ES2367215T3 - Elemento de combustible para un reactor de agua ligera. - Google Patents

Abstract

Elemento de combustible para un reactor de agua ligera con múltiples barras de combustible que son guiadas en múltiples separadores (4) axialmente distanciados entre sí, cada uno de los cuales forma una rejilla construida de puentes (14, 16) con múltiples celdas (6) que están dispuestas en líneas (10) y columnas (8), y en el que un borde lateral (16) de un separador (4) presenta una escotadura (40) en la zona de una celda (6) que se ha practicado tras sufrir un daño, y en la celda (6) se ha insertado un casquillo de reparación (20) con una superficie exterior que penetra en la escotadura (40), caracterizado porque la superficie exterior del casquillo de reparación (20) se extiende de forma enrasada con la superficie exterior no dañada del separador (4).

Description

La presente invención se refiere a un elemento de combustible para un reactor de agua ligera tal como se conoce, por ejemplo, por el documento DE 36 32 153 C2.

La construcción básica de un elemento de combustible está descrita a título de ejemplo para un reactor nuclear de agua a presión en la figura 13. En un elemento de combustible de este tipo múltiples barras de combustible 2 son guiadas en la dirección de la barra (axialmente) paralelamente entre sí por varios separadores 4 que están dispuestos axialmente distanciados entre sí, constituyendo cada uno de ellos una rejilla bidimensional con múltiples celdas 6 que están dispuestas en columnas 8 y filas 10. Además de las barras de combustible 2, a través de las celdas 6 de esta rejilla, en posiciones seleccionadas, son guiados también tubos de apoyo que no contienen ningún combustible y están dispuestos para alojar barras de control (los denominados tubos de guiado de barra de control 12). Además también puede haber tubos de apoyo que asimismo no contienen ningún combustible y sólo sirven para aumentar la estabilidad (tubos de instrumentación o tubos de estructura; en el elemento de combustible 1 mostrado a título de ejemplo no están dispuestos ni tubos de instrumentación, ni tubos de estructura). A diferencia de las barras de combustible, estos tubos de apoyo están soldados en las celdas 6 con los separadores 4 o unidos fijamente de modo similar, de manera que su efecto estabilizador queda asegurado a lo largo de toda la vida útil del elemento de combustible 1.

Los separadores 4 están construidos a partir de puentes interiores 14 que se cruzan y presentan en sus bordes laterales puentes laterales o exteriores 16. Tanto durante el funcionamiento como también durante la manipulación de los elementos combustibles, los separadores 4 pueden ser dañados en casos muy raros de tal manera que los puentes laterales o exteriores 16 quedan seccionados por completo o parcialmente debido al desgaste por fricción o al engancharse durante la manipulación.

Para poder seguir utilizando el combustible contenido en las barras de combustible y que no se ha quemado todavía sin tener que desmontar por completo el elemento de combustible, se conoce por el documento DE 36 32 153 C2, para aquellos casos en los que el separador está dañado en una esquina, la colocación de un casquillo de reparación sobre el eje o la celda que se encuentra en esta esquina de manera que dicho casquillo queda alineado con la celda. Este casquillo de reparación que se fija mediante dos muelles de ballesta que recubren los puentes interiores de esta celda y encajan en conformaciones que sobresalen hacia el interior de la celda y sirven como pestañas de apoyo rígidas, de manera que el casquillo de reparación queda fijado por encima de la celda.

Según este concepto conocido se restablece ciertamente un apoyo seguro de la barra guiada a través del casquillo, sea una barra de combustible o un barra falsa o vacía, pero después de insertar el casquillo de reparación la barra se apoya al exterior de los planos de los separadores que son determinados por los cantos superior e inferior de las superficies de los puentes. Además, la solución conocida tampoco mejora el apoyo de los elementos combustibles entre sí, ni tampoco su manipulación.

Asimismo se conocen casquillos de reparación para elementos combustibles por el documento FR 2 633 436 A.

La invención tiene como objetivo dar a conocer un elemento de combustible dotado de un casquillo de reparación para un reactor de agua ligera, en el que no solamente se ha mejorado el apoyo de las barras, sino también la manipulación y el apoyo de los elementos combustibles entre sí.

El objetivo indicado se consigue, de acuerdo con la invención, con un elemento de combustible que presenta las características de la reivindicación 1. Según estas características, un puente lateral de un separador presenta en la zona de una celda una escotadura practicada tras sufrir un daño, estando introducido en la celda un casquillo de reparación con una superficie exterior que penetra en la escotadura y se extiende de forma enrasada con la superficie exterior no dañada del separador. Debido a esta medida, se restablece con el casquillo de reparación el contorno exterior del separador, de manera que el elemento de combustible reparado presenta las mismas propiedades que un elemento de combustible no dañado en cuanto a su manipulación, como también en cuanto a su apoyo con respecto a otros elementos combustibles.

Realizaciones ventajosas de la invención se indicarán en las reivindicaciones dependientes.

Para explicaciones más detalladas de la invención, se hace referencia a los ejemplos de realización mostrados en los dibujos. Éstos muestran:

Figura 1a, b

sendas representaciones en perspectiva de una primera realización de un casquillo de reparación, según la invención, en diferentes posiciones de giro;

Figura 2a, b

sendas representaciones en perspectiva del casquillo de reparación mostrado en las figuras 1a, b en su estado montado;

Figura 3

otra realización de un casquillo de reparación, según la invención, asimismo en una representación

en perspectiva;

Figura 4

el casquillo de reparación de la figura 3 montada en un separador;

Figura 5

una tercera realización de un casquillo de reparación, según la invención;

Figura 6

el casquillo de reparación de la figura 5 en su estado montado;

Figura 7

una cuarta realización de un casquillo de reparación, según la invención;

Figura 8

el casquillo de reparación mostrada en la figura 7, en su estado montado;

Figura 9

otra variante de un casquillo de reparación, según la invención, que está adecuada para su

inserción en una celda que no está situada en una esquina de un separador;

Figura 10

el casquillo de reparación de la figura 9 en su estado montado;

Figura 11a, b

una realización simplificada de un casquillo de reparación, según la invención, que está adecuado

para su inserción en una celda esquinera con muelle de retención intacto;

Figura 12

el casquillo de reparación de las figuras 11a, b en su estado montado;

Figura 13

un elemento de combustible de un reactor nuclear de agua a presión en una representación

esquemática y en perspectiva.

Según el ejemplo de realización de las figuras 1a, b, un casquillo de reparación 20 destinado a ser insertado en una celda en una esquina de un separador consta de un cuerpo base 22 esencialmente con forma de cilindro hueco que está dotado en su perímetro exterior de un puente axial o saliente radial 24 que se extiende en su dirección longitudinal 23 y sobresale radialmente. En sus flancos frontales 26 axialmente opuestos el saliente 24 está dotado de un bisel. La superficie exterior 27 del saliente 24 es plana y está adaptada a la superficie o al contorno exterior del separador no dañado.

El casquillo de reparación 20 presenta, además, en su perímetro cuatro escotaduras 28 que se extienden en dirección longitudinal, es decir en paralelo a un eje central axial 23, y que están dispuestas en relación a esta dirección longitudinal 23 a una distancia angular de 90º una de la otra en el perímetro exterior del cuerpo base 22 en forma de cilindro hueco. En función de la construcción del separador a fortalecer la posición angular exacta y el número de escotaduras pueden variar.

A una distancia angular de 90º están dispuestas en el perímetro exterior del cuerpo base 22 dos lengüetas elásticas

o de apriete 30 a modo de clip que se extienden asimismo en dirección longitudinal y están distanciadas del cuerpo base 22 por una hendidura 29 y presentan en su extremo libre un apéndice 32 dirigido hacia el interior y dotado de un bisel de introducción 31, y cuya distancia angular con respecto al puente 24 es de 135º siempre referido al eje central axial 23. En la cara interior de esta lengüeta de apriete 30 está dispuesto además una pestaña de retención

34.

La lengüeta de apriete 30 está conformada en el cuerpo base 22 a través de un hombro 36 que constituye al mismo tiempo una superficie de tope axial 37 para un puente interior introducido en la hendidura 29.

En las figuras 2a y b se muestra el casquillo de reparación 20 en su estado montado, en el que está insertada en una celda 6 dispuesta en una esquina (celda esquinera) del separador 4 (celda esquinera). En la figura 2a se aprecia que los puentes laterales 16 del separador 4 están dotados en una esquina de una escotadura definida 40 cuya extensión está adaptada a la anchura del saliente 24. El saliente 24 llena esta escotadura 40 y restablece el contorno exterior achaflanado original de la superficie exterior del separador 4 en la zona de la esquina. En la figura 2b se puede apreciar, además, que las lengüetas de apriete 30 recubren los puentes interiores 14 pertenecientes a la celda esquinera y confieren al casquillo de reparación 20 y, de esta manera, a la barra 41 introducida en la misma junto con los muelles de retención 42 que han permanecido en los puentes laterales 16 un apoyo elástico en la celda esquinera. Las pestañas de retención 34 dispuestas en las lengüetas de apriete 30 (figura 1a) se enganchan en una abertura 43 dispuesta o practicada posteriormente en los puentes interiores, de manera que el casquillo de reparación 20 queda asegurado axialmente (en dirección longitudinal) por la pestaña de retención 34 y la superficie de tope 37 que está formada en el hombro 36 de la lengüeta de apriete 30 adyacente al canto superior de los puentes interiores 14.

En el ejemplo de realización de un casquillo de reparación 20, según la figura 3, se prevé un saliente ensanchado 24 que presenta tres superficies exteriores planas 27, 27a, 27b que reconstruyen el contorno de los puentes laterales 16 del separador 4 en toda la superficie exterior de la celda esquinera, tal como se aprecia en la figura 4. Según este ejemplo de realización, en una esquina defectuosa del separador, los puentes laterales 16 han sido removidos por completo partiendo siempre de la esquina hasta el próximo puente interior. Dicho de otro modo: La escotadura 40 se extiende de la esquina hasta el próximo puente interior 14.

En los ejemplos de realización, según las figuras 5 y 6, la lengüeta de apriete 30 está adaptada a la altura de los puentes interiores 14 de tal manera que el saliente 31 dispuesto en su extremo libre recubre el canto inferior del correspondiente puente interior 14 y fija de esta manera el casquillo de reparación 20 axialmente junto con la superficie de tope 37 formada por el hombro 36, tal como so aprecia en la figura 6.

En el ejemplo de realización, según las figuras 7 y 8, el casquillo de reparación 20 está dotado en uno de sus extremos de un saliente 44 que recubre el canto inferior del puente interior 14 cuando el casquillo de reparación 20 está introducido en la celda esquinera y, de este modo, proporciona asimismo una fijación axial del casquillo de reparación 20 conjuntamente con la superficie de tope 37 formada por la lengüeta de apriete elástica 30.

En los ejemplos de realización, según las figuras 9 y 10, el casquillo de reparación está dotado de un saliente 24 que está dispuesto en un ángulo de 90º con respecto a una de las lengüetas de apriete 30 y está destinado a reparar el puente lateral 16 en una zona al exterior de una esquina. También en este caso, se dota el puente lateral 16 de una escotadura 40 que elimina el lugar dañado y que está adaptada a la anchura del saliente 24.

Cada uno de los casquillos de reparación mostrados en las figuras 1 – 10 están dotados de dos lengüetas de apriete que recubren los puentes interiores de una celda que se cruzan. Alternativamente también es posible prever una sola lengüeta de apriete que penetra diagonalmente en una celda adyacente, cuando el casquillo de reparación está montado, y se apoya allí en las caras interiores de los puentes interiores.

En la realización, según las figuras 11a, b y 12, el casquillo de reparación 20 comprende dos anillos de guía 46 axialmente distanciados que están unidos entre sí a través del saliente 24 en forma de puente. Según esta realización, el casquillo de reparación 20 está destinado a reparar una celda esquinera con los muelles de retención 42 intactos. La fijación del casquillo de reparación 20 en la celda esquinera se lleva a cabo, según este ejemplo de realización, exclusivamente por la unión de fricción con la barra 41 que es guiada al pasar por el casquillo de reparación y apoyada de forma radialmente elástica en la celda esquinera exclusivamente por los muelles de retención 42 que se encuentran aún intactos en los puentes laterales.

Claims (7)

1. REIVINDICACIONES

   1.

   Elemento de combustible para un reactor de agua ligera con múltiples barras de combustible que son guiadas en múltiples separadores (4) axialmente distanciados entre sí, cada uno de los cuales forma una rejilla construida de puentes (14, 16) con múltiples celdas (6) que están dispuestas en líneas (10) y columnas (8), y en el que un borde lateral (16) de un separador (4) presenta una escotadura (40) en la zona de una celda (6) que se ha practicado tras sufrir un daño, y en la celda (6) se ha insertado un casquillo de reparación (20) con una superficie exterior que penetra en la escotadura (40), caracterizado porque la superficie exterior del casquillo de reparación (20) se extiende de forma enrasada con la superficie exterior no dañada del separador (4).

2. 2.

   Elemento de combustible, según la reivindicación 1, en el que el casquillo de reparación (20) presenta en su perímetro exterior un saliente radial (24) que se extiende en su dirección longitudinal y que penetra en la escotadura (40).

3. 3.

   Elemento de combustible, según la reivindicación 1 ó 2, en el que el casquillo de reparación (20) presenta, como mínimo, una pestaña de retención (34) que recubre un canto de un borde interior (14) no dañado.

4. 4.

   Elemento de combustible, según la reivindicación 3, en el que el canto está formado por una abertura (43) que se encuentra en el puente interior (14).

5. 5.

   Elemento de combustible, según la reivindicación 3, en el que el canto está formado por el canto inferior del borde interior (14).

6. 6.

   Elemento de combustible, según una de las reivindicaciones anteriores, en el que el casquillo de reparación (20) sobresale por encima del canto superior y del canto inferior de la celda (6).

7. 7.

   Elemento de combustible, según una de las reivindicaciones anteriores, en el que el casquillo de reparación (20) presenta al menos una lengüeta de apriete (30) dispuesta en su perímetro exterior y que se extiende en dirección longitudinal, la cual es colocada sobre un puente interior (14) fijando el casquillo de reparación (20) en la celda (6).