ES2585064T3 - Conjunto de combustible nuclear para reactor de agua en ebullición que comprende un separador de canal de combustible - Google Patents
Conjunto de combustible nuclear para reactor de agua en ebullición que comprende un separador de canal de combustible Download PDFInfo
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Abstract
Conjunto de combustible nuclear (2) para reactor de agua en ebullición que comprende una base (4), una parte superior (6), un haz de barras de combustible (8) que se extiende longitudinalmente entre la base (4) y la parte superior (6), un canal de combustible tubular (14) que encierra el haz de barras de combustible (8), y al menos un separador de canal de combustible (22) para separar transversalmente el conjunto de combustible (2) de un elemento adyacente, donde el o cada separador de canal de combustible (22) comprende un soporte (34) que tiene al menos una placa (38) y al menos un resorte de láminas correspondiente (36) soportado por la placa correspondiente (38), extendiéndose cada resorte de láminas (36) a lo largo de la placa correspondiente (38), estando la o cada placa (38) fijada a una pared lateral correspondiente (26) del canal de combustible (14).
Description
DESCRIPCION
Conjunto de combustible nuclear para reactor de agua en ebullicion que comprende un separador de canal de combustible 5
[0001] La presente invencion se refiere a un conjunto de combustible nuclear para reactor de agua en ebullicion que comprende una base, una parte superior, un haz de barras de combustible que se extiende longitudinalmente entre la base y la parte superior, un canal de combustible tubular que encierra el haz de barras de combustible, y al menos un separador de canal de combustible para separar transversalmente el conjunto de
10 combustible de un elemento adyacente.
[0002] En un reactor de agua en ebullicion (BWR en la siguiente descripcion), conjuntos de combustible se disponen uno al lado de otro en series 2x2 de conjuntos de combustible. Los extremos superiores de los conjuntos de combustible estan alojados en una celda de la rejilla del nucleo superior del reactor. Los conjuntos de
15 combustible estan dispuestos con una separacion entre ellos para permitir la insertion de una barra de control en forma de cruz entre los conjuntos de combustible nuclear, y una separacion con las paredes de la celda. Controlar estas separaciones entre los conjuntos de combustible es importante para la reaction nuclear en funcionamiento normal y para asegurarse de permitir la insercion de la barra de control para ralentizar la reaccion nuclear.
20 [0003] Un conjunto de combustible nuclear para reactor de agua en ebullicion (BWR) comprende un haz de
barras de combustible que se extienden longitudinalmente dispuestos en una reticula, al menos un canal de agua tubular o barra de agua que sustituyen a algunas barras de combustible en el haz, un canal de combustible tubular que encierra el haz de barras de combustible, y una base y una parte superior en los extremos longitudinales del conjunto de combustible.
25
[0004] El documento US 4 851 187 describe un conjunto de combustible nuclear que comprende un fijador de
canal de combustible que comprende un soporte adaptado para montarse sobre una esquina del canal de combustible y dos resortes que se extienden a lo largo del soporte. El soporte esta atornillado a una placa de amarre superior del conjunto de combustible nuclear con un perno que se extiende longitudinalmente para conectar el canal 30 de combustible a la placa de amarre superior. Cada resorte tiene un extremo superior atornillado al soporte con un tornillo transversal y un extremo inferior deslizable en una ranura del soporte. El fijador de canal de combustible combina las funciones de fijar el canal de combustible a la placa de amarre superior y separar el canal de combustible de un conjunto de combustible nuclear adyacente.
35 [0005] Dicho fijador de canal de combustible que tiene que estar geometricamente controlado y soportar
fuerzas elevadas se obtiene a un coste elevado. Ademas, existe un riesgo de flexion del fijador de canal de combustible durante la manipulation del conjunto de combustible nuclear usando un mango conectado a la placa de amarre superior.
40 [0006] Los documentos JP 2002 002072 A y US 6 097 779 A describen un conjunto de combustible nuclear
que tiene separadores de canal de combustible fijados a extremos superiores del canal de combustible. El documento Jp 5 011084 A describe un conjunto de combustible nuclear que tiene topes fijados en paredes laterales del canal de combustible.
45 [0007] Un objetivo de la invencion es, por lo tanto, proporcionar un conjunto de combustible nuclear para un
reactor de agua en ebullicion en el que la separacion puede obtenerse facilmente y de forma fiable a bajo coste.
[0008] Con este fin, la invencion propone un conjunto de combustible nuclear para reactor de agua en ebullicion de acuerdo con la reivindicacion 1.
50
[0009] De acuerdo con realizaciones especlficas, el conjunto de combustible nuclear puede comprender una o varias de las siguientes caracterlsticas:
- la o cada placa esta solada a una pared lateral;
55
- la o cada placa esta remachada a una pared lateral del canal de combustible;
- la o cada placa esta atornillada a una pared lateral;
- la o cada placa esta fijada a la pared lateral mediante un unico remache de placa y/o tornillo.
- cada resorte se encaja a presion en la placa;
5 - el resorte tiene dos partes terminales, cada una alojada de forma que pueda deslizarse en una ranura respectiva provista en la placa;
- el soporte comprende dos placas en angulo recto, el soporte esta montado sobre una esquina en la interseccion de dos paredes laterales, estando cada placa fijada a una pared lateral respectiva;
10
- las dos placas son una pieza; y
- el soporte termina antes del extremo superior del canal de combustible.
15 [0010] La invencion y sus ventajas se entenderan mejor con la lectura de la siguiente descripcion que se da
solamente a modo de ejemplo y con referencia a los siguientes dibujos:
- La figura 1 es una vista en alzado lateral esquematica que ilustra un conjunto de combustible nuclear para un reactor de agua en ebullicion de acuerdo con la invencion;
20
- La figura 2 es una vista superior esquematica del conjunto de combustible nuclear de la figura 1 que ilustra el separador y topes;
- La figura 3 es una vista lateral del extremo superior del conjunto de combustible de la figura 1 que ilustra un 25 separador y un tope;
- La figura 4 es una vista de seccion transversal del separador a lo largo de IV-IV en la figura 3;
- La figura 5 es una vista de seccion transversal del separador y el tope a lo largo de V-V en la figura 3; y 30
- Las figuras 6 - 8 son vistas similares a la de la figura 3 que ilustran variantes de la invencion.
[0011] La figura 1 muestra un conjunto de combustible nuclear 2 para un reactor de agua en ebullicion (BWR). Este conjunto de combustible 2 se extiende a lo largo de una direccion longitudinal L.
35
[0012] Dicho conjunto de combustible esta concebido para colocarlo con la direccion longitudinal L orientada verticalmente en un nucleo de un reactor nuclear donde el refrigerante fluye hacia arriba durante el funcionamiento. En lo sucesivo, los terminos “inferior” y “superior” se refieren a la posicion del conjunto de combustible 2 en el reactor.
40
[0013] El conjunto de combustible 2 comprende:
- una base 4,
45 - una parte superior 6,
- un haz de barras de combustible nuclear 8 que se extienden longitudinalmente entre la base 4 y la parte superior 6,
- un canal de agua tubular 10 que sustituye a al menos una barra de combustible en el haz y que conecta la base 4 a 50 la parte superior 6,
- una pluralidad de rejillas separadoras 12 separadas a lo largo de la direccion longitudinal L y que sostienen longitudinal y transversalmente las barras de combustible 8; y
55 - un canal de combustible tubular 14 que encierra el haz de barras de combustible 8 y montado en la base 4 y la parte superior 6.
[0014] En la figura 1 solamente se muestra una parte del canal de combustible 14.
[0015] Cada barra de combustible 8 comprende un revestimiento tubular lleno de pastillas de combustible nuclear aplicadas y cerrado en sus extremos por tapones terminales. El haz de barras de combustible 8 incluye barras de combustible de longitud completa y barras de combustible de longitud parcial. Las barras de combustible de longitud parcial son mas cortas que las barras de combustible de longitud completa.
5
[0016] La parte superior 6 comprende una placa de amarre superior 16 y un mango 18 conectado rlgidamente a la placa de amarre superior 16 para manipular el conjunto de combustible 2. La placa de amarre superior 16 esta conectada al canal de combustible 14 con pernos 20 que se extienden en la direccion longitudinal L. Los pernos 20 se ilustran esquematicamente mediante llneas de puntos y rayas en la figura 1.
10
[0017] Tal como se ilustra en la figura 2, el conjunto de combustible 2 comprende separadores de canal de combustible 22 colocados en el extremo superior del canal de combustible 14 para separar transversalmente el canal de combustible 14 del elemento adyacente, es decir conjuntos de combustible nuclear 2 y/o paredes de la rejilla del nucleo superior del reactor, tal como se ilustra mediante una llnea de puntos y rayas 24.
15
[0018] El canal de combustible 14 tiene una seccion transversal cuadrangular y comprende cuatro paredes laterales 26 que se intersecan en esquinas 28. El canal de combustible 14 comprende soportes en escuadra de refuerzo triangulares 30 provistos en el extremo superior, extendiendose cada soporte en escuadra 30 transversalmente entre dos paredes laterales adyacentes 26.
20
[0019] El mango 18 se extiende diagonalmente entre dos esquinas 28 y los pernos 20 se extienden en la direccion longitudinal L a traves de los soportes en escuadra 30 provistos en dichas dos esquinas 28.
[0020] El conjunto de combustible 2 comprende un separador 22 montado en una de las otras dos esquinas 25 diagonalmente opuestas 28. Como alternativa, el conjunto de combustible 2 puede comprender dos separadores 22,
cada uno montado en una de las otras dos esquinas diagonalmente opuestas 28. Si fuera necesario, el conjunto de combustible 2 puede comprender un separador 22 en cada esquina 28.
[0021] El conjunto de combustible 2 comprende ademas topes 32 fijados a las paredes laterales 26. El 30 conjunto de combustible 2 comprende un tope 32 en cada pared lateral 26 adyacente a una esquina 28 no ocupada
por un separador 22.
[0022] El separador 22 se describira con mas detalle con referencia a las figuras 3 - 5.
35 [0023] El separador 22 comprende un soporte 34 y dos resortes de laminas diferentes 36.
[0024] El soporte 34 tiene la forma de una rinconera y comprende dos placas 38 en angulos rectos que
otorgan una seccion transversal en forma de V al soporte 34.
40 [0025] Tal como se muestra en la figura 3, cada placa 38 termina hacia arriba por debajo de o a la altura del
borde superior 39 del canal de combustible 14. Las placas 38 no sobresalen hacia arriba desde el borde superior 39.
[0026] Tal como se muestra en la figura 5, cada placa 38 esta colocada sobre la cara externa de una pared lateral 26 y fijada a la pared lateral 26 mediante remachado. Cada placa 38 esta remachada con un unico remache
45 de placa 40 que se extiende a traves de un orificio de fijacion 42, 43 en la placa 38 y la pared lateral correspondiente 26 en una direccion de fijacion F perpendicular a la placa 38 y la direccion longitudinal L. Como alternativa, cada placa 38 puede estar fijada con mas de un remache de placa 40, por ejemplo dos remaches de placa 40.
[0027] El soporte 34 es de una sola pieza y las dos placas 38 estan hechas Integramente en una pieza. El 50 soporte 34 esta hecho, preferentemente, de una pieza de metal.
[0028] Cada resorte 36 esta alargado longitudinalmente y se extiende a lo largo de una placa respectiva 38. Cada resorte 36 esta soportado individualmente por la placa correspondiente 38.
55 [0029] Tal como se muestra en la figura 4, cada resorte 36 tiene dos partes terminales 44 encajadas a
presion en ranuras 46 formadas en la placa 38 y una parte intermedia 48 que sobresale desde la placa 38. Cada parte terminal 44 es deslizable longitudinalmente en la ranura correspondiente 46.
[0030] Cada placa 38 comprende, en su cara externa, un surco 50 que se extiende longitudinalmente. Cada
ranura 46 prolonga el surco 50 longitudinalmente dentro del grosor de la placa 38. Cada ranura 46 es ciega.
[0031] El resorte 36 y las ranuras 46 estan configurados para permitir que el resorte 36 se deforme elasticamente solicitando la parte intermedia 48 hacia la placa 38, con lo que las partes terminales 44 se deslizan en
5 las ranuras 46 alejandose entre si.
[0032] Tal como se muestra en la figura 2, el conjunto de combustible 2 comprende dos topes 32 fijados a las paredes laterales 26 que delimitan la esquina 28 sobre la que esta montado el separador 22. Cada tope 32 esta fijado a una pared lateral 26 a una distancia del separador 22.
10
[0033] Tal como se muestra en las figuras 3 y 5, cada tope 32 esta remachado a la pared lateral correspondiente 26 con un unico remache de tope 52 que se extiende a traves del tope 32 y la pared lateral 26. Como alternativa, cada tope 32 esta remachado con mas de un remache de tope 52, por ejemplo dos remaches de tope 52.
15
[0034] Cada tope 32 es rlgido y garantiza una separacion minima con una pared enfrentada a la pared lateral 26 y, por lo tanto, impide sobretensiones del resorte 36 provisto en la misma pared lateral 26.
[0035] Las placas 38 del soporte 34 estan fijadas exclusivamente a las paredes laterales 26 del canal de 20 combustible 14 sin que el soporte 34 este fijado a un soporte en escuadra 30. El soporte 34 esta fijado al canal de
combustible 14 por separado de la fijacion del canal de combustible 14 a la placa de amarre superior 16. De este modo se impide que se doble, resulte danado y/o se desplace debido a la manipulacion del conjunto de combustible 2. El soporte 34 puede fabricarse facilmente a bajo coste.
25 [0036] El soporte 34 esta montado sobre una esquina 28 del canal de combustible 14 y fijado rlgidamente
con dos remaches de placa 40 que se extienden, cada uno, en una de dos direcciones perpendiculares. Esto garantiza una fijacion fiable. El soporte 34 conformado como una rinconera refuerza adicionalmente el canal de combustible 14 en la esquina correspondiente 28.
30 [0037] Fijar el soporte 34 mediante remachado permite proporcionar el soporte 34 en un metal que no es
compatible con el metal del canal de combustible 14 en terminos de soldadura. El metal usado para el soporte 34 puede ser, por lo tanto, un metal de coste inferior al del canal de combustible 14. El canal de combustible 14 esta hecho habitualmente de aleacion de zirconio, mientras que el metal del soporte 34 puede ser, por ejemplo, de acero inoxidable.
35
[0038] El remachado permite fijar el soporte 34 de forma sencilla y economica. El remachado simplemente
requiere proporcionar orificios de remachado 43 en las paredes laterales 26 del canal de combustible 14.
[0039] En una realizacion alternativa, el soporte 34 puede estar atornillado a las paredes laterales 26 con al
40 menos un tornillo que se extiende a traves de cada placa 38 y la pared lateral correspondiente 26, transversalmente
a dicha placa 38 y a la direccion longitudinal L. Analogamente, cada tope 32 puede estar atornillado a la pared lateral 26 con un tornillo que pasa a traves del orificio en el tope 32 y la pared lateral correspondiente 26.
[0040] La realizacion de la figura 6 difiere de las de la figura 2 - 5 mediante los medios para fijar las placas 38 45 a las paredes laterales 26. Mas especlficamente, cada placa 38 esta soldada sobre una pared lateral 26 del canal de
combustible 14.
[0041] Cada placa 38 esta soldada a la pared lateral 26 a lo largo de los bordes 54 de la placa 38. En la
realizacion ilustrada, las juntas soldadas 56 se extienden parcialmente a lo largo de cada borde soldado 54 se
50 extiende parcialmente a lo largo de dicho borde. La junta soldada 56 es continua. Como alternativa, puede ser discontinua.
[0042] Tal como se ilustra, los topes 32 tambien estan soldados a las paredes laterales 26 con juntas soldadas 56 que se extienden parcialmente a lo largo de los bordes de los topes 32.
55
[0043] Fijar el soporte 34 mediante soldadura es fiable y economico y garantiza un refuerzo eficiente del canal de combustible 14 mediante el soporte 34. El soporte 34 esta hecho, en este caso, de un metal que es compatible con el metal del canal de combustible 14 en terminos de soldadura. El canal de combustible 14 esta hecho habitualmente de aleacion de zirconio y el soporte 34 es, por ejemplo, de aleacion de zirconio o de titanio.
[0044] La realizacion de la figura 7 difiere de la de las de las figuras 2 - 6 en que los topes 32 estan formados en el soporte 34 y hechos de una pieza con la placa 38. El soporte 34 comprende dos brazos 60 que se extienden, cada uno, desde una placa 38 y cada tope 32 esta formado en el extremo libre de un brazo 60. En la figura 7
5 solamente se muestra un brazo 60.
[0045] Los topes 32 de una pieza con el soporte 34 permiten la fijacion del separador 22 en una operacion. El separador 22 refuerza adicionalmente el canal de combustible 14. La fijacion del soporte 34 se realiza mediante remachado, tal como se ilustra en la figura 7 y, como alternativa, mediante atornillado o soldadura, tal como se ha
10 descrito anteriormente.
[0046] La realizacion de la figura 8 difiere de las de las figuras 2 - 7 en que un separador con la forma de una rinconera montado en la esquina 28 se sustituye por dos separadores planos individuales diferentes 22 cada uno fijado a una pared lateral respectiva 26 adyacente a una esquina 28 en la interseccion de dichas paredes laterales
15 26.
[0047] Cada separador 22 comprende un soporte 34 formado por una unica placa 38 y un resorte 36 que tiene partes terminales 44 encajadas a presion en ranuras 46 formadas en la placa 38. Cada separador de combustible 22 de la figura 8 corresponde a la mitad de un separador de canal de combustible 22 de la figura 2 - 5.
20
[0048] El soporte 34 de cada separador 22 esta fijado a la pared lateral correspondiente 26 mediante remachado, atornillado y/o soldadura, tal como se ha descrito anteriormente.
[0049] Un tope 32 separado del separador 22 esta provisto en cada pared lateral 26. Como alternativa, cada 25 tope 32 esta hecho de una pieza con la placa 38 y formado en el extremo de un brazo 60 que se extiende desde la
placa 38 tal como se ilustra en llneas de puntos en dicha figura 8.
Claims (8)
- REIVINDICACIONES1. Conjunto de combustible nuclear (2) para reactor de agua en ebullicion que comprende una base (4), una parte superior (6), un haz de barras de combustible (8) que se extiende longitudinalmente entre la base (4) y la5 parte superior (6), un canal de combustible tubular (14) que encierra el haz de barras de combustible (8), y al menos un separador de canal de combustible (22) para separar transversalmente el conjunto de combustible (2) de un elemento adyacente, donde el o cada separador de canal de combustible (22) comprende un soporte (34) que tiene al menos una placa (38) y al menos un resorte de laminas correspondiente (36) soportado por la placa correspondiente (38), extendiendose cada resorte de laminas (36) a lo largo de la placa correspondiente (38), 10 estando la o cada placa (38) fijada a una pared lateral correspondiente (26) del canal de combustible (14).
- 2. Conjunto de combustible nuclear de acuerdo con la reivindicacion 1, donde la o cada placa (38) esta soldada a una pared lateral (26).15 3. Conjunto de combustible nuclear de acuerdo con la reivindicacion 1 o 2, donde la o cada placa (38)esta remachada a una pared lateral (26) del canal de combustible (14).
- 4. Conjunto de combustible nuclear de acuerdo con la reivindicacion 1 o 2, donde la o cada placa (38) esta atornillada a una pared lateral (26).20
- 5. Conjunto de combustible nuclear de acuerdo con la reivindicacion 3 o 4, donde la o cada placa (38) esta fijada a la pared lateral (26) mediante un unico remache de placa (40) y/o tornillo.
- 6. Conjunto de combustible nuclear de acuerdo con cualquier reivindicacion anterior, donde cada resorte 25 de laminas (36) se encaja a presion en la placa (38).
- 7. Conjunto de combustible nuclear de acuerdo con cualquier reivindicacion anterior, donde cada resorte de laminas (36) tiene dos partes terminales (44) cada una alojada de forma que pueda deslizarse en una ranura respectiva (46) provista en la placa (38).30
- 8. Conjunto de combustible nuclear de acuerdo con cualquier reivindicacion anterior, donde el soporte (34) comprende dos placas (38) en angulo recto, el soporte (34) esta montado sobre una esquina (28) en la interseccion de dos paredes laterales (26), estando cada placa (38) fijada a una pared lateral respectiva (26).35 9. Conjunto de combustible nuclear de acuerdo con la reivindicacion 8, donde las dos placas (38) sonuna pieza.
- 10. Conjunto de combustible nuclear de acuerdo con cualquier reivindicacion anterior, donde el soporte(34) termina antes del extremo superior del canal de combustible (14).40
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