ES2683080T3

ES2683080T3 - Sistemas para gestionar blancos de instrumentación e irradiación de trayecto compartido en un reactor nuclear

Info

Publication number: ES2683080T3
Application number: ES13852364.2T
Authority: ES
Inventors: Mark H. HEINOLD; Gary A. Runkle; John F. Berger; Milton H. LOPER
Original assignee: GE Hitachi Nuclear Energy Americas LLC
Current assignee: GE Hitachi Nuclear Energy Americas LLC
Priority date: 2012-12-10
Filing date: 2013-10-24
Publication date: 2018-09-24
Anticipated expiration: 2033-10-24
Also published as: JP2016503878A; WO2014109809A3; JP6431848B2; WO2014109809A2; EP2929542A2; EP2929542B1

Abstract

Un sistema (1000) de gestión de blancos de irradiación y de acceso de instrumentación en un reactor nuclear (10), comprendiendo el sistema: un reactor nuclear, una vía (1100) de penetración que conecta un punto de origen situado por fuera de una barrera (411) de acceso del reactor nuclear con un tubo (50) de instrumentación que se extiende por dentro del reactor nuclear en el interior de la barrera de acceso, en el que la vía de penetración puede ser atravesada por al menos un blanco (250) de irradiación y la instrumentación hacia el tubo de instrumentación, en el que la vía de penetración incluye, una vía entre al menos una vía (300) de instrumentación y al menos una vía (1100a) de blancos de irradiación diferentes de la vía (300) de instrumentación, y al menos una vía (1100b) compartida; y caracterizado por un seleccionador (630) en el interior de la barrera de acceso estando el seleccionador (630) configurado para conectar solo una entre la vía (300) de instrumentación y la vía (1100a) de irradiación con la vía (1100b) compartida para formar la vía de penetración.

Description

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DESCRIPCION

Sistemas para gestionar blancos de instrumentacion e irradiacion de trayecto compartido en un reactor nuclear Declaracion de prioridad

La presente solicitud reivindica la prioridad derivada de la solicitud 13/477,244 depositada el 22 de mayo de 2012. Soporte gubernamental

La presente invencion se elaboro con soporte gubernamental con arreglo al contrato numero DE-FC52-09NA29626, otorgada por el Ministerio de Energfa de los EE.UU. El gobierno ostenta en la invencion determinados derechos.

Antecedentes

Determinados elementos, y sus isotopos espedficos, pueden formarse mediante el bombardeo de materiales de base con la radiacion apropiada para provocar una conversion en los isotopos deseados derivados. Por ejemplo, pueden formarse metales preciosos y / o radioisotopos por medio de dicho bombardero. Tradicionalmente, los aceleradores de partfculas o los reactores de pruebas espedficamente disenados, no comerciales, son utilizados para conseguir dicho bombardero y producir los isotopos deseados en cantidades relativamente pequenas.

Los radioisotopos presentan una diversidad de aplicaciones medicas e industriales que surgen de su capacidad para emitir cantidades y tipos discretos de irradiacion ionizante y formar productos derivados utiles. Por ejemplo, los radioisotopos son de utilidad en la terapia relacionada con el cancer, la tecnologfa de formacion de imagenes medicas y de marcaje, el diagnostico del cancer y de otras enfermedades y la esterilizacion medica.

Los radioisotopos con medias vidas del orden de dfas u horas tradicionalmente se han elaborado mediante el bombardeo de isotopos de base estables en aceleradores o en reactores sin generacion de electricidad, de baja potencia. Estos aceleradores o reactores se situan sobre el terreno en instalaciones medicas o industriales o en instalaciones de produccion proximas. Espedficamente, los isotopos de vida corta deben ser rapidamente transportados debido al tiempo de desintegracion relativamente rapida y a las exactas cantidades de radioisotopos requeridas en aplicaciones concretas. Ademas, la produccion sobre el terreno de radioisotopos generalmente requiere unos equipos de irradiacion y extraccion voluminosos y costosos, lo que se traduce en instalaciones finales prohibitivas desde el punto de vista del coste, el espacio, y / o la seguridad.

Sumario

Formas de realizacion ejemplares incluyen unos sistemas para permitir el acceso a los elementos internos de los reactores nucleares entre multiples sistemas, como por ejemplo los sistemas de carga / descarga de los blancos de irradiacion, los sistemas de instrumentacion y otros sistemas externos que pueden requerir el acceso al reactor durante las operaciones o los periodos de tiempo de inaccesibilidad general. Los sistemas ejemplares permiten unas vfas de penetracion desde puntos accesibles, exteriores. Sistemas ejemplares permiten tambien que los usuarios y los operarios autoricen / desautoricen de manera selectiva dicho acceso entre diversos sistemas. Por ejemplo, un sistema de una forma de realizacion ejemplar puede utilizar cualquier tipo de mecanismo de seleccion para conectar solo unos sistemas deseados dentro de la via de penetracion que accede al reactor, al tiempo que bloquean otros sistemas a partir del mismo acceso. Dicha gestion selectiva de acceso puede permitir multiples usos simultaneos del reactor nuclear y de las vfas de penetracion entre diferentes sistemas y funciones. Por ejemplo, la instalacion de la instrumentacion y la medicion de los tubos de instrumentacion pueden llevarse a cabo de manera simultanea con la irradiacion de los blancos de irradiacion en un nucleo del reactor, cuando dichos blancos son susceptibles de instalacion por separado y susceptibles de ser recogidos a traves de un mecanismo de seleccion. Dicha gestion puede reducir o impedir las interferencias entre los multiples sistemas y usos, asegurando al tiempo que se reduzca o impida el acceso perjudicial a un reactor nuclear durante los periodos de tiempo de acceso limitado.

Breve descripcion de los dibujos

Formas de realizacion ejemplares se pondran de manifiesto con mayor claridad mediante la descripcion, con detalle, de los dibujos adjuntos, en los que los mismos elementos estan representados por las mismas referencias numerales, las cuales se ofrecen unicamente a modo de ilustracion y por tanto no limitan los terminos que representan.

La FIG. 1 es una ilustracion de un reactor nuclear comercial convencional.

La FIG. 2 es una ilustracion de un sistema de blancos de irradiacion de una forma de realizacion ejemplar con un selector del sistema en una configuracion de carga de los blancos.

La FIG. 3 es una ilustracion de un selector de sistema de una forma de realizacion ejemplar.

Las FIGS. 4a y 4b, son ilustraciones de un selector de sistema de una forma de realizacion ejemplar en diversas configuraciones.

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La FIG. 5 es una ilustracion de un reactor de sistema de una forma de realizacion ejemplar.

Descripcion detallada

Este es un documento de patente, y las normas generales amplias debe aplicarse una vez realizadas su lectura y comprension. Todos los aspectos descritos y mostrados en el presente documento constituyen un ejemplo de una materia objeto que queda incluida en el alcance de las reivindicaciones adjuntas. Cualquier detalle estructural y funcional divulgado en la presente memoria tiene unicamente por finalidad describir la forma de elaborar y utilizar las formas de realizacion ejemplares. Diversas formas de realizacion diferentes que no se divulgan de manera espedfica en la presente memoria se incluyen en el alcance de las reivindicaciones adjuntas; en cuanto tales, las reivindicaciones pueden materializarse en muchas formas alternativas y no deben considerarse como limitadas a unicamente a las formas de realizacion ejemplares relacionadas en la presente memoria.

Se debe entender que, aunque los terminos primero, segundo, etc., pueden ser utilizados en la presente memoria para describir diversos elementos, estos elementos no deben quedar limitados por estos terminos. Estos terminos se utilizan solo para distinguir un elemento de otro. Por ejemplo un primer elemento podna ser designado como un segundo elemento y, de modo similar, un segundo elemento puede ser considerado como un primer elemento, sin apartarse del alcance de las formas de realizacion ejemplares. Segun se utiliza en la presente memoria el termino "y / o" incluye cualquier y toda combinacion de uno o mas de los elementos relacionados asociados.

Se debe entender que cuando un elemento es designado en una relacion espacial o ffsica, como "conectado", "acoplado", "ajustado", "sujeto" o "fijado" a otro elemento, puede estar directamente conectado o acoplado al otro elemento o puede haber elementos intermedios. Por el contrario, cuando un elemento es designado como "directamente conectado" o "directamente acoplado" a otro elemento, por ejemplo, no hay elementos intermedios. Otras palabras utilizadas para describir la relacion entre elementos deben interpretarse de forma similar (por ejemplo, "entre" frente a "directamente entre", "adyacente" frente a "directamente adyacente", etc.). De modo similar, un termino tal como "comunicativamente conectado" incluye todas las variaciones de la informacion de las rutas de cambio entre dos dispositivos, incluyendo dispositivos intermedios, redes, etc., conectados de forma inalambrica o por cable.

Segun se utiliza en la presente memoria, la forma singular "un", "uno/a", y "el / la" estan destinados a incluir tanto las formas singulares como las plurales, a menos que el concepto se derive explfcitamente lo contrario con palabras tales como "solo", "unico", y / o "uno/a". Asf mismo, debe entenderse que terminos tales como "presentar", "que presenta", "comprende", "que comprende", "incluye", y / o "que incluye", utilizadas en la presente memoria, especifican la presencia de caractensticas, etapas, operaciones, elementos, ideas y / o componentes declarados, pero ellos mismos no precluyen la presencia o adicion de una o mas caractensticas, etapas, operaciones, elementos, componentes, ideas y / o grupos de estas diferentes.

Debe asf mismo destacarse que las estructuras y operaciones analizadas en las lmeas que siguen puedan aparecer fuera del orden descrito y / o designado en las figuras. Por ejemplo, dos operaciones y / o figuras mostradas en su seccion pueden ser ejecutadas de manera simultanea o pueden ser algunas veces ser ejecutadas en orden inverso, dependiendo de la funcionalidad / actos implicados. De modo similar, las operaciones individuales incluidas en los procedimientos ejemplares descritos en las lmeas que siguen pueden ser ejecutados de manera repetitiva, individual o secuencialmente para proporcionar un bucle u otra serie de operaciones aparte de las operaciones singulares descritas mas adelante. Debe partirse de la base de cualquier forma de realizacion presente las caractensticas y la funcionalidad descritas mas adelante, en cualquier combinacion operativa, queda incluida en el alcance de las formas de realizacion ejemplares.

La FIG. 1 es una ilustracion de una vasija a presion 10 de un reactor nuclear utilizable con las formas de realizacion ejemplares y los procedimientos ejemplares. La vasija 10 de presion del reactor puede ser, por ejemplo, un reactor nuclear que puede ser, por ejemplo, un reactor nuclear de agua ordinaria comercial 100+ MWe tradicionalmente utilizado para la generacion de electricidad en todo el mundo. La vasija 10 de presion del reactor esta tradicionalmente contenido dentro de una barrera 411 de acceso que sirve para confinar la radioactividad en el caso de un accidente e impedir el acceso al reactor 10 durante la operacion del reactor 10. Segun se define en la presente memoria, una barrera de acceso es cualquier estructura que impide el acceso humano a un area durante la operacion del reactor nuclear debido a los riesgos relacionados con la seguridad y las operaciones, por ejemplo la radiacion. La barrera 411 de acceso, propiamente hablando puede ser un edificio de confinamiento cerrado hermeticamente e inaccesible durante la operacion del reactor, una pared de un pozo seco que rodee un area alrededor del reactor, una pared de un escudo del reactor, una barrera de desplazamiento humano que impida el acceso al tubo 50 de instrumentacion, etc.

Una cavidad por debajo de la vasija 10 del reactor, conocida como pozo seco 20, sirve para alojar el equipo de mantenimiento de la vasija como por ejemplo bombas, drenajes, tubos de instrumentacion y / o mecanismos de arrastre de las barreras de control. Como se muestra en la FIG. 1 y como se define en la presente memoria, al menos un tubo 50 de instrumentacion se extiende por dentro de la vasija 10 y cerca, o por dentro de, o traves del nucleo 15 que contiene el combustible nuclear y unos niveles de flujo de neutrones relativamente elevados y otra radiacion durante la operacion del nucleo 15. En los reactores de energfa nuclear convencionales existentes y segun

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se definen en la presente memoria, los tubos 50 de instrumentacion estan encerrados dentro de la vasija 10 y abiertos al exterior de la vasija 10 permitiendo el acceso espacial a posiciones proximas al nucleo 15 desde la vasija 10 exterior estando al mismo tiempo ffsicamente separados de los elementos interiores del reactor y del nucleo mediante el tubo 50 de instrumentacion. Los tubos 50 de instrumentacion pueden ser genericamente cilmdricos y pueden ensancharse con la altura de la vasija 10; sin embargo, pueden encontrarse en la industria otras geometnas de tubos de instrumentacion. Un tubo 50 de instrumentacion puede tener un diametro interior de aproximadamente de 2,54 a 1,27 cm, por ejemplo.

Los tubos 50 de instrumentacion pueden terminar por debajo de la vasija 10 del reactor en un pozo seco 20. Convencionalmente, los tubos 50 de instrumentacion pueden permitir que unos detectores de los neutrones u otros tipos de detectores sean insertados en su interior a traves de una abertura dispuesta en el extremo inferior del pozo seco 20. Estos detectores pueden extenderse hacia arriba a traves de los tubos 50 de instrumentacion para monitorizar las condiciones del nucleo 15. Ejemplos de tipos de monitores convencionales incluyen los detectores de intervalo amplio (WRNM), monitores de intervalo de fuente (SRM), monitores de intervalo intermedio (IRM), y sondas de movimiento transversal incorporadas al nucleo (TIP).El acceso a los tubos 50 de instrumentacion y a cualquier dispositivo de monitorizacion insertado en su interior tradicionalmente se restringe a interrupciones operativas debidas a riesgos de confinamiento y radiacion.

Aunque la vasija 10 se ilustra con unos componentes que se encuentran en un Reactor de Agua en Ebullicion, formas de realizacion y procedimientos ejemplares se utilizan con diversos tipos diferentes de reactores que incluyen los tubos 50 de instrumentacion u otros tubos de acceso que se extienden por el interior del reactor. Por ejemplo, los Reactores de Agua a Presion, los Reactores de Agua Pesada, los Reactores Moderados con Grafito, etc., con un regimen de potencia inferior a 100 Megavatios electricos hasta Gigavatios electricos y con unos tubos de instrumentacion en varias posiciones distintas de las mostradas en la FIG. 1 pueden ser utilizados con formas de realizacion ejemplares. Los tubos de instrumentacion en cuanto tales, susceptibles de utilizacion en los procedimientos ejemplares pueden tener cualquier geometna alrededor del nucleo que permita un acceso encerrado al flujo del nucleo de diversos tipos de reactores.

Los solicitantes han advertido que los tubos 50 de instrumentacion pueden ser utilizados para generar de una forma relativamente rapida y constante radioisotopos a largo plazo sobre una base a gran escala sin interferir con un nucleo 15 operativo o de reaprovisionamiento. Los solicitantes han asf mismo advertido la necesidad de generar unos radioisotopos a corto plazo y eliminarlos rapidamente del interior de la barrera 411, sin tener que detener la operacion de un reactor nuclear para acceder a un area dispuesta dentro de la barrera 411 de acceso. Procedimientos ejemplares incluyen la insercion de blancos de irradiacion dentro de los tubos 50 de instrumentacion y la exposicion de los blancos de irradiacion al nucleo 15 mientras esta operando o produciendo la radiacion. Exponiendo de esta manera los blancos de irradiacion al flujo de neutrones y a otra radiacion generalmente afrontada en el nucleo 15 operativo. El flujo del nucleo a lo largo del tiempo convierte una porcion sustancial de los blancos de irradiacion en una masa util de radioisotopos, incluyendo radioisotopos a corto plazo utilizables en aplicaciones medicas. Los blancos de irradiacion pueden entonces ser retirados de los tubos 50 de instrumentacion incluso durante la operacion en marcha del nucleo 15, y ser retirados para su uso medico y / o industrial.

Los solicitantes, asf mismo, han advertido la necesidad de una cantidad potenciada al maximo de produccion de radioisotopos dentro de los tubos 50 de instrumentacion, pero asf mismo han identificado que dicha necesidad esta limitada por las vfas relativamente escasas y sensibles a traves de la barrera 411 de acceso durante la operacion. Dichas vfas a traves de la barrera 411 de acceso pueden requerir su compatibilidad con la instrumentacion existente, incluyendo las sondas TIP que son insertadas dentro de los tubos 50 de instrumentacion durante los ciclos TIP. Formas de realizacion y procedimientos ejemplares dan respuesta a este problema permitiendo que los blancos 250 de irradiacion sean insertados en y retirados de los tubos 50 de instrumentacion a partir de un primer punto de acceso, permitiendo al tiempo de manera fiable que los tubos TIP sean insertados y retirados en otros casos de los tubos 50 de instrumentacion a partir de un segundo punto de acceso. De esta manera, pueden conseguirse de manera segura multiples operaciones y el uso de los tubos 50 de instrumentacion en un entorno de acceso sensible como por ejemplo una planta de energfa nuclear.

La FIG. 2 es un dibujo esquematico de un sistema 1000 de instalacion y recuperacion de blancos de irradiacion de una forma de realizacion ejemplar que presenta una via de penetracion, un sistema de carga / descarga, y un sistema de accionamiento. La FIG. 2 ilustra diversos componentes del sistema 1000 ejemplar en una configuracion de carga, partes de los cuales tambien se describen en la solicitud pendiente con la actual 13/339,345 titulada "Sistemas y Procedimientos para Procesar Blancos de Irradiacion a Traves de un Reactor Nuclear", depositada el 28 de diciembre de 2011. Como se muestra en la FIG. 2, el sistema 1000 de instalacion y recuperacion de blancos de irradiacion de la forma de realizacion puede incluir o utilizar uno o mas elementos para facilitar la carga de blancos de irradiacion, y la recogida de una manera ajustada en el tiempo, automatica y / o potenciadora del consumo. El sistema 1000 incluye una via de penetracion que proporciona un trayecto desde la barrera 411 de acceso exterior hasta el tubo 50 de instrumentacion para uno o mas blancos de irradiacion, un sistema de carga / descarga que permite que se inserten nuevos o blancos de irradiacion y blancos de irradiacion destinados a ser recogidos en el exterior de la barrera 411 de acceso, y un sistema de accionamiento que desplaza los blancos de irradiacion entre los tubos 50 de instrumentacion y la carga / descarga del sistema 1000 de la forma de realizacion ejemplar.

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Una via de penetracion en el sistema 1000 de la forma de realizacion ejemplar proporciona una v^a de desplazamiento fiable para los blancos 250 de irradiacion entre un emplazamiento accesible, por ejemplo un area de descarga o carga por fuera de la barrera 411 de acceso dentro de uno o mas tubos 50 de instrumentacion de manera que los blancos 250 de irradiacion puedan desplazarse por dentro la via hasta una posicion dentro o cerca de un nucleo 15 operativo para la irradiacion. Vfas ejemplares pueden incluir muchos mecanismos de instalacion utilizados solos o en combinacion que incluyan tubos, bastidores, alambres, cadenas, transportadoras, etc. en el sistema 1000 de la forma de realizacion ejemplar para proporcionar un trayecto de transito para un blanco de irradiacion entre un emplazamiento accesible y un nucleo operativo. Como un ejemplo espedfico mostrado en la FIG. 2, la via de penetracion puede incluir una tubuladura 1100 de penetracion que incluye las referencias numerales 1100a y 1100b, que discurran entre o bien las porciones interiores o de forma continua, una juntura 1200 de carga y un tubo 50 de instrumentacion dentro de un reactor nuclear.

La tubuladura 1100 de penetracion puede ser flexible o ngida y estar calibrada para permitir de manera apropiada que los blancos 250 de irradiacion entren en y / o a traves de la tubuladura 1100 de penetracion y naveguen por diversas estructuras y penetraciones de y dentro de la barrera 411 de acceso. La tubuladura 1100 de penetracion puede estar cerrada hermeticamente de forma continua o incluir unas aberturas, por ejemplo en unas juntas de conexion. La tubuladura 1100 de penetracion puede conectarse con otros tubos y / o estructuras y / o incluir interrupciones. Una posible ventaja de la tubuladura 1100 de penetracion es el acoplamiento hermetico y seguro en las junturas y / o con los puntos terminales / originales, es que la tubuladura 1100 de penetracion mantiene mejor la presion neumatica que puede ser utilizada para la retirada de los blancos, y tambien puede proporcionar un confinamiento adicional para los blancos 250 de irradiacion y para cualquier producto (gas, fluido, solido, particulado, etc.) formado como producto de irradiacion en el sistema 1000 de la forma de realizacion ejemplar.

La tubuladura 1100 de penetracion puede ser fabricada a partir de un material que mantenga sus caractensticas ffsicas en un entorno de un reactor nuclear operativo y que no reaccione de manera significativa con o impliquen materiales procedentes de los blancos 250 de irradiacion y su contacto con aquel, incluyendo, por ejemplo, aluminio, acero inoxidable, acero al carbono, aleaciones de mquel, PVC, PFA, caucho, etc. La tubuladura 1100 de penetracion puede ser cilmdrica o tener cualquier otra forma que permita que los blancos 250 de irradiacion entren por dentro y / o atraviesen la tubuladura 1100 de instrumentacion. Por ejemplo, la tubuladura 1100 de penetracion puede presentar una seccion transversal generalmente circular con un diametro de 2,54 a 1,27 cm y una superficie interior lisa que permita que el blanco 250 de irradiacion esferico ruede por dentro de la tubuladura 1100 de penetracion. Una ventaja potencial de utilizar dicha tubuladura 1100 de penetracion ejemplar puede ser el acoplamiento aproximado de los diametros y las geometnas con los tubos 50 de instrumentacion para un desplazamiento constante de los blancos de irradiacion en su interior; sin embargo, puede ser deseable e incluso ventajoso la utilizacion de geometnas, y calibres de la tubuladura 1100 de penetracion alternativas o cualquier otra via de penetracion utilizada en formas de realizacion ejemplares.

La tubuladura 1100 de penetracion utilizada en el sistema 1000 de la forma de realizacion ejemplar procura una ruta desde un origen en la juntura 1200 de carga, donde los blancos de irradiacion pueden entrar / salir de la tubuladura 1100 de penetracion en el exterior de la barrera 411 de acceso. Como se muestra en la FIG. 2, por ejemplo, la tubuladura 1100 de penetracion conduce a los blancos 250 de irradiacion desde la juntura 1200 de carga hasta la barrera 411 de acceso, la cual puede ser, por ejemplo, una pared de confinamiento de hormigon reforzado revestido de acero o una pared de un pozo seco o cualquier otra restriccion de acceso en estaciones de energfa nuclear convencionales.

Las vfas de penetracion utilizables en el sistema 1000 de la forma de realizacion ejemplar proporcionan una ruta a traves de la barrera 411 de acceso y hasta la vasija 10 del reactor, donde los blancos 250 de irradiacion pueden entrar en un tubo 50 de instrumentacion. Por ejemplo, como se muestra en la FIG. 2 la tubuladura 1100 de penetracion penetra en la barrera 411 de acceso y se extiende hasta los tubos 50 de instrumentacion. La tubuladura 1100 de penetracion puede atravesar una penetracion existente de la barrera 411 de acceso, como por ejemplo una penetracion de un tubo TIP existente, o puede utilizar una nueva penetracion creada para la tubuladura 1100 de penetracion. La tubuladura 1100 de penetracion negocia o atraviesa cualquier otro objeto situado dentro de la barrera 411 de acceso antes de alcanzar el tubo 50 de instrumentacion.

Un pedestal 412 anular del reactor puede estar situado en un pozo seco 20 por debajo del reactor 10, y la tubuladura 1100 de penetracion se muestra en la FIG. 2 atravesando una penetracion del pedestal 412. Se entiende que las vfas de penetracion pueden discurrir por un numero indeterminado de cursos diferentes y negociar diferentes obstaculos en disenos diferentes de reactores aparte de la via ejemplar espedfica mostrada con la tubuladura 1100 de penetracion de la FIG. 2. De modo similar, las vfas de penetracion no necesitan ser constantes o uniformes; por ejemplo, la tubuladura 1100 de penetracion puede terminar en uno u otro lado y estar conectada a una penetracion del pedestal 412 para permitir que los blancos 250 de irradiacion atraviesen la penetracion entre la tubuladura 1100 de penetracion.

Las vfas de penetracion utilizables en el sistema 1000 de la forma de realizacion ejemplar pueden terminar en o dentro de un tubo 50 de instrumentacion. Como se muestra en la FIG. 2, la tubuladura 1100 de penetracion termina en una brida 1110 dispuesta en una base del tubo 50 de instrumentacion, permitiendo que los blancos 250 de irradiacion pasen desde la tubuladura 1100 de penetracion hasta el interior del tubo 50 de instrumentacion. De modo

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similar, la tubuladura 1100 de penetracion puede unirse con un indizador que permita el acceso a varios tubos 50 de instrumentacion a partir de una unica penetracion a traves de la pared 411 del reactor y / o del pedestal 412. Dicho sistema se describe en la solicitud pendiente con la actual 13/477,244 titulada "Sistemas y Procedimientos para el Procesamiento de Blancos de Irradiacion a traves de Multiples Tubos de Instrumentacion en un Reactor Nuclear" depositada el 22 de mayo de 2012.

Las vfas de penetracion utilizables en las formas de realizacion ejemplares, pueden ser en parte preexistentes o en su totalidad y / o instaladas durante el acceso a las areas de confinamiento y / o areas de acceso restringido en una planta de energfa nuclear, como por ejemplo durante una interrupcion del servicio prevista de antemano. Por ejemplo, la tubuladura 1100 de penetracion puede ser instalada en la barrera 411 de acceso durante una interrupcion del servicio, atravesando la tubuladura 1100 de penetracion las penetraciones de la barrera 411 de acceso y el pedestal 412, desplazada y asegurada en un area dispuesta dentro de la barrera 411 de acceso y en un espacio 20 de pozo seco por debajo del reactor 10, y asegurado a una brida 1110. Unas porciones de la tubuladura 1100 de penetracion que se extienden por fuera de la barrera 411 de acceso pueden estar instaladas en la juntura 1200 de carga, en cualquier momento. La tubuladura 1100 de penetracion puede estar sujeta en diversos puntos dentro de la barrera 411 de acceso y / o desviarse alrededor del equipo existente para minimizar la congestion o aglutinacion dentro del pozo seco 20 u otro espacio rodeado por la barrera 411 de acceso preservando al tiempo una via atravesable para los blancos 250 de irradiacion hacia y desde el tubo 50 de instrumentacion. Una vez mas, otras vfas de penetracion, incluyendo vfas de alambre, mallas, compartimentos, tuneles perforados, etc. pueden ser utilizados en formas de realizacion para conseguir una via desde el exterior de un area de acceso restringido como por ejemplo un confinamiento con respecto a un tubo de instrumentacion de un reactor nuclear operante.

El sistema 1000 puede ser de proposito doble a lo largo de todo el sistema y utilizado igualmente con un accionamiento TIP u otros componentes de reactor e instrumentacion. O el sistema 100 puede estar exclusivamente dedicado a la produccion de isotopos de la recogida con su propia mecanismo de accionamiento, vfas, depositos, etc. y excluir el uso de otra instrumentacion o de un accionamiento TIP. O el sistema 1000 puede ser exclusivo en alguna parte y compartido por otros. Por ejemplo, por fuera del pedestal 412 y / o del pozo seco 20, el sistema 1000 de la forma de realizacion ejemplar puede ser dedicado a la produccion y recogida de blancos de irradiacion. Dentro del pedestal 42 y del pozo seco 20, el espacio puede ser escaso y la instalacion de los nuevos componentes dedicados y / o el desplazamiento de otros componentes puede no ser deseable, de manera que el sistema 1000 ejemplar puede utilizar y compartir vfas con los accionamientos e instrumentacion TIP convencionales.

La funcionalidad doble compartida puede conseguirse de diversas maneras. Por ejemplo, como se muestra en la FIG. 2, dentro del pedestal 412, la via 1100 de penetracion puede ser una via 1100b de penetracion compartida utilizable para transportar tanto blancos 250 de irradiacion como otros dispositivos convencionales incluyendo tipos TIP. Por fuera del pedestal 412 la via de penetracion puede ser una via 1100a exclusiva utilizada solo para el transporte y recogida de los blancos 250 de irradiacion. Un selector 630 del sistema es capaz de proveer de manera selectiva el acceso a al menos la via 1100b de penetracion compartida dentro del pedestal 412 entre diversos sistemas. Por ejemplo, la tubuladura 300 TIP existente y la via 1100a exclusiva pueden ser conectadas de manera selectiva a la via 1100b compartida a traves del selector 630 del sistema. Por supuesto, pueden ser utilizados mas de un selector 630 del sistema en el sistema 1000 ejemplar y / o el selector 630 del sistema puede ser utilizado en otros puntos exteriores al pedestal 412 para proporcionar acceso a las vfas compartidas para multiples existentes y / o nuevos sistemas.

El selector 630 del sistema puede proporcionar de manera selectiva el acceso a la via 1100b de penetracion compartida en cualquier momento deseado. Por ejemplo, se puede acceder a la via 1100a exclusiva durante los periodos de tiempo de la insercion y / o retirada de los blancos de irradiacion, al tiempo que la tubuladura 300 TIP puede obtener el acceso durante los ciclos TIP estandar mientras que los blancos 250 de irradiacion no estan utilizando la via 1100b compartida, por ejemplo cuando los blancos 250 de irradiacion son recogidos o son retenidos dentro de unos tubos 50 de instrumentacion concretos. De esta manera, se puede llevar a cabo la irradiacion simultanea de los blancos de irradiacion y de los ciclos TIP para multiples tubos de instrumentacion. El selector 630 del sistema puede ser operado manualmente, por control remoto y / o de forma automatica, en base a los cuadros temporales y / o a las condiciones detectadas de la planta, por ejemplo. De modo similar, el selector 630 del sistema puede ser utilizado con unos mecanismos de retencion y otros sistemas de la solicitud pendiente con la actual "Sistemas y Procedimientos para Retener y Retirar Blancos de Irradiacion en un Reactor Nuclear", de Runkle et al., depositada con la presente con arreglo al expediente de abogado 5.0020.1 (24IG259330). El selector 630 del sistema puede ademas ser utilizado en los sistemas descritos en la solicitud 13/447,244 en la brida 1100 para sustituir y / o ser utilizado en diversos mecanismos descritos en la presente memoria para seleccionar sistemas.

La FIG. 3 es una ilustracion de una seccion transversal de un selector 630 del sistema de la forma de realizacion ejemplar. Como se muestra en la FIG. 3, el selector 630 del sistema de la forma de realizacion ejemplar incluye un bloque 633 de seleccion acoplado a al menos un motor 634. El bloque 633 de seleccion proporciona diversas diferentes vfas, dependiendo de su posicion. Por ejemplo, el bloque 633 de seleccion puede incluir dos vfas 631 y 632 distintas con unas aberturas verticalmente separadas unas de otras. Una via 632 distinta mas elevada puede conectar con una via 1100a exclusiva que da servicio a los componentes de un sistema de carga y recogida de blancos de irradiacion, mientras que una via 631 distinta inferior puede conectarse con un tubo 300 TIP que da servicio a unos accionadores TIP convencionales y a unos sensores o a otra instrumentacion. En base al

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posicionamiento vertical del bloque 633 de seleccion, solo una de las v^as 631 y 632 pueden alinearse con, y desembocar en, la v^a 1100b compartida dirigida hacia el tubo 50 de instrumentacion (FIG. 2). Por ejemplo, como se muestra en la FIG. 3, solo la via 631 distinta inferior se une a la via 1100b compartida, de manera que solo el tubo 300 TIP y el instrumental dispuesto en su interior puede acceder a la via 1100b compartida y a un tubo de instrumentacion, mientras que la via 1100a exclusiva y los blancos de instrumentacion que se desplazan a traves de aquellas estan bloqueados por la via 1100b compartida. El movimiento vertical del bloque 633 de seleccion puede invertir esta funcionalidad.

El bloque 633 de seleccion puede ser fabricado en una pluralidad de materiales que sean compatibles con un entorno de reactor nuclear operativo y el transporte de radioisotopos y de instrumentacion. Por ejemplo, pueden utilizarse aleaciones de aluminio o de acero inoxidable en el bloque 633 de seleccion, como pueden ser materiales plasticos o ceramicos de gran calidad. Las vfas 632 y 631 distintas pueden formarse a partir de o con los mismos materiales y presentar unas superficies interiores continuas y relativamente lisas y una forma que coincida con la instrumentacion anticipada y con los blancos 250 de irradiacion, para proporcionar un paso sin interrupciones a traves de las via 631 y 621 sin un arrastre o rozamiento del material significativo. Aunque los blancos 250 de irradiacion se muestran como esferas en algunos sistemas de la forma de realizacion ejemplar, se entiende que las vfas 632 y / o 631 pueden estar conformadas y calibradas para adaptarse a una pluralidad de formas y configuraciones tanto de los blancos de irradiacion como de la instrumentacion, incluyendo formas prismaticas, obloides, alambres, cadenas, etc.

El selector 630 de la forma de realizacion ejemplar puede unir el bloque 633 de seleccion a los motores 634 por medio de un piston 635 cerrado hermeticamente y un ciguenal 638 que puede incluir unos surcos que engranen con un engranaje del motor 634 o por medio de cualquier otra disposicion energizada. Por ejemplo, el motor 634 puede estar calibrado y enchavetado con el ciguenal 638 de manera que una exacta media rotacion del motor 634 desplace el bloque 633 de seleccion hasta la distancia requerida para alternar entre las vfas 632 y 631 mejorando la fiabilidad y la predictibilidad de la posicion del bloque 633 de seleccion. El selector 630 del sistema de la forma de realizacion ejemplar puede ademas incluir uno o mas conmutadores electricos y un accionador 636 para procurar un control apropiado al motor 634. Por ejemplo, los conmutadores y el accionador 636 pueden estar regulados para proporcionar la exacta rotacion del motor 634 para el desplazamiento fiable del bloque 633 de seleccion y / o el accionador 636 puede ser programado para el desplazamiento temporal de manera apropiada del bloque 633 de seleccion en las distancias deseadas. De esta manera, el selector 630 del sistema de la forma de realizacion ejemplar puede ser una unidad operativa autosostenida, con unas caractensticas operativas automantenidas y de seguridad contra avenas estandar. Por supuesto, tambien pueden disponerse comunicaciones por control remoto desde una sala de control u otro operador exterior con el selector 630 del sistema de la forma de realizacion ejemplar a traves de cualquier conexion comunicativa de manera que un usuario a distancia pueda dictar la direccion de actuacion y desplazamiento del bloque 633 de seleccion por medio de una senalizacion apropiada y / o de manera que el selector 630 del sistema pueda suministrar una retroalimentacion a los usuarios como su estado, posicion, errores, etc.

Las FIGS. 4a y 4b son vistas laterales del selector 630 del sistema de la forma de realizacion ejemplar que muestran dos diferentes configuraciones del bloque 633 de seleccion. En la FIG. 4a, el piston 635 y el bloque 633 de seleccion han sido bajados de manera que solo la via 632 superior distinta conecta con la via 1100b de penetracion compartida y tiene acceso a un tubo de instrumentacion conectado a aquella. En esta configuracion, se puede formar una via 1100 de penetracion completa entre las referencias numerales 1100a y 1100b y proporcionar la carga y / o la recogida de objetivos de irradiacion desde / hacia los tubos de instrumentacion y los sistemas de carga / recogida. En esta configuracion, la via 631 distinta no conecta con la via 1100b de penetracion compartida y puede quedar bloqueada en esta configuracion. Como alternativa, el tubo 300 TIP puede no conectar con la via 631 diferenciada inferior en la configuracion de la FIG. 4a, para impedir con mayor precision y / o bloquear cualquier instrumentacion TIP incluso entrando en el bloque 633 de seleccion. En la FIG. 4b, el piston 635 y el bloque 633 de seleccion han sido elevados de manera que solo la via 631 diferenciada inferior conecta con la via 1100b de penetracion compartida y tiene acceso a un tubo de instrumentacion conectado a la misma. En esta configuracion, una via de penetracion completa se puede formar entre el tubo 300 TIP y la via 1100b de penetracion compartida y permitir el acceso del TIP o de otra instrumentacion desde / hacia los tubos de instrumentacion sin interaccion con los blancos de irradiacion y los sistemas de recogida / carga para dichos sistemas. En dicha configuracion, la via 632 superior diferenciada no conecta con la via 1100b de penetracion compartida y puede quedar bloqueada en esta configuracion. Como alternativa, la via 1100a de penetracion de los blancos de irradiacion puede no conectar con la via 632 superior diferenciada en la configuracion de la FIG. 4a, para impedir con mayor energfa y / o bloquear cualquier tipo de blancos de irradiacion para que ni siquiera lleguen a entrar en el bloque 633 de seleccion.

La FIG. 5 es una ilustracion de un selector 630 del sistema de la forma de realizacion ejemplar que incluye un bastidor 639 exterior que puede recibir y alinear las diversas entradas y salidas 1100a, 1100b, 300 con unas posiciones espedficas del bloque 633 de seleccion (FIG. 3) y unas vfas 631 y 632 diferenciadas en su interior (FIG. 3). Fuera del bastidor 639 puede tambien servir para bloquear terminalmente las vfas que no esten selectivamente alineadas por el selector 630 del sistema de la forma de realizacion ejemplar. De esta manera, solo un sistema unico puede alcanzar en ultimo termino el acceso a la via 1100b de penetracion compartida y al (los) tubo(s) 50 de instruccion (FIG. 2), conectado(s) a ellas. Asf mismo, se puede impedir que los sistemas no alineados accedan o bloqueen o provoquen un funcionamiento incorrecto en, el selector 630 del sistema de la forma de realizacion

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ejemplar debido a la naturaleza bloqueante del bastidor 639 exterior. Se entiende tambien que diversas entradas y salidas entre sistemas que interactuan con el selector 630 del sistema de la forma de realizacion ejemplar pueden tener cualquier posicion u orientacion; por ejemplo, en la FIG. 5, el tubo 300 TIP y la via 1100a de penetracion exclusiva estan en una posicion vertical opuesta a partir del ejemplo de las FIGS. 3 - 5.

Aunque el selector 630 del sistema de la forma de realizacion ejemplar se muestra con una funcion de discriminacion vertical en el bloque 633 de seleccion, se entiende que el desplazamiento horizontal o en otro angulo, el accionamiento, y el posicionamiento del bloque 633 de seleccion, con respecto a las vfas de penetracion o a los motores de accionamiento, pueden ser utilizados en formas de realizacion ejemplares. Por ejemplo, los motores 634 pueden accionar el ciguenal 638, el piston 635 y el bloque 633 de seleccion horizontalmente para seleccionar entre dos o mas vfas 631 / 632 diferenciadas que pueden situarse lado con lado dentro del bloque 633 de seleccion. Asf mismo, se entiende que mas de dos vfas diferenciadas pueden disponerse mediante un unico bloque 633 de seleccion, creando potencialmente tres o mas vfas de acceso diferenciadas dentro de una unica via 1100a de penetracion compartida para adaptarse a diversas actividades diferenciadas y acceder a las necesidades de los tubos 50 de instrumentacion (FIG. 2), bloqueando al mismo tiempo diversas otras vfas inactivas.

Aun mas, se entiende que pueden utilizarse otras configuraciones para el selector 630 del sistema como formas de realizacion ejemplares del sistema 1000. Por ejemplo, se puede utilizar un tubo en Y rotatorio para diferenciar entre diversos sistemas que requieran un acceso a los tubos de instrumentacion en momentos diferentes. O, por ejemplo, el selector 630 del sistema puede utilizar una tabla giratoria que rote en lugar de utilizar un desplazamiento vertical u horizontal. Aun mas, el selector 630 del sistema puede utilizar una diversidad de desviadores, seleccionadores, exposiciones de puerta y enrutadores conocidos que pueden utilizarse en entornos de reactores nucleares para discriminar entre multiples sistemas de acceso compartido.

Despues de describir formas de realizacion y procedimientos ejemplares, se apreciara por parte del experto en la materia que las formas de realizacion ejemplares pueden modificarse y sustituirse por medio de experimentacion rutinaria incluyendose al tiempo el alcance de las reivindicaciones subsecuentes. Por ejemplo, los tipos y emplazamientos de los seleccionadores del sistema que habilitan diversas vfas de penetracion o no esta limitados a los sistemas espedficos mostrados y descritos en las figuras - pudiendo igualmente utilizarse otros dispositivos y sistemas espedficos para seleccionar de manera fiable una via de acceso al equipo al interior del area de acceso restringido de una extraccion de energfa nuclear y al tubo de instrumentacion, como formas de realizacion ejemplares y que se incluyen dentro del alcance de las reivindicaciones. Asf mismo, se entiende que los sistemas y procedimientos ejemplares pueden ser utilizados en cualquier tipo de planta nuclear con barrera de acceso que impida un acceso ilimitado al reactor, incluyendo disenos de reactores de agua corriente conocidos, reactores moderados por grafito y / o reactores de sal fundida asf como cualquier otro diseno de planta nuclear. Dichas variantes no deben ser consideradas como desviadas del alcance de las reivindicaciones subsecuentes.

Claims

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REIVINDICACIONES

1. - Un sistema (1000) de gestion de blancos de irradiacion y de acceso de instrumentacion en un reactor nuclear (10), comprendiendo el sistema:

un reactor nuclear, una via (1100) de penetracion que conecta un punto de origen situado por fuera de una barrera (411) de acceso del reactor nuclear con un tubo (50) de instrumentacion que se extiende por dentro del reactor nuclear en el interior de la barrera de acceso, en el que la via de penetracion puede ser atravesada por al menos un blanco (250) de irradiacion y la instrumentacion hacia el tubo de instrumentacion, en el que la via de penetracion incluye,

una via entre al menos una via (300) de instrumentacion y al menos una via (1100a) de blancos de irradiacion diferentes de la via (300) de instrumentacion, y al menos una via (1100b) compartida; y caracterizado por un seleccionador (630) en el interior de la barrera de acceso estando el seleccionador (630) configurado para conectar solo una entre la via (300) de instrumentacion y la via (1100a) de irradiacion con la via (1100b) compartida para formar la via de penetracion.
2. - El sistema (1000) de la reivindicacion 1, en el que,

la via (1100a) de blancos de irradiacion conecta con un sistema de carga / descarga de blancos de irradiacion, y la via (300) de instrumentacion conecta con un sistema TIP.
3. - El sistema (1000) de la reivindicacion 1, en el que el selector (630) esta situado en un pedestal del reactor nuclear (10).
4. - El sistema (1000) de la reivindicacion 3, en el que la via (1100b) compartida conecta el seleccionador (630) con el tubo (50) de instrumentacion y se extiende enteramente dentro del pedestal y en el que la via (1100a) de blancos de irradiacion y la via (300) de instrumentacion se extiende enteramente por fuera del pedestal.
5. - El sistema (1000) de la reivindicacion 1, en el que la barrera (411) de acceso es un edificio de confinamiento del reactor nuclear.
6. - El sistema (1000) de la reivindicacion 1, que comprende ademas:

al menos un blanco de irradiacion movil dentro de la via (1100a) de blancos de irradiacion y la via (1100b) compartida.
7. - El sistema (1000) de la reivindicacion 6, en el que,

el al menos un blanco (250) de irradiacion son una pluralidad de blancos de irradiacion, y la pluralidad de blancos de irradiacion son esfericos.
8. - El sistema (1000) de la reivindicacion 7, en el que,

la via (1100a) de blancos de irradiacion y la via (1100b) compartida son tubuladuras que conectan continuamente un sistema de carga / descarga de blancos de irradiacion y del tubo de instrumentacion por medio del seleccionador y

la tubuladura esta calibrada para permitir que la pluralidad de blancos de irradiacion ruede por dentro de la tubuladura.
9. - El sistema (1000) de la reivindicacion 1, en el que el selector (630) incluye

una primera via de seleccion configurada para conectar solo con la via de instrumentacion, y

una segunda via de seleccion distinta de la primera via de seleccion y configurada para conectar solo con la via de blancos de irradiacion.
10. - El sistema (1000) de la reivindicacion 9, en el que el selector (630) incluye ademas un bloque movil que contiene las primera y segunda vfas de seleccion, y en el que solo una de las primera y segunda vfas de seleccion conecta con la via compartida en base a una posicion del bloque movil.
11. - El sistema (1000) de la reivindicacion 10, en el que el selector (630) incluye ademas al menos un motor y un piston que conecta el bloque movil con el motor, y en el que el motor esta configurado para rotar asf como para desplazar el bloque movil a la posicion .
12. - El sistema (1000) de la reivindicacion 10, en el que el selector (630) incluye ademas un bastidor exterior configurado para bloquear al menos una via entre las primera y segunda vfas de seleccion que esta conectada con la via compartida.