ES2560608T3

ES2560608T3 - Conjunto de combustible nuclear para reactor de agua en ebullición con resorte de tipo manguito engatillable

Info

Publication number: ES2560608T3
Application number: ES11729326.6T
Authority: ES
Inventors: Klaus Kurzer; Erhard Friedrich; Dirk Blavius; Bernd Block
Original assignee: Areva NP SAS
Current assignee: Areva NP SAS
Priority date: 2010-07-06
Filing date: 2011-07-06
Publication date: 2016-02-22
Anticipated expiration: 2031-07-06
Also published as: EP2591474B1; TW201234388A; JP2013531798A; US20130163712A1; WO2012004305A2; EP2591474A2; EP2405443A1; CN103052994A; KR20130092552A; WO2012004305A3; CN103052994B; US9715946B2; JP5917506B2

Abstract

Un conjunto de combustible nuclear (1) para un reactor de agua en ebullición que comprende una base (2) dotada de una carcasa (30) en su interior, una cabeza (3), y un haz (4) de varillas de combustible de longitud completa (9) y varillas de combustible de longitud parcial (11), extendiéndose dicho haz (4) hacia arriba y longitudinalmente desde la base (2) hasta la cabeza (3), comprendiendo el conjunto de combustible nuclear (1) al menos una abrazadera (33) dispuesta para retener longitudinalmente un tapón inferior (13) de una varilla de combustible de longitud parcial (11) del haz (4) con respecto a la base (2), en el que la abrazadera (33) es una pieza adicional montada en la base (2), en el que la abrazadera (33) está ensamblada a la base (2) mediante engrane mecánico de medios de ensamblaje complementarios, y caracterizado porque la abrazadera (33) está incrustada en la carcasa (30) provista en la base (2).

Description

DESCRIPCION

Conjunto de combustible nuclear para reactor de agua en ebullicion con resorte de tipo manguito engatillable.

5 [0001] La presente invencion se refiere a un conjunto de combustible nuclear para un reactor de agua en

ebullicion una base, una cabeza, y un haz de varillas de combustible de longitud completa y varillas de combustible de longitud parcial, extendiendose dicho haz hacia arriba y longitudinalmente desde la base hasta la cabeza, comprendiendo el conjunto de combustible nuclear al menos una abrazadera para retener longitudinalmente un extremo inferior de una varilla de combustible de longitud parcial con respecto a la base.

10

[0002] En un conjunto de combustible nuclear para un reactor de agua en ebullicion (BWR en la siguiente memoria descriptiva), las varillas de combustible de longitud completa (FLFR en la siguiente memoria descriptiva) estan alojadas entre la base y la cabeza del conjunto de combustible con un pequeno espacio longitudinal que permite que las FLFR se expandan en su direccion longitudinal durante el funcionamiento del reactor nuclear.

15

[0003] Habitualmente, los extremos superiores de las FLFR estan retenidos por la cabeza del conjunto de combustible nuclear.

[0004] Las varillas de combustible de longitud parcial (PLFR en la siguiente memoria descriptiva) se usan en 20 BWR por razones de estabilidad termohidraulica y moderacion de neutrones.

[0005] Las PLFR se extienden hacia arriba desde la base del conjunto de combustible y se detienen a una distancia de la cabeza del conjunto de combustible. Habitualmente, la longitud de las PLFR esta comprendida entre el 25% y el 75% de la longitud de las FLFR.

25

[0006] Las varillas de combustible estan posicionadas y sostenidas longitudinal y transversalmente por una pluralidad de rejillas separadoras separadas a lo largo de las varillas de combustible. Estas rejillas separadoras permiten movimiento de deslizamiento local y limitado de las varillas de combustible en las rejillas separadoras para adaptarse a la expansion de las varillas de combustible bajo irradiacion.

30

[0007] No obstante, en condiciones de funcionamiento especlficas, la fuerza de sosten longitudinal aplicada por las rejillas separadoras al haz de varillas de combustible puede no ser suficiente para impedir un desplazamiento longitudinal significativo de las PLFR.

35 [0008] Por consiguiente, para impedir que las PLFR se separen verticalmente durante el funcionamiento del

reactor nuclear, las PLFR estan habitualmente sujetas a la base del conjunto de combustible (vease por ejemplo el documento DE20105913U)

[0009] El documento US-2008/0101528 desvela un conjunto de combustible en el que los extremos inferiores 40 de las PLFR estan sujetos a la base mediante abrazaderas que constituyen una pieza con la base.

[0010] Sin embargo, dicha disposicion requiere maquinado especlfico para conseguir tolerancias adecuadas para las abrazaderas. Por lo tanto, aunque dicha disposicion es satisfactoria, sigue siendo deseable simplificar su diseno y abaratar su precio.

45

[0011] Un objetivo de la invencion es, por lo tanto, proporcionar un conjunto de combustible que reduce el riesgo de separacion vertical de las PLFR durante el funcionamiento del reactor nuclear y que causa menores costes.

50 [0012] Con este fin, la invencion se refiere a un conjunto de combustible segun la reivindicacion 1.

[0013] Segun realizaciones especlficas, el conjunto de combustible puede comprender una o mas de las

caracterlsticas de las reivindicaciones 2 a 13

55 [0014] La invencion y sus ventajas se entenderan mejor tras la lectura de la siguiente descripcion, dada

solamente a modo de ejemplo y con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

- la figura 1 es una vista en perspectiva esquematica de un conjunto de combustible nuclear para BWR;

- la figura 2 es una vista de seccion transversal parcial que ilustra abrazaderas para conectar PLFR a la base de un conjunto de combustible nuclear para BWR segun una primera realizacion;

- las figuras 3 y 4 son vistas en perspectiva esquematicas de las abrazaderas de la figura 2;

5

- la figura 5 es una vista en perspectiva esquematica de una abrazadera segun una segunda realizacion; y

- las figuras 6 y 7 son vistas de seccion transversal parcial esquematicas que ilustran la conexion entre las PLFR y la base de un conjunto de combustible nuclear para BWR segun, respectivamente, una tercera realizacion y un

10 ejemplo adicional, no siendo el ejemplo adicional parte de la invencion.

[0015] La figura 1 muestra un conjunto de combustible nuclear 1 para un reactor de agua en ebullicion (BWR). Este conjunto de combustible 1 se extiende a lo largo de una direccion longitudinal vertical L. Dicho conjunto de combustible 1 esta disenado para ser colocado en un nucleo de un reactor nuclear donde el refrigerante fluye

15 hacia arriba durante el funcionamiento del reactor nuclear.

[0016] El conjunto de combustible 1 convencionalmente comprende:

- una base 2 disenada para descansar sobre una placa inferior del nucleo,

20

- una cabeza 3,

- un haz 4 de varillas de combustible, extendiendose dicho haz 4 longitudinalmente entre la base 2 y la cabeza 3,

25 - un canal de agua 5 colocado dentro del haz 4 y que conecta la base 2 a la cabeza 3,

- una pluralidad de rejillas separadoras 6 separadas a lo largo de la direccion longitudinal L y que sostienen el haz 4 longitudinal y transversalmente,

30 - un canal de combustible 7 que rodea al haz 4 y a la base 2 y fijado a la cabeza 3.

[0017] En la figura 1 solamente se muestra una parte del canal de combustible 7.

[0018] El haz 4 comprende varillas de combustible de longitud completa (FLFR) 9 y varillas de combustible de

35 longitud parcial (PLFR) 11 no mostradas en la figura 1.

[0019] En la realizacion desvelada, el conjunto de combustible 1 comprende 20 PLFR 11 y 92 FLFR 9. Sin embargo, estos numeros pueden cambiar de una realizacion a otra.

40 [0020] Cada FLFR 9 y PLFR 11 comprende un revestimiento que contiene pastillas de combustible nuclear y

cerrado mediante tapones superior e inferior.

[0021] Las FLFR 9 son retenidas a traves de sus extremos superiores por la cabeza 3 de manera

convencional, por ejemplo mediante una rejilla con agujeros que reciben clavijas provistas en los tapones superiores

45 de las FLFR 9.

[0022] Las FLFR 9 se extienden hacia abajo desde la cabeza 3 hasta la base 2 mientras mantienen un espacio longitudinal entre los extremos inferiores de las FLFR 9 y la base 2 para permitir la expansion longitudinal de las FLFR 9 durante el funcionamiento del reactor nuclear.

50

[0023] Las PLFR 11 son mas cortas que las FLFR 9. Se extienden hacia arriba desde la base 2 y se detienen a una distancia de la cabeza 3. En algunas realizaciones, las PLFR 11 dentro del conjunto de combustible 1 pueden tener diferentes longitudes.

55 [0024] Tal como se muestra en la figura 2, el tapon inferior 13 de cada PLFR 11 comprende un vastago 15,

extendido hacia abajo por una parte convergente 18. Un resalte 20 esta provisto en el tapon inferior 13 en la union entre el vastago 15 y la parte convergente 18. En la union entre el vastago 15 y la parte convergente 18, el diametro de la parte convergente 18 es mayor que el diametro del vastago 15. En la realizacion desvelada, el vastago 15 es cillndrico y la parte convergente 18 es sustancialmente conica.

[0025] La base 2 incluye un filtro de colmataje. Este filtro de colmataje tiene, por ejemplo, un primer conjunto de barras transversales paralelas y un segundo conjunto de barras transversales paralelas 27. Las barras 27 del segundo conjunto de barras paralelas se extienden, por ejemplo, perpendiculares con respecto a las barras del

5 primer conjunto de barras. En las figuras, solamente se muestra una barra 27 del filtro de colmataje.

[0026] Carcasas 30, que tienen un eje longitudinal B, estan provistas en las barras 27. Cada carcasa 30 recibe una abrazadera 33. Cada abrazadera 33 esta ensamblada a la base 2 mediante engrane mecanico de medios de ensamblaje complementarios. Los medios de ensamblaje complementarios comprenden primeros medios de

10 ensamblaje, adaptados para retener a la abrazadera 33 contra un desplazamiento hacia arriba con respecto a la base 2 y segundos medios de ensamblaje, adaptados para retener a la abrazadera 33 contra un desplazamiento hacia abajo con respecto a la base 2. Los primeros y segundos medios de ensamblaje permiten un espacio libre axial funcional de la abrazadera 33 con respecto a la base 2, para permitir la instalacion de la abrazadera 33 en la base 2 durante la fabricacion.

15

[0027] Cada abrazadera 33 recibe el tapon inferior 13 de una PLFR respectiva 11 y esta adaptada para retener longitudinalmente la PLFR respectiva 11 sobre la base 2, para impedir su desprendimiento de la base 2.

[0028] Todas las carcasas 30 y las abrazaderas respectivas 33 que reciben tienen formas generalmente 20 similares. Solamente una carcasa 30, la abrazadera respectiva 30 y su relacion con la PLFR respectiva 11 se

desvelan en lo sucesivo con respecto a las figuras 2 a 7.

[0029] Las figuras 2 a 4 muestran una primera realization, donde el tapon inferior 13 de la PLFR 11 es libre para moverse longitudinalmente entre una position sentada (parte izquierda de la figura 2), en la que esta soportado

25 longitudinalmente por medios de soporte provistos en la abrazadera 33 y una posicion separada (parte derecha de la figura 2), en la que esta retenida longitudinalmente mediante medios de retention provistos en la abrazadera 33.

[0030] En la posicion sentada, los medios de soporte impiden que la PLFR 11 se mueva adicionalmente hacia abajo, por ejemplo bajo el efecto de la gravedad.

30

[0031] En la posicion separada, los medios de retencion impiden que la PLFR 11 se mueva adicionalmente hacia arriba, por ejemplo bajo el efecto del flujo de refrigerante, y por lo tanto que se desprenda de la base 2.

[0032] En el conjunto de combustible nuclear 1, la PLFR 11 es libre para moverse hacia arriba desde la

35 posicion sentada hasta la posicion separada o hacia abajo desde la posicion separada hasta la posicion sentada.

Durante el funcionamiento normal del reactor nuclear, la PLFR 11 esta en la posicion separada, debido al flujo de refrigerante a traves del conjunto de combustible nuclear 1.

[0033] Aunque las posiciones sentada y separada de la PLFR 11 se muestran, respectivamente, en las 40 partes izquierda y derecha de la figura 2 con respecto a la primera realizacion, las caracterlsticas mencionadas

anteriormente pueden aplicarse a todas las demas realizaciones.

[0034] En la primera realizacion, la abrazadera 33 esta incrustada en la carcasa 30. La carcasa 30 es un

agujero pasante, que se extiende desde una superficie superior 36 de la base 2, por ejemplo una superficie superior

45 36 de la barra respectiva 27 hasta una superficie inferior 39 de la base 2, por ejemplo una superficie inferior de la barra 27. Los bordes del agujero pasante superior e inferior 42, 44 estan formados, respectivamente, en las intersecciones de la carcasa 30 con las superficies superior e inferior 36, 39 de la base 2. El tapon inferior 13 de la PLFR 11 no sobresale por debajo de la superficie inferior 39 de la base 2.

50 [0035] En la primera realizacion, la carcasa 30 es un agujero pasante escalonado. Esta comprende,

comenzando desde la superficie inferior 39 de la base 2:

- una primera, una segunda y una tercera section de carcasa 45, 46, 47, por ejemplo secciones cillndricas de diametro creciente,

55

- una cuarta seccion de carcasa 48, por ejemplo una seccion cillndrica que tiene un diametro que es menor que el de la tercera seccion de carcasa 47, y

- una quinta seccion de carcasa 49, por ejemplo una seccion cillndrica que tiene un diametro que es mayor que el

diametro de la cuarta seccion de carcasa 48.

[0036] Una superficie superior de la tercera seccion de carcasa 47 forma una superficie de tope 51. La superficie de tope 51 se extiende en un plano que es perpendicular al eje longitudinal B de la carcasa 30.

5

[0037] Una superficie inferior de la quinta seccion de carcasa 49 forma una superficie de soporte superior 53.

[0038] Una superficie inferior de la segunda seccion de carcasa 46 forma una superficie de soporte inferior 55.

10

[0039] Las superficies de soporte superior e inferior 53, 55 son sustancialmente perpendiculares al eje longitudinal B de la carcasa 30 y paralelos a la superficie de tope 51.

[0040] La abrazadera 33 segun la primera realizacion se muestra con mas detalle en las figuras 3 y 4. Esta 15 comprende un cuerpo hueco 58, por ejemplo de seccion transversal circular, que tiene un eje longitudinal A. El

cuerpo 58 esta recibido en la segunda y tercera secciones de carcasa 46, 47 de la carcasa 30. El diametro externo del cuerpo 58 es menor que o igual al diametro de la segunda seccion de carcasa 46. El cuerpo 58 es rlgido. El diametro interno del cuerpo 58 es mayor que el diametro del vastago 15 del tapon inferior 13.

20 [0041] En esta realizacion, los medios de soporte, adaptados para prevenir un desplazamiento hacia abajo

del tapon inferior 13 de la PLFR 11 desde su posicion sentada, comprenden lenguetas de soporte 61. Cada lengueta de soporte 61 comprende un extremo libre 62 que se extiende hacia dentro desde un borde inferior 63 del cuerpo 58 hacia el eje longitudinal A del cuerpo 58. Las lenguetas de soporte 61 estan separadas angularmente alrededor del eje longitudinal A de la abrazadera 33.

25

[0042] Las lenguetas de soporte 61 tienen una forma flexionada y comprenden primera y segunda partes 65, 67, conectadas por medio de una doblez 69. La primera parte 65 tiene un extremo superior 71 sujeto al borde inferior 63 del cuerpo 58. La primera parte 65 se extiende hacia abajo con respecto al borde inferior 63 y hacia dentro con respecto a una superficie periferica externa 66 del cuerpo 58. La segunda parte 67 se extiende hacia arriba y hacia

30 dentro con respecto a la doblez 69. El extremo de la segunda parte 67 es el extremo libre 62.

[0043] En esta realizacion, cada lengueta de soporte 61 esta hecha de una pieza. Las lenguetas de soporte 61 son rlgidas. En particular, no ceden bajo el peso de la PLFR 11.

35 [0044] Los extremos libres 62 forman conjuntamente una circunferencia discontinua que delimita

parcialmente una abertura 75, adaptada para permitir que una punta de la parte convergente 18 de la PLFR 11 pase a traves de dicha abertura 75 y sobresalga por debajo de dichos extremos libres 62 en la posicion sentada de la PLFR 11. El diametro de la abertura 75 es intermedio entre los diametros mas pequeno y mas grande de la parte convergente 18. Por lo tanto, los extremos libres 62 contactan con la parte convergente 18 de la PLFR respectiva 11 40 en la posicion sentada. Estos estan adaptados para soportar longitudinalmente conjuntamente la PLFR 11 en la posicion sentada.

[0045] El diametro de la abertura 75 es menor que el diametro de la primera seccion de carcasa 45. La abertura 75 formada por los extremos libres 62 esta separada longitudinalmente de la superficie inferior 39 de la

45 base 2 para impedir que el tapon inferior 13 tapone la primera seccion de carcasa 45 de la carcasa 30.

[0046] La abrazadera 33 puede comprender, por ejemplo, cuatro lenguetas de soporte 61, por ejemplo separadas regularmente alrededor del eje longitudinal A de la abrazadera 33.

50 [0047] Tal como se muestra en la figura 2, una superficie inferior 77 de la doblez 69 esta apoyada sobre la

superficie de soporte inferior 55 provista en la carcasa 30. Por lo tanto, en la primera realizacion, los segundos medios de ensamblaje comprenden la superficie inferior 77 de la doblez 69 y la superficie de soporte inferior 55.

[0048] En la primera realizacion, la abrazadera 33 comprende ademas lenguetas de ensamblaje elasticas 78.

55 Las lenguetas de ensamblaje 78 estan separadas angularmente con respecto al eje longitudinal A de la abrazadera 33. Estas se extienden hacia arriba desde un borde superior 81 del cuerpo 58 de la abrazadera 33. En una configuracion en reposo, las lenguetas de ensamblaje 78 se extienden hacia fuera con respecto a la superficie periferica externa 66 del cuerpo 58. Estas son elasticamente deformables bajo el efecto de una fuerza aplicada a su superficie externa 83 al menos hacia una configuracion en la que estan al mismo nivel que la superficie periferica

externa 66 del cuerpo 58.

[0049] Todas las lenguetas de ensamblaje 78 pueden ser identicas. La abrazadera 33 puede comprender, por ejemplo, cuatro lenguetas de ensamblaje 78, separadas regularmente alrededor del eje longitudinal A de la

5 abrazadera 33.

[0050] La longitud de las lenguetas de ensamblaje 78 es tal que las lenguetas de ensamblaje 78 estan completamente incluidas en la tercera seccion de carcasa 47 y de modo que sus extremos libres respectivos 86 estan adaptados para topar longitudinalmente contra la superficie de tope 51 cuando la abrazadera 33 esta recibida

10 en la carcasa 30.

[0051] Por lo tanto, las lenguetas de ensamblaje 78 y la superficie de tope 51 forman los primeros medios de ensamblaje, adaptados para retener a la abrazadera 33 contra un desplazamiento hacia arriba con respecto a la base 2.

15

[0052] Durante el montaje del conjunto de combustible nuclear 1, la abrazadera 33 se inserta en la carcasa 30 desde la superficie superior 36 de la base 2. Durante la insercion de la abrazadera 33 en la carcasa 30, las lenguetas de ensamblaje 78 son deformadas elasticamente hacia dentro por la fuerza ejercida por una pared periferica 88 de la cuarta seccion de carcasa 48. En cuanto los extremos libres 86 han pasado la cuarta seccion de

20 carcasa 48, las lenguetas de ensamblaje 78 se deforman elasticamente hacia fuera hacia su configuracion en reposo, hasta que topan contra una pared periferica 91 de la tercera seccion de carcasa 47. Cuando las superficies inferiores 77 de las lenguetas de soporte 61 estan apoyadas sobre la superficie de soporte inferior 55 provista en la carcasa 30, los extremos libres 86 de las lenguetas de ensamblaje 78 estan ubicados por debajo de la superficie de tope 51, para retener a la abrazadera 33 contra un desplazamiento hacia arriba.

25

[0053] La abrazadera 33 comprende ademas lenguetas de retencion elasticas 94, adaptadas para retener longitudinalmente al tapon inferior 13 de la PLFR respectiva 11, para impedir su desprendimiento de la barra 27 y, por lo tanto, de la base 2. La abrazadera 33 puede comprender, por ejemplo, cuatro lenguetas de retencion elasticas 94. Las lenguetas de retencion elasticas 94 estan separadas alrededor del eje longitudinal A de la abrazadera 33.

30 Estas se extienden hacia arriba desde el borde superior 81 del cuerpo 58. En la realization ilustrada, las lenguetas de retencion 94 son identicas. Cada lengueta de retencion 94 comprende una constriction 97. Tal como se muestra en el lado derecho de la figura 2, las constricciones 97 de las lenguetas de retencion 94 se extienden hacia dentro, en la direction del eje longitudinal A de la abrazadera 33, por encima del resalte 20 provisto sobre el tapon inferior 13 de la PLFR respectiva 11. Las constricciones 97 delimitan conjuntamente una abertura 100. Cuando la PLFR 11 35 esta en la position separada, las constricciones 97 estan adaptadas para engranar con el resalte 20, para impedir un desplazamiento hacia arriba de la PLFR 11 y, por lo tanto, un desplazamiento de la PLFR 11 de la base 2.

[0054] En una configuracion en reposo, el diametro de la, por ejemplo, circunferencia discontinua esencialmente circular de la abertura 100 es menor que el diametro de la parte convergente 18 de la PLFR

40 respectiva 11 en la union entre la parte convergente 18 y el vastago 15. A partir de la configuracion en reposo, las lenguetas de retencion 94 son elasticamente deformables radialmente hacia fuera, bajo el efecto de una fuerza aplicada a una superficie interna 102 de las constricciones 97. En una realizacion, el diametro de la abertura 100 en la configuracion en reposo es menor que el diametro del vastago 15. Esta caracterlstica incrementa la friction entre el tapon inferior 13 y las lenguetas de retencion 94 y, por lo tanto, incrementa la fuerza de sujecion de la abrazadera 45 33.

[0055] La elasticidad de las lenguetas de retencion 94 esta adaptada para permitir una deformation radial elastica de las lenguetas de retencion 94 lejos de su configuracion en reposo cuando la PLFR 11 se inserta o extrae intencionadamente en o de la abrazadera 33, y para impedir una deformacion hacia fuera de las lenguetas de

50 retencion 94 simplemente bajo el efecto de una fuerza hacia arriba ejercida por la PLFR 11, mas particularmente por el resalte 20, sobre las constricciones 97 durante el funcionamiento del conjunto de combustible nuclear 1.

[0056] En la primera realizacion, cada lengueta de retencion 94 comprende ademas, por encima de la constriccion 97, una parte sustancialmente plana 105, que se extiende hacia fuera. En el conjunto de combustible

55 nuclear 1, la parte sustancialmente plana 105 se extiende a lo largo de un plano que es sustancialmente paralelo al plano de la superficie de soporte superior 53 provista en la carcasa 30. La parte sustancialmente plana 105 esta adaptada para facilitar la deformacion de las lenguetas de retencion 94 lejos de su configuracion en reposo durante la insercion de la PLFR 11 en la abrazadera 33.

[0057] En la primera realizacion, las lenguetas de ensamblaje 78 y las lenguetas de retencion 94 se alternan a lo largo del borde superior 81 del cuerpo 58.

[0058] En este conjunto de combustible nuclear 1, el riesgo de separacion vertical de las PLFR 11 durante el 5 funcionamiento del reactor nuclear se reduce, dado que los tapones inferiores 13 de las PLFR 11 estan retenidos

longitudinalmente sobre la base 2 mediante la cooperacion del resalte 20 provisto sobre el tapon inferior 13 con las lenguetas de retencion elasticas 94.

[0059] El conjunto de combustible nuclear 1 causa menores costes, dado que la abrazadera 33 es sencilla de

10 fabricar y puede ensamblarse y fijarse a la base 2 en una operacion, simplemente mediante engrane mecanico de

medios de ensamblaje complementarios.

[0060] El hecho de que la carcasa 30 es un agujero pasante permite que el refrigerante fluya a traves de la base 2 y a lo largo de los tapones inferiores 13 de las PLFR 11. Este flujo de refrigerante es util para refrigerar los

15 tapones inferiores 13 de las PLFR 11 y para evitar que se produzcan depositos “CRUD” (Chalk River Unidentified Deposits) durante el funcionamiento normal de la central y que pueden interferir en el correcto funcionamiento de la abrazadera 33 durante la retirada y la insercion de PLFR 11.

[0061] La figura 5 muestra una abrazadera 33 segun una segunda realizacion. La segunda realizacion difiere

20 de la primera realizacion en la seccion transversal del cuerpo 58 y la forma de las lenguetas de retencion 94.

[0062] En la segunda realizacion, el cuerpo 58 tiene una seccion transversal poligonal, y en particular una seccion transversal octogonal. El cuerpo 58 comprende, por ejemplo, ocho caras rectangulares 110, que se extienden a lo largo de la direction longitudinal A de la abrazadera 33 desde el borde inferior 63 hasta el borde

25 superior 81 del cuerpo 58. Cada lengueta de retencion 94 y cada lengueta de ensamblaje 78 se extiende hacia arriba desde una parte del borde superior 81 del cuerpo 58 correspondiente a una de las caras rectangulares 110 del cuerpo 58. En esta realizacion, el diametro del clrculo en el que estan inscrita la seccion transversal octogonal del cuerpo 58 es menor que o igual al diametro de la segunda seccion de carcasa 46.

30 [0063] Ademas, las lenguetas de retencion 94 no comprenden la parte plana 105.

[0064] El conjunto de combustible nuclear 1 segun la segunda realizacion es mas sencillo de fabricar que el

conjunto de combustible nuclear 1 segun la primera realizacion, dado que no comprende la parte plana 105.

35 [0065] En la primera y la segunda realizacion, la abrazadera 33 puede comprender una hendidura 112 (figura

5), adaptada para facilitar la insercion de la abrazadera 33. La seccion transversal octogonal del cuerpo 58 en la segunda realizacion puede usarse junto con la hendidura 112 para expandir el cuerpo 58 cuando el tapon del extremo 13 se inserta en la abrazadera 33 para presionar adicionalmente las lenguetas de ensamblaje 78 contra las paredes perifericas de la carcasa 30.

40

[0066] En la tercera realizacion mostrada en la figura 6, cada carcasa 30 comprende un rebaje 130 provisto en la base 2, y mas particularmente en una barra respectiva 27. El rebaje 130 tiene un eje longitudinal B y se abre hacia arriba para recibir la PLFR respectiva 11. La carcasa 30 esta delimitada por una parte inferior cerrada 132, una pared periferica 134 y una parte superior 136. La pared periferica 134 se extiende hacia arriba desde la parte inferior

45 132. La parte superior 136 se extiende hacia dentro, hacia el eje longitudinal B de la carcasa 30, desde un borde superior 138 de la pared periferica 134. La parte superior 136 delimita una abertura 141 que tiene dimensiones transversales mas pequenas que la seccion transversal del rebaje 130 definida por la pared periferica 134, y mas grandes que las dimensiones transversales del vastago 15 y la parte convergente 18 del tapon inferior 13. Una superficie inferior de la parte superior 136 forma una superficie de tope 143. La parte inferior 132 tiene, por ejemplo, 50 sustancialmente forma de disco. La pared periferica 134 tiene, por ejemplo, una forma cillndrica de seccion transversal sustancialmente circular.

[0067] La abrazadera 33 esta recibida en la carcasa respectiva 30. Esta incrustada en la carcasa 30. La abrazadera 33 es sustancialmente simetrica con respecto al eje longitudinal B de la carcasa 30. Esta comprende una

55 base sustancialmente plana 145, extendida hacia arriba por al menos dos patas 147, estando las patas dispuestas en posiciones simetricas con respecto al eje longitudinal A de la abrazadera 33. En la realizacion ilustrada, la abrazadera 33 comprende dos patas 147 y tiene sustancialmente forma de U.

[0068] En esta realizacion, los medios de retencion comprenden una constriction 150, provista en el extremo

superior de la abrazadera 33 y adaptada para retener longitudinalmente la PLFR respectiva 11. La constriccion 150 esta formada por un pliegue sustancialmente en forma de V 155, provisto en una ubicacion diametralmente opuesta en cada una de las patas 147 de la abrazadera 33.

5 [0069] La constriccion 150 esta adaptada para engranar con el resalte 20 provisto sobre el tapon inferior 13,

cuando la PLFR 11 esta en su posicion separada, para impedir que la PLFR 11 se mueva adicionalmente hacia arriba y, por lo tanto, para impedir un desprendimiento de la PLFR 11 desde la base 2.

[0070] Los extremos libres 157 de la abrazadera 33 estan adaptados para topar contra la superficie de tope

10 143. Los extremos libres 157 se extienden hacia arriba hacia la parte superior 136 y hacia fuera hacia la pared periferica 134 de la carcasa 30 desde la constriccion 150. Los primeros medios de ensamblaje, adaptados para retener la abrazadera 33 contra un desplazamiento hacia arriba con respecto a la base 2 comprenden, por lo tanto, los extremos libres 157 de la abrazadera 33 y la superficie de tope 143 provista sobre la carcasa 30.

15 [0071] La base 145 de la abrazadera 33 esta apoyada sobre la parte inferior 132 de la carcasa 30. La base

145 y la parte inferior 132 forman, por lo tanto, los segundos medios de ensamblaje, adaptados para retener a la abrazadera 33 contra un desplazamiento hacia abajo con respecto a la carcasa 30.

[0072] La PLFR 11 es movil a lo largo de la direccion longitudinal entre una posicion sentada y una posicion 20 separada. En la posicion sentada de la PLFR 11, los medios de retencion, provistos sobre la abrazadera 33, en

particular la constriccion 150, estan separados longitudinalmente del resalte 20 provisto sobre la PLFR 11. En la posicion separada, la PLFR 11 se ha movido hacia arriba a lo largo del eje longitudinal con respecto a la posicion sentada y los medios de retencion engranan con el resalte 20. Durante el funcionamiento normal del reactor nuclear, la PLFR 11 esta en la posicion separada, bajo el efecto del flujo de refrigerante.

25

[0073] La abrazadera 33 es, por ejemplo, un resorte hecho de una pieza, en particular un resorte de laminas. La fuerza de retencion elastica de la abrazadera 33 se selecciona para permitir la insercion o extraccion intencionada del tapon inferior 13 de la PLFR 11 en o de la carcasa 30, y para impedir un desprendimiento de la PLFR 11 de la abrazadera 33 simplemente bajo el efecto de la fuerza hacia arriba ejercida por el resalte 20 sobre la

30 constriccion 150.

[0074] En la tercera realizacion desvelada, la carcasa 30 tiene una forma sustancialmente circular. Sin embargo, pueden contemplarse otras formas. En esta realizacion, la carcasa 30 tiene una parte inferior cerrada 132. Sin embargo, como alternativa, la carcasa 30 puede ser un agujero pasante, estando provista una abertura en la

35 parte inferior 132.

[0075] El conjunto de combustible nuclear 1 segun la tercera realizacion de la invention reduce el riesgo de separation vertical de las PLFR durante el funcionamiento del reactor nuclear, dado que los tapones inferiores 13 de al menos algunas de las PLFR 11 estan retenidos longitudinalmente sobre la base 2 debido a la cooperation entre la

40 constriccion 150 de la abrazadera 33 y el resalte 20 provisto sobre el tapon inferior 13.

[0076] Este conjunto de combustible nuclear 1 tambien causa menores costes, dado que la abrazadera 33 puede ensamblarse y fijarse facilmente a la base, simplemente mediante insercion en la carcasa 30. Ademas, la abrazadera 33 tiene una estructura particular sencilla y es facil de fabricar.

45

[0077] En una realizacion (no ilustrada), la abrazadera 33 segun la segunda realizacion puede usarse en

combination con la carcasa 30 segun la tercera realizacion de la invencion. En esta realizacion, las lenguetas de retencion 94 y las lenguetas de ensamblaje 78 pueden tener la misma longitud.

50 [0078] En el ejemplo adicional (no segun la invencion) mostrado en la figura 7, cada carcasa 30 comprende

un agujero pasante escalonado 160 que tiene un eje longitudinal B, provisto en la barra respectiva 27. La carcasa 30 delimita una primera section de carcasa 162, extendida hacia arriba por una segunda section de carcasa 164. La segunda seccion de carcasa 164 tiene una parte inferior 166, por ejemplo de forma sustancialmente anular, extendida hacia arriba por una pared periferica 168, por ejemplo de forma sustancialmente cillndrica que tiene una 55 seccion transversal circular. La primera seccion de carcasa 162 tiene una pared periferica 170, por ejemplo de forma sustancialmente cillndrica que tiene una seccion transversal circular. La primera seccion de carcasa 162 esta abierta hacia arriba y hacia abajo. Las dimensiones transversales, por ejemplo el diametro, de la primera seccion de carcasa 162 son mas pequenas que las dimensiones transversales, por ejemplo el diametro, de la segunda seccion de carcasa 164. En particular, el diametro de la primera seccion de carcasa 162 es aproximadamente igual al diametro

de la punta de la parte convergente 18 de la PLFR 11.

[0079] En este ejemplo adicional, la primera seccion de carcasa 162 proporciona un pasaje para que fluya el refrigerante a traves de la barra 27 a lo largo del tapon inferior 13 de la PLFR 11.

5

[0080] En el conjunto de combustible nuclear 1 segun este ejemplo adicional, la abrazadera 33 es simetrica con respecto al eje longitudinal B de la carcasa 30. La abrazadera 33 tiene sustancialmente forma de U. Esta comprende una parte central, que comprende una base plana 172, extendida hacia arriba por dos patas 174, y extremos libres 176. La parte central de la abrazadera 33 esta montada alrededor de la barra 27. Los extremos libres

10 176 estan flexionados hacia dentro y forman una constriccion 179 en la carcasa 30. Los extremos libres 176 estan recibidos en la carcasa 30. La constriccion 179 esta adaptada para engranar con el resalte anular 20 de la PLFR 11 para retener la PLFR 11 longitudinalmente sobre la base 2. En este ejemplo adicional, los primeros medios de ensamblaje comprenden partes complementarias de la barra 27 y la parte central de la abrazadera 33, proporcionando estas partes complementarias un ajuste de forma entre la barra 27 y la abrazadera 33, y los 15 segundos medios de ensamblaje comprenden la doblez de los extremos libres 176 en la carcasa 30.

[0081] La abrazadera 33 es, por ejemplo, un resorte hecho de una pieza, en particular un resorte de laminas. La fuerza de retencion elastica de la abrazadera 33 se selecciona para permitir la insercion o extraccion intencionada del tapon inferior 13 de la PLFR 11 en o de la carcasa 30, y para impedir un desprendimiento de la

20 PLFR 11 de la abrazadera 33 simplemente bajo el efecto de la fuerza hacia arriba ejercida por el resalte 20 sobre la constriccion 179.

[0082] En el ejemplo adicional desvelado, la carcasa 30 tiene una forma sustancialmente circular. Sin embargo, pueden contemplarse otras formas.

25

[0083] El conjunto de combustible nuclear 1 segun el ejemplo adicional reduce el riesgo de separacion vertical de las PLFR 11 durante el funcionamiento del reactor nuclear, dado que los tapones inferiores 13 de al menos algunas de las PLFR 11 estan retenidas longitudinalmente sobre la base debido a la cooperacion entre la constriccion 179 de la abrazadera 33 y el resalte 20 provisto en el tapon inferior 13.

30

[0084] Este conjunto de combustible nuclear 1 tambien causa menores costes, dado que la abrazadera 33 puede ensamblarse y fijarse facilmente a la base 2, simplemente montando alrededor la barra 27 y mediante engrane de los extremos libres en la carcasa 30.

35 [0085] Ademas, la abrazadera 33 tiene una estructura sencilla particular y es facil de fabricar.

[0086] En todas las realizaciones descritas, la abrazadera 33 esta hecha preferentemente de material con llmite elastico elevado tal como una superaleacion a base de Ni tal como Inconel®, o superaleacion a base de Fe o aleacion de Ti o incluso acero inoxidable endurecido por precipitation tal como se define por AMS (Aerospace

40 Material Specification) 5629 y 5643. Ademas, en todas las realizaciones descritas, la abrazadera 33 puede estar hecha de una pieza.

[0087] El conjunto de combustible nuclear 1 segun la primera, segunda o tercera realizaciones y segun el ejemplo adicional permite el flujo de refrigerante a traves de la carcasa 30 y a lo largo de los extremos inferiores de

45 las PLFR 11. Este flujo de refrigerante refrigera los extremos inferiores de las PLFR 11, pero tambien limpia la carcasa 30 en particular para evitar depositos “CRUD” (Chalk River Unidentified Deposits), que es probable que se acumulen alrededor de los extremos inferiores de las PLFR en un reactor de agua en ebullition (BWR). Tal como se muestra en la tercera realization, esta caracterlstica no esta presente necesariamente.

50 [0088] En todas las realizaciones desveladas, la relation entre la base 2 y las PLFR 11 puede implementarse

a traves de otras partes de la base 2 diferentes del filtro de colmataje.

[0089] Ademas, solamente algunas de las PLFR 11 pueden estar retenidas por abrazaderas 33, estando

otras PLFR 11 retenidas mediante otros medios de retencion conocidos.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un conjunto de combustible nuclear (1) para un reactor de agua en ebullicion que comprende una

base (2) dotada de una carcasa (30) en su interior,

una cabeza (3), y un haz (4) de varillas de combustible de longitud completa (9) y varillas de combustible de longitud parcial (11), extendiendose dicho haz (4) hacia arriba y longitudinalmente desde la base (2) hasta la cabeza (3), comprendiendo el conjunto de combustible nuclear (1) al menos una abrazadera (33) dispuesta para retener longitudinalmente un tapon inferior (13) de una varilla de combustible de longitud parcial (11) del haz (4) con 10 respecto a la base (2), en el que la abrazadera (33) es una pieza adicional montada en la base (2), en el que la abrazadera (33) esta ensamblada a la base (2) mediante engrane mecanico de medios de ensamblaje complementarios, y caracterizado porque la abrazadera (33) esta incrustada en la carcasa (30) provista en la base (2).

15 2. El conjunto de combustible nuclear (1) segun la reivindicacion 1, en el que los medios de ensamblaje

complementarios comprenden primeros y segundos medios de ensamblaje, estando los primeros medios de ensamblaje adaptados para retener la abrazadera (33) contra un desplazamiento hacia arriba de la abrazadera (33) con respecto a la base (2) y estando los segundos medios de ensamblaje adaptados para retener la abrazadera (33) contra un desplazamiento hacia abajo con respecto a la base (2).

20
3. El conjunto de combustible nuclear (1) segun la reivindicacion 1 o la reivindicacion 2, en el que la

carcasa (30) es un agujero pasante que se extiende desde una superficie superior (36) de la base (2) hasta una

superficie inferior (39) de la base (2).

25 4. El conjunto de combustible nuclear (1) segun la reivindicacion 3, en el que la abrazadera (33) permite

el flujo de refrigerante a traves de la carcasa (30) y a lo largo del extremo inferior de la varilla de combustible de longitud parcial (11).
5. El conjunto de combustible nuclear (1) segun la reivindicacion 3 o la reivindicacion 4, en el que la 30 abrazadera (33) comprende medios de soporte, adaptados para contactar con una parte (18) del tapon inferior (13)

de la varilla de combustible de longitud parcial (11) para mantener al tapon inferior (13) de la varilla de combustible de longitud parcial (11) a una distancia de la superficie inferior (39) de la base (2).
6. El conjunto de combustible nuclear (1) segun la reivindicacion 5, en el que los medios de soporte

35 comprenden lenguetas de soporte (61), separadas angularmente alrededor de un eje longitudinal (A) de la

abrazadera (33), comprendiendo cada lengueta de soporte (61) un extremo libre (62) que se extiende hacia dentro en la direccion del eje longitudinal (A) de la abrazadera (33), delimitando los extremos libres (62) de las lenguetas de soporte (61) una abertura (75) para recibir dicha parte (18) del tapon inferior (13) de la varilla de combustible de longitud parcial (11).

40
7. El conjunto de combustible nuclear (1) segun las reivindicaciones 2 y 6 tomadas conjuntamente, en el que los segundos medios de ensamblaje comprenden una superficie de soporte inferior (55) provista en la carcasa (30), estando las lenguetas de soporte (61) apoyadas longitudinalmente sobre la superficie de soporte inferior (55).

45 8. El conjunto de combustible nuclear (1) segun una cualquiera de las reivindicaciones anteriores,

tomada junto con la reivindicacion 2, en el que los primeros medios de ensamblaje comprenden una superficie de tope (51) provista en la carcasa (30), y lenguetas de ensamblaje elasticas (78), provistas sobre la abrazadera (33) y que comprenden extremos libres (86) que se extienden hacia arriba, estando la superficie de tope (51) adaptada para engranar con los extremos libres (86) de las lenguetas de ensamblaje elasticas (78).

50
9. El conjunto de combustible nuclear (1) segun una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la abrazadera (33) comprende lenguetas de retencion elasticas (94), separadas angularmente alrededor de un eje longitudinal (A) de la abrazadera (33) y adaptados para engranar con un resalte (20) provisto sobre el tapon inferior (13) de la varilla de combustible de longitud parcial (11) para impedir un desprendimiento de la varilla de

55 combustible de longitud parcial (11) desde la base (2).
10. El conjunto de combustible nuclear (1) segun las reivindicaciones 6, 8 y 9 tomadas conjuntamente, en el que la abrazadera (33) comprende un cuerpo (58) y en el que las lenguetas de soporte (61) se extienden hacia dentro desde un borde inferior (63) del cuerpo (58), y las lenguetas de retencion (94) y las lenguetas de ensamblaje

(78) se extienden hacia arriba desde un borde superior (81) del cuerpo (58).
11. El conjunto de combustible nuclear (1) segun la reivindicacion 10, en el que en una posicion sentada, en la que los medios de soporte impiden que la varilla de combustible de longitud parcial (11) se mueva

5 adicionalmente hacia abajo, la abrazadera (33) contacta solamente con el tapon inferior (13) de las varillas de combustible de longitud parcial (11) por medio de las lenguetas de soporte (61) y de las lenguetas de retencion (94), existiendo un espacio libre radial entre una superficie interna de la abrazadera (33) y la superficie periferica del tapon inferior (13) de la varilla de combustible de longitud parcial (11) en la parte de la varilla de combustible de longitud parcial (11) que se extiende entre las lenguetas de soporte (61) y las lenguetas de retencion (94).

10
12. El conjunto de combustible nuclear (1) segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que los medios de ensamblaje complementarios comprenden una base central sustancialmente plana (145) de la abrazadera (33), apoyada sobre una parte inferior (132) de la carcasa (30) y una superficie de tope (143) provista en la carcasa (30), estando la superficie de tope (143) adaptada para engranar con los extremos libres superiores (157)

15 de la abrazadera (33).
13. El conjunto de combustible nuclear (1) segun la reivindicacion 12, en el que la abrazadera (33) comprende una constriccion (150), que engrana de forma elastica con el tapon inferior (13) de la varilla de combustible de longitud parcial (11) y esta adaptada para cooperar con un resalte (20) provisto sobre el tapon

20 inferior (13) de la varilla de combustible de longitud parcial (11).