102) submarino. Por
ejemplo, la herramienta (120) está dispuesta en el canal guía y por
encima del trinquete (122) guía. La conexión (128) umbilical se
acopla a la herramienta (120) y está dentro de la cavidad hueca
(119) de la guía (116) de herramienta y sale por o cerca del
acoplamiento (115) giratorio.
Un controlador (130) de posición de herramienta
puede enganchar la conexión (128) umbilical para desplazar la
herramienta (120) arriba y abajo dentro de la guía (116) de
herramienta e insertar y extraer la herramienta (120) de una
tubería. El controlador (130) de posición de herramienta puede ser
de cualquier tipo o disposición, pero puede incluir, a título de
ejemplo, uno o más rodillos, pinzas estranguladoras, motores,
accionadores, o miembros de polarización, que enganchan las
superficies exteriores de la conexión (128) umbilical para
controlar el despliegue de la conexión (128) umbilical. En una
realización, el controlador (130) de posición de herramienta incluye
dos o más rodillos (131) de arrastre, para enganchar la parte o
superficie exterior de la conexión (128) umbilical. Como se muestra
en la figura 1, a título de ejemplo, se pueden usar cuatro rodillos
(131) de arrastre para enganchar amoviblemente la conexión (128)
umbilical para insertar y extraer la herramienta (120) a partir de
una tubería. La conexión (128) umbilical tiene una longitud
excesiva más allá del conjunto (102) submarino. Se hace funcionar el
controlador (130) de posición de herramienta para extender o
retraer la longitud de la conexión (128) umbilical fijada a la
herramienta (120) y entre el controlador (130) de posición de
herramienta y la herramienta (120), proporcionando de este modo la
inserción y la retirada de la herramienta (120) a y a partir de una
tubería. La conexión (128) umbilical puede incluir un miembro de
fuerza, una o más líneas eléctricas, líneas de comunicación, líneas
de sensores y/o una o más líneas de accionadores (tales como líneas
de presión neumática o hidráulica, a título de ejemplo). Además,
las múltiples conexiones 129 umbilicales pueden acoplarse a más de
una herramienta (120) para bajar herramientas adicionales (120)
dentro de la tubería. Por ejemplo, una segunda conexión (128)
umbilical (no mostrada) y el controlador (130) de posición de
herramienta pueden bajar por separado e independientemente una
segunda herramienta tal como una cámara dentro de la tubería.
En algunas realizaciones, todas las conexiones
(128) umbilicales están encaminadas a través del controlador (130)
de posición de herramienta como se representa en la figura 1. En
otras realizaciones, sólo una parte tal como el miembro de fuerza
de la conexión (128) umbilical se encamina hacia el controlador
(130) de posición de herramienta y a través de la guía (116) de
herramienta mientras otra parte tal como las líneas de controlador
se encamina por separado.
El conjunto (100) de suministro de herramienta
puede incluir también uno o más enlaces (132) de comunicación para
establecer una interfaz con un sistema operacional de suministro de
herramienta (no mostrado). El enlace (132) de comunicación puede
proporcionar cualquier comunicación requerida con el conjunto (100)
de suministro de herramienta y puede incluir señales de control. El
sistema operacional de suministro de herramienta puede ser una o
más unidades de mando a distancia accionadas por un operador o puede
ser un sistema informático configurado y utilizable para guiar y
utilizar una o más características o capacidades del conjunto (100)
de suministro de herramienta (100) y/o la herramienta (120).
En algunas realizaciones de la invención, a
título de ejemplo, un conjunto (100) de suministro de herramienta
para inspeccionar el interior de una bomba de chorro de reactor
nuclear sumergida en una piscina de reactor puede incluir un chasis
y una unidad de propulsión para controlar el movimiento del aparato
de suministro de herramienta dentro de una piscina de líquido. La
unidad de propulsión incluye una pluralidad de propulsores
dispuestos alrededor del chasis para controlar la posición
tridimensional y el movimiento del aparato dentro de la piscina.
Una cámara de flotación proporciona una elevación ascendente sobre
el aparato dentro de la piscina. Un conjunto guía proporciona el
suministro y la inserción de la herramienta en una entrada de la
bomba de chorro e incluye una parte de inserción en la tubería que
tiene un trinquete guía para enganchar compresivamente una parte de
una entrada. Un controlador de posición de herramienta proporciona
el control de una conexión umbilical acoplada a la herramienta. El
controlador de posición de herramienta y la conexión umbilical se
pueden utilizar para controlar la posición vertical de la
herramienta respecto del conjunto guía. Una cámara proporciona la
generación de una señal de vídeo que incluye una imagen de un área
asociada al aparato. Una interfaz de comunicación proporciona la
transmisión de la señal de vídeo a una pantalla de visualización y
recibir señales de control. La unidad de propulsión es sensible a
las señales de control recibidas.
En otra realización ejemplar, el conjunto (100)
de suministro de herramienta puede incluir un chasis y una cámara
de flotación para proporcionar una elevación ascendente sobre el
aparato dentro de la piscina. Una unidad de propulsión proporciona
el control del movimiento del aparato de suministro de herramienta
dentro de una piscina de líquido e incluye una pluralidad de
propulsores dispuestos alrededor del chasis para controlar la
posición tridimensional y el movimiento del aparato dentro de la
piscina. Un conjunto guía proporciona el suministro y la inserción
de la herramienta en la tubería e incluye una parte de inserción en
la tubería. Un controlador de posición de herramienta proporciona
el control de la posición vertical de la herramienta respecto de la
parte de inserción en la tubería. Una cámara genera una señal de
vídeo que incluye una imagen de un área asociada al aparato. Una
interfaz de comunicación transmite la señal de vídeo desde el
aparato a un recepto distante y recibe las señales de control. La
unidad de propulsión es sensible a las señales de control
recibidas.
Haciendo referencia ahora a la figura 2, una
vista más cercana al conjunto (104) guía ilustra la parte (124)
telescópica situada a lo largo del conjunto (104) guía, y mostrada
a título de ejemplo, a lo largo de una parte de guía (116) de
herramienta. Un anillo de (125) de calibrado para un sensor situado
sobre la herramienta (120) puede también estar incluido para
calibrar el sensor mientras el conjunto (100) de suministro de
herramienta está sumergido. Como se muestra, la herramienta (120)
puede estar retraída dentro de la tubería del conjunto (104) guía a
través de una cavidad u orificio (121) en o cerca de la parte
superior de la parte (118) de inserción de la guía. La herramienta
(120) está retraída hasta que un sensor sobre la herramienta (120)
se sitúa dentro del anillo (125) de calibrado. De esta manera, los
sensores situados sobre la herramienta (125) se pueden calibrar
mientras que el conjunto (100) de suministro de herramienta está
sumergida dentro de la piscina en lugar de tener que retirar el
conjunto (100) de suministro de herramienta de la piscina con el
fin de calibrar los sensores.
Una cámara (126) guía puede también ser incluida
en el conjunto (104) guía y se puede disponer para proporcionar una
imagen del extremo de la parte (118) de inserción en la tubería, el
trinquete (122) guía, y objetos cercanos a la misma. La herramienta
(120) está dispuesta en un canal (202) guía de herramienta y puede
estar retenida, en algunas realizaciones, por un retenedor (204),
tal como un rodillo, a título de ejemplo. Tal retenedor (204) puede
también ayudar a retener la conexión (128) umbilical cuando la
herramienta (120) está insertada en un tubería. El trinquete (122)
guía (122) está situado en el extremo de la parte (118) de
inserción en la tubería e incluye uno o más miembros de enganche
(206) y uno o más miembros (208) de enganche en oposición. Entre
dos miembros de enganche (206) y (208) y Se forma un hueco (206) se
configura para contener uno o más tipos de formas de entradas,
tuberías o superficies de tubería. En particular, el trinquete (122)
guía, los miembros de enganche (206) y (206), y el canal (202) guía
están configurados para posicionar la herramienta (120) para su
inserción dentro de la tubería como se indica generalmente mediante
una flecha como la trayectoria (212).
Un accionador (210) de enclavamiento engancha
uno o ambos miembros de enganche (206), (208) de tal manera que uno
o ambos se mueven juntos y fijan un objeto o una superficie en el
hueco (207). En la práctica, los miembros de enganche (206), (208)
y el accionador (210) de enclavamiento están dimensionados y
dispuestos para acoplarse a la tubería, a un borde de la boca de la
tubería, o a una entrada de la tubería, según se requiera o se
desee para suministrar la herramienta (120) dentro de la tubería
sumergida. Por ejemplo, en una realización, el accionador (210) de
enclavamiento es un accionador de cilindro neumático que recibe
presión de aire desde una fuente externa. En otras realizaciones,
el accionador (210) de enclavamiento puede ser un motor o un
dispositivo similar para cerrar el hueco (207) de manera que los
miembros (206), (208) de enganche se acoplan compresivamente a un
accesorio de la tubería. Cuando está accionado, el accionador (210)
de enclavamiento comprime el miembro (208) de enganche opuesto
hacia el miembro (206) de enganche para fijarlo sobre un labio o
borde de una entrada de bomba de chorro dispuesta dentro del hueco
(207). Una vez fijado sobre el labio o borde, la parte (118) de
inserción en la tubería se posiciona para insertar la herramienta
(120) dentro de la tubería a lo largo de la trayectoria (212).
Durante el funcionamiento de algunas
realizaciones de un conjunto (100) de suministro de herramienta, un
operador coloca un dispositivo de elevación y transporte portátil
que contiene el conjunto (100) de suministro de herramienta por
encima de una piscina que contiene una tubería. El operador baja el
conjunto (100) de suministro de tubería usando la empuñadura de
elevación (105) dentro de la piscina y activa el conjunto (100) de
suministro de herramienta para su funcionamiento a distancia. El
operador utiliza un sistema operacional o de operador situado a
distancia que transmite ordenes de control o acciones de control
similares o señales al conjunto (100) de suministro de herramienta.
En respuesta a las órdenes recibidas, el conjunto (100) de
suministro de herramienta se mueve dentro de la piscina controlando
la cantidad de empuje o fuerza aplicada al líquido por los
propulsores (108), y cuando está disponible, controlar la cantidad
de balasto proporcionado por el conjunto (106) de flotación. El
conjunto (100) de suministro de herramienta está dispuesto con la
ayuda de señales de posición y/o una imagen de vídeo del conjunto
(100) de suministro de herramienta y objetos en las cercanías del
mismo. El sistema operacional o de operador mueve el conjunto de
suministro de herramienta a una posición tal que el trinquete (122)
guía se disponga para acoplarse al borde de una tubería o una
entrada. Los propulsores (108), el acoplamiento (114) lineales
ajustables y/o el acoplamiento giratorio (115) están controlados
para disponer el trinquete (122) guía en una posición apropiada de
enclavamiento e inserción de la herramienta.
Una vez que el trinquete (122) guía se acopla o
se fija sobre la tubería o entrada, el conjunto (100) de suministro
de herramienta se fija parcialmente en posición dentro de la
piscina. En tal caso, el conjunto (102) submarino (102) puede ser
maniobrado para ser adyacente a un objeto estable o fijo en la
piscina sumergida si se desea. La herramienta (120) se inserta
entonces dentro de la tubería desplegando o retrayendo la conexión
(128) umbilical controlando el controlador (130) de posición de
herramienta. Una vez que la herramienta (120) ha sido insertada
como se requiere, el controlador (130) de posición de herramienta
retira la conexión (128) umbilical y la herramienta (120) de la
tubería en respuesta a las ordenes recibidas. El trinquete (122)
guía se libera a continuación de la tubería o entrada y el conjunto
(100) de suministro de herramienta se mueve hacia otra tubería
cuando es necesario por señales de control a distancia. El sensor
sobre la herramienta (120) se puede calibrar o recalibrar usando el
anillo (125) de calibrado durante el procedimiento de
transferencia. Cuando se ha distribuido la herramienta a todos las
tuberías dentro de la piscina, el operador dispone el conjunto
(100) de suministro de herramienta en una posición y extrae o
retira el conjunto (100) de suministro de herramienta de la piscina
elevando el conjunto (100) de suministro de herramienta usando un
dispositivo elevador portátil.
Como se observa, el conjunto (100) de suministro
de herramienta y sus diversos accesorios se pueden dimensionar y
configurar para suministrar una variedad de herramientas (120) a
diversos tipos diferentes de tuberías sumergidas. A título de
realización ejemplar, en referencia a la figura 3, un reactor (304)
incluye un recipiente de presión de reactor (RPV) (306) que tiene
una piscina (302) de líquido, tal como agua en su interior. El
reactor nuclear (304) tiene uno o más tuberías en los cuales se
distribuye una herramienta (120) de inspección. Por motivos de
claridad únicamente, la figura 3 ilustra una vista en corte, con
partes separadas, del recipiente de presión del reactor nuclear
(RPV) (306), Típicamente, durante su funcionamiento el RPV (306)
incluye artículos adicionales que incluyen varillas de combustible y
de control y una tapa. La figura 3 ilustra el RPV (306) durante un
procedimiento de mantenimiento tal como un procedimiento de
aprovisionamiento de combustible sobre el reactor nuclear (304).
Igualmente, algunos componentes han sido retirados y no se
muestran. Sin embargo, está es una situación típica en la que una
herramienta (120) de inspección debe ser distribuida a una tubería
sumergida tal como una bomba de chorro para inspeccionar las
soldaduras interiores.
El RPV (306) tiene una forma generalmente
cilíndrica y está cerrado en un extremo por una cabeza inferior
(308) y en su otro extremo por una cabeza superior amovible
(mostrada quitada). Una pared lateral (310) se extiende desde la
cabeza inferior (308) a un reborde superior (312). Un refuerzo (314)
de núcleo de forma cilíndrica rodea un núcleo (316) de reactor. El
refuerzo (314) está soportado en un extremo por un soporte (318) de
refuerzo e incluye una cabeza (no mostrada) de refuerzo amovible en
el otro extremo. Un anillo (320) está formado entre el refuerzo
(314) y la pared lateral (310). Una cubierta (322) de bombas que
tiene una forma anular, se extiende entre el soporte (318) de
refuerzo y la pared (310) lateral. La cubierta (322) de bombas
incluye una pluralidad de aberturas (324) circulares; alojando cada
abertura un conjunto (326) de bombas de chorro (se muestra solo una
en la figura 3 por motivos de claridad). Los conjuntos (326) de
bombas de chorro están circunferencialmente distribuidos alrededor
del refuerzo (314) de núcleo.
Durante el funcionamiento del reactor (304), se
genera calor dentro del núcleo (316) que incluye conjuntos
combustibles o material susceptible de fisión (no mostrado). Los
conjuntos combustibles están alineados por una placa (330) de
núcleo situada en la base del núcleo (316). El agua circula a través
del núcleo (316) y la placa (330) de núcleo y se convierte al menos
en parte en vapor. El vapor sale del RPV (306) a través de una
salida (328) de vapor cerca de la parte superior del RPV (306).
Como la figura 3 ilustra el RPV (306) durante un
procedimiento de mantenimiento, se puede disponer un operador a lo
largo de una pasarela, plataforma o puente de aprovisionamiento de
combustible, o preferiblemente el suelo (332) de aprovisionamiento
de combustible y puede accionar un sistema (336) de control de
suministro de herramienta. El sistema (336) de control de
suministro de herramienta puede incluir una pantalla de
visualización, una palanca de mando, un volante, un ratón, un
teclado, un dispositivo de entrada vocal u otro tipo de dispositivo
de entrada de operador (no mostrado) para recibir una entrada desde
un operador. Para ayudar en este procedimiento, una pantalla (334)
de visualización puede proporcionar al operador una imagen generada
por una o más cámaras (110) u otros sensores asociados al conjunto
(100) de suministro de herramienta. El sistema de control (336)
genera órdenes de control en forma de señales de control que son
comunicadas al conjunto (100) de suministro de herramienta mediante
el enlace (132) de comunicación. A modo de ejemplo, el enlace (132)
de comunicación se muestra como un enlace por cable, pero puede ser
cualquier tipo de enlace de comunicación tal como inalámbrico. El
sistema (336) de control puede ser cualquier tipo de sistema
informático o dispositivo de control a distancia configurado para
recibir la entrada de operador y generar las señales de control. El
sistema (336) de control puede incluir instrucciones ejecutables
por ordenador que incluye el software, para controlar
automáticamente una o más operaciones del conjunto (100) de
suministro de herramienta, sólo, o como resultado de la entrada de
un operador.
En funcionamiento, durante el aprovisionamiento
de combustible del reactor (304) un operador dispone un dispositivo
(335) portátil de elevación y transporte que contiene el conjunto
(100) de suministro de herramienta a lo largo del suelo (332) de
aprovisionamiento de combustible u otra plataforma o estructura por
encima de la piscina (302) que contiene la tubería en la cual la
herramienta (120) ha de ser distribuida. El dispositivo (335) de
transporte puede tener un conjunto (338) de brazo elevador que
puede incluir un motor(340) de elevación que controla la
posición vertical del conjunto (100) de suministro de herramienta
mediante un cale (342) de soporte fijado. El cable (342) de soporte
está fijado al sistema (100) de suministro de herramienta por un
enlace permanente o separable (no mostrado) fijado a la empuñadura
(105) de elevación.
El conjunto (100) de suministro de herramienta
se baja dentro de la piscina (302) que, como se muestra, puede
estar dentro del RPV (306). El operador introduce ordenes o
entradas dentro del sistema (336) de control para desplazar el
sistema (100) de suministro de herramienta alrededor de la piscina
(302). Como lo entenderán los expertos en la técnica, la figura 3 no
está necesariamente a escala y, en consecuencia, la dimensión del
conjunto (100) de suministro de herramienta comparada con la del
RPV (306) o los componentes del mismo puede variar en otras
realizaciones o ejecuciones.
En funcionamiento, el conjunto (100) de
suministro de herramienta es propulsado por los propulsores (108)
junto con el conjunto (106) de flotación dentro del RPV (306) y se
baja a una distancia D1. La distancia D1 es la distancia vertical
desde la parte superior de la piscina (302) hasta la situación
entre la pared lateral (310) y el refuerzo (314) que contiene el
conjunto (326) de bombas de chorro. El conjunto (100) de suministro
de herramienta, en respuesta a las señales de control, se dispone
de tal manera que el conjunto (104) guía queda situado dentro del
anillo (320) que contiene los conjuntos (326) de bombas de chorro y
el trinquete (122) guía está cerca o adyacente a la entrada (412).
El trinquete (122) guía está fijado a la entrada (412) de bombas de
chorro por la activación del accionador (210) de enclavamiento de
tal manera que los miembros de enganche (206), (208) enganchan
compresivamente una parte de la entrada (412) posicionada dentro del
hueco. La herramienta (120), tal como una sonda o herramienta de
inspección (120) que se mantiene en posición con el canal (202)
guía se inserta dentro de la bomba de chorro (406) activando el
controlador (130) de posición vertical de la herramienta sobre el
conjunto (100) de suministro de herramienta. El controlador de
(130) posición vertical de la herramienta puede incluir un
controlador eléctrico o neumático y una disposición de rodillo (131)
de arrastre que controla la posición vertical y el movimiento de la
conexión (128) umbilical para elevar y bajar la herramienta (120).
La herramienta (120) se baja típicamente dentro de la tubería tal
como la bomba de chorro (406) y está típicamente bajada a la
posición inicialmente más baja. El sistema de control u operador
(336) activa la herramienta (120) tal como la sonda de inspección.
El controlador (130) de posición vertical de herramienta ajusta la
posición vertical de la herramienta (120) y puede indexar
verticalmente la herramienta (120) de tal manera que la herramienta
(120) se mueve desde la posición más baja hasta la posición
superior con la bomba de chorro (406). De esta manera, la
herramienta (120) puede estar dispuesta para vigilar o detectar las
partes deseadas de la tubería.
Después de la conclusión de la operación de la
herramienta (120) dentro de la tubería, la herramienta (120) se
desactiva y el controlador (130) de posición vertical de
herramienta extrae la herramienta (120) de la entrada (412)
retirando la conexión (128) umbilical hasta que se vuelve a
posicionar la herramienta (120) dentro de la guía (202) de
herramienta de la parte (118) de inserción en la tubería. En este
momento, el trinquete (122) guía se desactiva para separarse de la
superficie de la tubería encerrada. En este momento, la herramienta
(120) puede, además, ser retirada en la tubería del conjunto (104)
guía de tal manera que un sensor de herramienta está alineado
respecto del canillo de calibrado (125). El operador puede utilizar
los sensores sobre la herramienta para calibrar el sensor sin tener
que retirar el conjunto (100) de suministro de herramienta de la
piscina (302). Una vez separado, el conjunto (100) de suministro de
herramienta se desplaza a otra tubería o bomba de chorro (406) por
señales de control a través del control operacional de uno o más
propulsores (108). El conjunto de suministro de herramienta (100) se
posiciona entonces para otra fijación en la tubería y el
procedimiento se repite hasta que todos las tuberías o bombas de
chorro (406) hayan sido inspeccionadas o se les haya distribuido la
herramienta (120) como se requiere. Una vez que la herramienta
(120) ha sido distribuida a todas las tuberías dentro de la piscina
(302), el conjunto (100) de suministro de herramienta es maniobrado
hacia la superficie de la piscina (302) donde un operador puede
fijar el cable (342) de soporte a la empuñadura (105) de soporte o
elevación. El operador utiliza entonces el dispositivo elevador
portátil para elevar el conjunto (100) de suministro de herramienta
desde la piscina (302) para volver a colocarlo en otra posición o
piscina (302).
Como es evidente para los expertos en la
técnica, el conjunto (100) de suministro de herramienta puede
también estar configurado para suministrar más de una herramienta o
dispositivo de inspección. Por ejemplo, además de suministrar una
herramienta (120), una cámara u otro elemento separado de detección
también puede ser insertado y controlado independientemente de la
sonda (120).
La figura 4 es una vista en perspectiva, con
partes separadas, de un conjunto (326) de bombas de chorro de la
bomba de chorro (406a) con un conjunto (100) de suministro de
herramienta acoplada. Como se muestra, el trinquete (122) guía está
acoplado a la entrada (412) de aspiración y el conjunto (100) de
suministro de herramienta está fijo temporalmente, al menos en
parte, en una posición dentro de la piscina (302) respecto de la
entrada (412).
Igualmente a lo indicado anteriormente, la
figura 4 no está necesariamente a escala y, en consecuencia, la
dimensión del conjunto (100) de suministro de herramienta comparado
con la del RPV (306), la bomba de chorro (406) o los componentes
del miso puede variar en otras realizaciones. Por ejemplo, en una
realización, el conjunto (100) de suministro de herramienta es
aproximadamente una cuarta parte de la dimensión de la bomba de
chorro (406). Una boquilla de entrada (402) se extiende a través de
la pared lateral (310) del RPV (306) y está acoplada a un conjunto
(326) de bombas de chorro. El conjunto (326) de bombas de chorro
incluye un tubo de columna ascendente (404) que se extiende entre y
sustancialmente en paralelo al refuerzo (314) y la pared lateral
(310).
El tubo de columna ascendente (404) está
acoplado a dos bombas de chorro (406a) y (406b) por un conjunto
(408) de transición. Cada bomba de chorro (406) incluye una boquilla
(410) de bombas de chorro, una entrada (412) de aspiración, un
mezclador (414) de entrada y un difusor (416). La boquilla (410) de
bombas de chorro está posicionada en la entrada (412) de aspiración
que está situada en un primer extremo del mezclador (414) de
entrada. El difusor (416) está acoplado a un segundo extremo del
mezclador (414) de entrada por una junta deslizante (418). Debido a
su gran tamaño, tanto el mezclador (414) de entrada como el difusor
(416) están formados por múltiples secciones cilíndricas. Las
uniones (420) de soldadura circunferenciales unen entre sí las
secciones cilíndricas.
Como se ha mencionado anteriormente, el conjunto
(100) de suministro de herramienta está controlado por un operador
o un sistema de control (336) controlando el funcionamiento de uno
o más propulsores (108) para desplazar o mantener la posición del
conjunto (100) de suministro de herramienta dentro de la piscina
(302). El conjunto (100) de suministro de herramienta se mueve y se
dispone alrededor de la boquilla (410) de bombas de chorro de una de
las bombas de chorro (406) (mostrada como bomba de chorro (406a))
de tal manera que el trinquete (122) guía quede dispuesto para
enganchar un labio o borde de la entrada (412). Una vez así
dispuesto, el trinquete (122) guía se activa para fijarse o
acoplarse a la entrada (412) como se muestra. A partir de esta
posición, la herramienta (120) se puede insertar en el interior de
la bomba de chorro (406) como se describe anteriormente. Una vez
que se ha distribuido la herramienta (120) a la bomba de chorro
(406a) como se requiere, el conjunto (100) de suministro de
herramienta controla la posición vertical de la herramienta dentro
de la tubería. Adicionalmente, el conjunto (100) de suministro de
herramienta también puede proporcionar señales de control,
potencia, asistencia, etc, a la herramienta (120) a través de la
conexión (128) umbilical. Después de la retirada de la herramienta
(120) de la entrada (412) utilizando el controlador (130) de
posición, el trinquete (122) guía libera la fijación de la entrada
(412) y el conjunto (100) de suministro de herramienta se mueve a
una posición alrededor de otra entrada (412) de bombas de chorro,
tal como la bomba de chorro (406b).
Después de la fijación a la entrada (412), el
conjunto (100) de suministro de herramienta se puede mover
flexiblemente alrededor del cardan (123), el acoplamiento (115)
giratorio y el acoplamiento (114) lineal, para situar el conjunto
(102) submarino en o adyacentemente al creando (314). De esta
manera, el conjunto (100) de suministro de herramienta puede
conseguir una estabilización adicional durante la operación de
inserción y extracción de la herramienta (120) del mezclador (414)
de bombas de chorro. En otras realizaciones, el conjunto (102)
submarino también puede incluir uno o más accionadores (no
mostrados) que pueden permitir que el conjunto (102) submarino se
ajuste a las diversas distancias entre el refuerzo (314) y la pared
lateral (310) y entre el conjunto submarino (102) y la entrada
(412). Éstos pueden ser adicionales al acoplamiento (115) giratorio
y al acoplamiento (114) lineal. Por ejemplo, un accionador de bola
(no mostrado) se puede disponer en uno de los dos lados del
conjunto (102) submarino. Cada accionador puede tener una
pluralidad de transferencias de bola (no mostradas), una por encima
y una por debajo del centro de gravedad del conjunto (102). Las
transferencias de bola permiten que el conjunto (102) submarino se
traslade vertical y horizontalmente a lo largo de una superficie de
pared tal como el refuerzo (314) sin afectar a la distancia entre
el trinquete (122) guía y la pared. Los accionadores pueden también
permitir que el operador o el sistema de control (336) posicione el
trinquete (122) guía en una posición para acoplarse a la entrada
(412).
En referencia a la figura 5, se muestra una
realización de una herramienta (120) dispuesta dentro del mezclador
(414) de entrada de bombas de chorro. Como se muestra, la
herramienta (120) incluye un cuerpo (502) que está suspendido
dentro de una parte interior cilíndrica del mezclador (414) de
entrada por la conexión (128) umbilical. Como se ha mencionado
anteriormente, el mezclador (414) de entrada de bombas de chorro
está compuesto por dos secciones (414A) y (414B) acopladas. Las dos
secciones (414A) y (414B) del mezclador de entrada de bombas de
chorro están acopladas por una unión de soldadura (420)
circunferencial La herramienta (120) incluye, en este ejemplo, una
pluralidad de brazos (504) que se extienden hacia fuera desde el
cuerpo (502) y que tienen sensores (506) fijados a los extremos. La
herramienta (120) se desplaza verticalmente dentro del mezclador de
entrada (414) hacia diversas posiciones para situar los sensores
(506) para detectar una o más características de las uniones de
soldadura (420). Además, la herramienta (120) de inspección puede
incluir también una prestación giratoria para los brazos (504)
giratorios y los sensores (506) radialmente dentro del mezclador
(414) de entrada. De esta manera, toda la soldadura (420)
circunferencial se puede detectar o inspeccionar por los sensores
(506). Se puede controlar una o más operaciones de la herramienta
(120) de inspección mediante el conjunto (100) de suministro de
herramienta a partir del cual la herramienta (120) se ha insertado
dentro del mezclador (414) de entrada.
Se han descrito las descripciones anteriores del
conjunto (100) de suministro de herramienta y el recipiente de
presión de reactor (RPV) (306) son las bombas de chorro sumergidas
(406). En funcionamiento, el conjunto de suministro de herramienta
(100) descrito en la presente memoria descriptiva puede
proporcionar mejoras significativas en el mantenimiento operacional
de las tuberías sumergidas tal como la bomba (406) de chorro de
reactor nuclear. El conjunto (100) de suministro de herramienta se
puede colocar dentro de la piscina (302) que contiene una
pluralidad de tuberías sumergidas que hay que inspeccionar. Por
ejemplo, una instalación de energía nuclear puede contener una
pluralidad de recipientes (306) de presión de reactor, teniendo cada
uno una pluralidad de bombas (406) de chorro para las cuales se
requiere la inspección de las soldaduras interiores. En tal caso,
una vez que el conjunto (100) de suministro de herramienta se
coloca dentro de la piscina (302), un operador o un sistema
operacional puede ejecutar los controles o las ordenes para
maniobrar a distancia el conjunto (100) de suministro de herramienta
en tres dimensiones con la piscina (302) para de este modo disponer
el trinquete (122) guía del conjunto (100) de suministro de
herramienta (100) alrededor de la entrada (412) de bombas de
chorro. Una vez que el trinquete (122) guía se fija a la entrada
(412), el operador o el sistema operacional puede utilizar el
conjunto (100) de suministro de herramienta para insertar y
controlar el funcionamiento de la herramienta (120) de inspección
dentro de la bomba (406) de chorro. Después de la conclusión de la
inspección, la herramienta (120) se retira del conjunto (100) de
suministro de herramienta y el trinquete (122) guía se desacopla de
la entrada (412). El conjunto (100) de suministro de herramienta se
vuelve a situar después como se requiere con la piscina (302).
Generalmente, se requerirán únicamente manipulaciones manuales
adicionales mínimas del conjunto (100) de suministro de herramienta
hasta que se desee la retirada del conjunto (100) de suministro de
herramienta o hasta que se haya distribuido la herramienta (120) en
el interior de todas las tuberías sumergidas.
Cuando se describen los elementos o
características de la presente invención o las realizaciones de la
misma, los artículos "un" "una", "el","la" y
"dicho", "dicha" están destinados a significar que hay uno
o más de los elementos o características. Los términos
"comprende", "incluye", y "tiene" están destinados a
ser inclusivos y significan que puede haber elementos o
características adicionales más allá de los específicamente
descritos.
Los expertos en la técnica reconocerán que se
pueden hacer diversos cambios en las realizaciones ejemplares y en
las ejecuciones descritas anteriormente sin salirse del alcance de
la invención. En consecuencia, todo lo contenido en la presente
descripción o mostrado en los dibujos anexos debe interpretarse con
carácter ilustrativo y no limitativo.
- 100
- Conjunto de suministro de herramienta
- 102
- Conjunto submarino
- 103
- Chasis
- 104
- Conjunto guía
- 105
- Empuñadura/soporte de elevación
- 106
- Conjunto de flotación
- 108
- Propulsor/unidad de propulsión
- 110
- Cámara de vídeo
- 112
- Interfaz de comunicación
- 113
- Motor para accionamiento lineal del brazo
- 114
- Acoplamiento lineal
- 115
- Acoplamiento giratorio
- 116
- Guía de herramienta
- 117
- Motor para accionamiento giratorio
- 118
- Parte de inserción en la tubería
- 119
- Entrada de la cavidad
- 120
- Herramienta
- 121
- Orificio de la cavidad
- 122
- Trinquete guía
- 123
- Cardan
- 124
- Parte telescópica
- 125
- Anillo de calibrado
- 126
- Cámara guía
- 128
- Conexión umbilical de soporte
- 130
- Controlador de posición
- 131
- Rodillo de arrastre
- 132
- Enlace de comunicación
\vskip1.000000\baselineskip
- 202
- Canal guía de herramienta
- 204
- Retenedor
- 206
- Miembro de enganche
- 207
- Hueco o cavidad
- 208
- Miembro de enganche en oposición
- 210
- Accionador de enclavamiento
- 212
- Trayectoria
\vskip1.000000\baselineskip
- 302
- Piscina
- 304
- Reactor
- 306
- Recipiente de presión de reactor
- 308
- Cabeza inferior
- 310
- Pared lateral
- 312
- Reborde
- 314
- Refuerzo
- 316
- Núcleo de reactor
- 318
- Soporte de refuerzo
- 320
- Anillo
- 322
- Bancada de bombas
- 324
- Abertura circular
- 326
- Conjunto de bombas de chorro
- 328
- Salida de vapor
- 330
- Placa de núcleo
- 332
- Puente de reabastecimiento de combustible
- 334
- Pantalla de visualización
- 335
- Dispositivo de elevación portátil
- 336
- Sistema de control
- 338
- Conjunto de brazo elevador
- 340
- Motor de elevación
- 342
- Cable de soporte
\vskip1.000000\baselineskip
- 402
- Boquilla de entrada
- 404
- Tubo columna ascendente
- 406
- Bomba de chorro
- 408
- Conjunto de transición
- 410
- Boquilla de bombas
- 412
- Entrada de aspiración
- 414
- Mezclador de entrada
- 414A-B
- Secciones acopladas del mezclador de entrada
- 416
- Difusor
- 418
- Junta deslizante
- 420
- Unión de soldadura
\vskip1.000000\baselineskip
- 502
- Cuerpo
- 504
- Brazo
- 506
- Sensor
Claims (10)
1. Aparato (100) para suministrar una
herramienta (120) dentro de una bomba (326) de chorro de reactor
nuclear sumergida en una piscina (302) de líquido,
caracterizado porque comprende:
\bullet un chasis (103);
\bullet una unidad de propulsión (108) para
controlar el movimiento del aparato (100) de suministro de
herramienta dentro de la piscina (302) de líquido;
\bullet un conjunto (104) guía para el
suministro y la inserción de la herramienta (120) dentro de una
entrada (412) de la bomba de chorro (326), incluyendo dicho
conjunto (104) guía una parte (118) de inserción en la tubería;
y
\bullet un controlador (130) de posición de
herramienta para controlar la posición vertical de la herramienta
(120) respecto del conjunto (104) guía.
2. El aparato según la reivindicación 1,
caracterizado porque comprende, además, una cámara (126)
para generar una señal de vídeo que incluye una imagen de un área
asociada al aparato (100); y una interfaz de comunicación (112)
para transmitir la señal de vídeo a un receptor distante.
3. El aparato según la reivindicación 2
caracterizado porque comprende, además, un sistema de
control de suministro de herramienta para controlar una operación
del aparato (100) de suministro de herramienta, incluyendo dicho
sistema de control una pantalla de visualización para que el
operador visualice una imagen generada por una cámara (126) situada
sobre el aparato (100) de suministro de herramienta, una interfaz
de operador para recibir entradas de un operador y generar señales
de control para controlar una operación del aparato (100) de
suministro de herramienta, y una interfaz (112) de comunicación para
comunicar con un aparato (100) de suministro de herramienta sobre
un enlace (132) de comunicación, donde la interfaz (112) de
comunicación está configurada para recibir las señales de control,
siendo dicho aparato (100) sensible a dichas señales de control
recibi-
das.
das.
4. El aparato según la reivindicación 1,
caracterizado porque la unidad de propulsión (108) incluye
una pluralidad de propulsores (108) dispuestos alrededor del chasis
(103) para controlar la posición tridimensional y el movimiento del
aparato (100) dentro de la piscina (302) de líquido.
5. El aparato según la reivindicación 1,
caracterizado porque comprende, además, una conexión (128)
umbilical que se puede fijar a la herramienta (120), incluyendo
dicho controlador (130) de posición de herramienta un controlador
de cable para controlar el movimiento lineal de la conexión
umbilical (128).
6. El aparato según la reivindicación 1,
caracterizado porque la parte (118) de inserción en la
tubería incluye un trinquete (122) guía, incluyendo el trinquete
(122) guía dos miembros (206), (208) de enganche opuestos y móviles
para recibir una parte de la entrada (412) de la bomba de chorro
(326) entre los dos y un accionador (210) de enclavamiento para
desplazar al menos uno de los miembros (206) de enganche respecto
del miembro (208) de enganche opuesto para enganchar
compresivamente la parte (412) de entrada entre los dos.
7. El aparato según la reivindicación 6,
caracterizado porque el conjunto (104) guía incluye una
cámara (126) para generar una señal de vídeo asociada a un área que
incluye la parte de trinquete (122) guía de la parte (118) de
inserción en la tubería.
8. El aparato según la reivindicación 1,
caracterizado porque comprende, además:
un brazo (114) guía lineal para acoplar el
conjunto guía (104) al chasis (103), incluyendo dicho brazo (114)
guía lineal una parte ajustable lineal y un motor (113) para
extender y retraer la parte ajustable lineal;
un acoplador (115) giratorio para acoplar el
conjunto (104) guía al brazo (114) guía lineal;
un motor (117) para ajustar la posición radial
del conjunto (104) guía respecto del chasis (103); y
un cardan (123) para proporcionar un enlace
flexible entre el brazo (114) guía lineal y el conjunto (104)
guía
donde el conjunto (104) guía de la tubería
incluye un canal (202) guía de herramienta y una tubería (119) para
retener la herramienta (120) cuando está en una posición retraída y
donde dicho conjunto (104) guía incluye una unidad (125) de
calibrado para calibrar un sensor (506) asociado a la herramienta
(120).
9. El aparato según la reivindicación 1,
caracterizado porque comprende, además, un dispositivo (335)
elevador portátil configurado para acoplarse al aparato (100) de
suministro de herramienta, estando dicho dispositivo (335) elevador
configurado para controlar un cable (342) de soporte fijable al
aparato (100) de suministro de herramienta para retener el aparato
(100) de suministro de herramienta cuando transporta el dispositivo
(100) de suministro de herramienta y bajar el aparato (100) de
suministro de herramienta dentro de la piscina (302) de
líqui-
do.
do.
10. El aparato según la reivindicación 1,
caracterizado porque comprende, además, una cámara de
flotación (106) para proporcionar una elevación ascendente al
aparato (100) dentro de la piscina (302) de líquido.
Applications Claiming Priority (2)
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| EC2A | Search report published |
Date of ref document: 20090610 Kind code of ref document: A1 |
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| FG2A | Definitive protection |
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| FA2A | Application withdrawn |
Effective date: 20101018 |