ES2394487T3 - Rejilla de separación - Google Patents

Abstract

Una rejilla de separación para un montaje de barras de combustible nuclear, comprendiendo la rejilla deseparación:una pluralidad de celdas sustancialmente cuadradas (1) formadas por una pluralidad de placas planas (3), teniendocada placa una pluralidad de ranuras (8) y una pluralidad de aletas dobladas (4);estando mutuamente dispuestas las placas planas en las ranuras de modo que las placas planas se crucen deforma ortogonal y de modo que cada celda cuadrada (1) tenga dos aletas dobladas (4) para mezclar el refrigeranteque pasa a través de la celda,teniendo cada celda (1) un elemento de separación (5) insertado, teniendo el elemento de separación (5) uncontorno cerrado y estando fabricado presionando una pieza de tubo;teniendo el elemento de separación (5) cuatro lados planos (7) en contacto con las placas planas (3) y teniendolados conformados con salientes (6) dispuestos entre los lados planos para la fijación de una correspondiente barrade combustible (2).

Description

Rejilla de separación

Campo de la invención

La presente invención se refiere a ingeniería nuclear, y se puede usar en estructuras de conjuntos de barras de 5 combustible nuclear para espaciar y fijar las barras de combustible, en particular en conjuntos de barras de combustible en los reactores PWR y BWR, en los que las barras de combustible se disponen en un patrón cuadrado.

Técnica anterior

Para garantizar una separación requerida entre las barras de combustible durante todo el periodo de funcionamiento de un conjunto de barras de combustible se usan rejillas de separación que también fijan las barras de combustible en

10 posiciones presionadas para evitar el desgaste por frotamiento de los materiales de revestimiento de las barras de combustible. Se pueden formar celdas de rejillas de separación, en particular, mediante placas perpendiculares cruzadas o presionando a partir de piezas de tubos y conectándolas entre las mismas y a un reborde circundante por soldeo o soldadura.

Para evitar los flujos cruzados entre los conjuntos de barras de combustible, sus rejillas de separación tienen 15 características hidráulicas parecidas cuando están dispuestas en niveles similares.

Para evitar la conexión de las rejillas de separación de los conjuntos de barras de combustible durante las sobrecargas, sus rebordes están provistos de bordes de entrada.

La rigidez torsional de los tubos de guía depende de la configuración de las celdas en las rejillas de separación.

Los requisitos de ensamblado de las barras de combustible así como la fácil retirada de las barras de combustible

20 durante las reparaciones de un conjunto de barras de combustible conducen a la necesidad de un uso de celdas compatibles. Al mismo tiempo, para garantizar una rigidez torsional preestablecida se requieren celdas rígidas.

Además, se deben prever elementos que realizan la función de mezclar un refrigerante en los diseños de rejillas de separación.

Se conoce una rejilla de separación, que comprende celdas formadas por tiras cruzadas de forma ortogonal, así como

25 dispositivos de giro de flujo de refrigerante (documento USP 5.365.557, G 21 3/322, 15.11.1994). Las tiras de ese diseño tienen recortes conformados que se giran de forma diferente.

Además, se conoce una rejilla de separación que comprende celdas formadas por tiras cruzadas de forma ortogonal que tiene recortes y relieves de separación prensados (documento USP 6.236.702, G 21 3/34, 22.05.2001). Las partes superiores de las placas tienen lengüetas hechas en las mismas, lengüetas que se doblan con el propósito de mezclar

30 un refrigerante.

En cuanto a la esencia técnica y al resultado alcanzado, lo más cercano a la presente invención es una rejilla de separación que comprende celdas diseñadas para insertar barras de combustible y formadas por placas cruzadas de forma ortogonal que tienen aletas dobladas para mezclar un refrigerante en sus extremos situados en la lado de salida del flujo de refrigerante (documento USP 6.526.116, G 21 C 3/322, 25.02.2003). Las placas en el diseño conocido

35 tienen recortes que están doblados y que forman protuberancias de separación.

También se conocen rejillas de separación, por ejemplo, de los documentos US3753855, EP0455847, DE20114248 y US3847736.

Las rejillas de separación conocidas deben tener, por un lado, una rigidez suficiente para incrementar la rigidez del esqueleto de un conjunto completo de barras de combustible, y, por otro lado, las protuberancias de separación, que

40 están formadas por recortes en las placas, deben tener cierta flexibilidad, garantizando un grado necesario de fijación para las barras de combustible.

Justamente estas condiciones se usan para seleccionar el grosor de las placas cruzadas de forma ortogonal, en las que dicho grosor está limitado por un cumplimiento preestablecido de protuberancias de separación. Además, la presencia de una pluralidad de protuberancias y ranuras incrementa la resistencia hidráulica a un flujo de refrigerante.

45 Sumario de la invención

El objetivo de la presente invención es desarrollar y crear una rejilla de separación con características mejoradas.

Debido a la consecución de dicho objetivo es posible obtener efectos técnicos que consisten en el incremento de la rigidez torsional de las celdas y, al mismo tiempo, la reducción del grado de fijación de las barras de combustible en sus celdas así como la reducción de la resistencia hidráulica de la rejilla.

50 Dichos efectos técnicos se pueden lograr debido a que en una rejilla de separación para un montaje de barras de combustible nuclear que comprende:

una pluralidad de celdas sustancialmente cuadradas (1) formadas por una pluralidad de placas planas (3), teniendo cada placa una pluralidad de ranuras (8) y una pluralidad de aletas dobladas (4);

estando mutuamente dispuestas las placas planas en las ranuras de modo que las placas planas se crucen de forma 5 ortogonal y de modo que cada celda cuadrada (1) tenga dos aletas dobladas (4) para mezclar el refrigerante que pasa a través de la celda,

teniendo cada celda (1) un elemento de separación (5) insertado, teniendo el elemento de separación (5) un contorno cerrado y estando fabricado presionando un espacio de un tubo;

teniendo el elemento de separación (5) cuatro lados planos (7) en contacto con las placas planas (3) y teniendo lados

10 conformados con salientes (6) dispuestos entre los lados planos para la fijación de una correspondiente barra de combustible (2).

Una característica de la presente invención consiste en que cada celda está provista de un elemento de separación insertable diseñado para la fijación de la respectiva barra de combustible. En consecuencia, se proporciona una posibilidad para el uso de placas de un grosor mayor, lo que incrementa significativamente su resistencia y,

15 respectivamente, la rigidez de las celdas y, por consiguiente, todo el esqueleto de un conjunto de barras de combustible. Por tanto, la resistencia de las placas y la del material para un elemento de separación insertable se seleccionan para garantizar las condiciones óptimas para su funcionamiento.

Es preferible que se seleccione una longitud de celda en el intervalo de 28 mm a 34 mm, y que se seleccione un tamaño de dicho elemento de separación insertable a lo largo de la longitud de celda en el intervalo de 0,3 a 0,9 de su

20 longitud.

Breve descripción de los dibujos

En los dibujos:

La FIG. 1 muestra un fragmento de una rejilla de separación, que comprende 9 celdas;

La FIG. 2 muestra una vista ampliada de una celda;

25 La FIG. 3 muestra un fragmento de una placa;

La FIG. 4 muestra un fragmento de una placa que es perpendicular a la placa mostrada en la FIG. 3;

La FIG. 5 muestra un nodo de cruzamiento mutuo en recortes de placas que forman celdas.

Descripción de la realización preferida

Una rejilla de separación comprende una pluralidad de celdas 1 destinadas para la inserción de barras de combustible

30 o tubos de guía 2. Las celdas 1 están formadas por placas cruzadas de forma ortogonal 3. Las placas 3 tienen aletas dobladas 4, que están destinadas a mezclar un refrigerante, en sus extremos situadas en el lado de salida de un flujo de refrigerante. Cada celda 1 está provista de un elemente de separación insertable 5, que está diseñado para la fijación de una barra de combustible 2. Dicho elemento de separación insertable 5 tiene protuberancias de separación (porciones cóncavas), que están fabricadas, en particular, como salientes 6. Se selecciona una longitud de dicha celda

35 1 en el intervalo de 28 mm a 34 mm, y el tamaño del elemento de separación insertable a lo largo de la longitud de la celda es de 0,3 a 0,9 de su longitud. Las 1 están formadas por una disposición mutua de placas en ranuras 8. Para ello, la longitud de la placa debe ser de al menos la mitad de su anchura. Las ranuras 8 sobre las placas dispuestas de forma ortogonal están orientadas en sentidos opuestos. El elemento de separación insertable 5 tiene un contorno cerrado sobre su periferia. El elemento de separación insertable está fabricado presionando un espacio de un tubo y

40 conectado a los lados de la celda, por ejemplo, por soldadura. Para ello, el elemento de separación insertable tiene cuatro lados planos 7, entre los que están dispuestas protuberancias de separación (lados conformados) con salientes

6. Cada protuberancia de separación tiene una superficie plana para ponerse en contacto con una correspondiente barra de combustible 2. La rejilla de separación de la presente invención funciona en un conjunto de barras de combustible como sigue. Un refrigerante pasa a través de las celdas 1 y lava las superficies de las barras de

45 combustible dispuestas en las celdas. En el lado de salida de una celda, un refrigerante interacciona con las aletas 4, lo que da como resultado su mezcla y, por consiguiente, la igualación de su temperatura en una sección transversal del montaje de barras de combustible.

La rejilla de separación de la presente invención se puede usar como una rejilla de soporte junto con la rejilla principal. En tal caso, una rejilla de soporte y la rejilla principal redes están abarcadas por un reborde común.

50 La rejilla de separación de la presente invención se puede fabricar por cualquier procedimiento conocido usando tecnología estándar y el equipo no requiere crear herramientas completamente nuevas.

Aplicabilidad industrial

La presente invención es aplicable industrialmente y se puede usar de la forma más beneficiosa en conjuntos de barras de combustible para reactores PWR y BWR con barras de combustible instaladas de acuerdo con un patrón cuadrado. La rejilla de separación de la presente invención se puede fabricar con el uso de cualquier equipo conocido y no requiere una tecnología nueva ni herramientas especiales.

Claims (2)

1. REIVINDICACIONES

   1. Una rejilla de separación para un montaje de barras de combustible nuclear, comprendiendo la rejilla de separación:

   una pluralidad de celdas sustancialmente cuadradas (1) formadas por una pluralidad de placas planas (3), teniendo 5 cada placa una pluralidad de ranuras (8) y una pluralidad de aletas dobladas (4);

   estando mutuamente dispuestas las placas planas en las ranuras de modo que las placas planas se crucen de forma ortogonal y de modo que cada celda cuadrada (1) tenga dos aletas dobladas (4) para mezclar el refrigerante que pasa a través de la celda,

   teniendo cada celda (1) un elemento de separación (5) insertado, teniendo el elemento de separación (5) un 10 contorno cerrado y estando fabricado presionando una pieza de tubo;

   teniendo el elemento de separación (5) cuatro lados planos (7) en contacto con las placas planas (3) y teniendo lados conformados con salientes (6) dispuestos entre los lados planos para la fijación de una correspondiente barra de combustible (2).
2. 2. Una rejilla de acuerdo con la reivindicación 1, en la que una longitud de cada celda (1) está entre 28 y 34 mm.

   15 3. Una rejilla de acuerdo con la reivindicación 1, en la que una longitud del elemento de separación (5) está entre 0,3 y 0,9 de una longitud de cada celda (1).