ES2694099T3

ES2694099T3 - Herramienta de intercambio del monitor de rango de potencia local bajo una vasija

Info

Publication number: ES2694099T3
Application number: ES11754123.5T
Authority: ES
Inventors: David P. Ketcham; Stafford L. Turner; Brian C. Campbell
Original assignee: Westinghouse Electric Co LLC
Current assignee: Westinghouse Electric Co LLC
Priority date: 2010-03-11
Filing date: 2011-03-11
Publication date: 2018-12-18
Anticipated expiration: 2031-03-11
Also published as: KR20130038807A; US8561287B2; WO2011112879A1; US20110219609A1; EP2545557A4; KR101704857B1; EP2545557A1; EP2545557B1

Abstract

Una herramienta (8) para su uso en el mantenimiento de un conjunto (48) de monitor de rango de potencia local (LPRM) de una vasija de reactor nuclear, que comprende: un miembro estructural (10) que tiene un primer orificio, estando estructurado el primer orificio para recibir un dispositivo (41) de LPRM asociado con el conjunto (48) de LPRM; una cabeza (13) proporcionada en un primer extremo del miembro estructural (10), teniendo la cabeza (13) una pluralidad de prolongaciones (40) estructuradas para casar con una pluralidad de orificios proporcionados en una junta estanca del conjunto (48)de LPRM; y un conjunto (21) de conexión con tuerca montado de forma deslizante sobre el miembro estructural (10), teniendo el conjunto (21) de conexión con tuerca un alojamiento (22) que define un segundo orificio (23), teniendo el alojamiento (22) una primera porción (25) de conexión con tuerca y una segunda porción (24) de conexión con tuerca más pequeña que la primera porción (25) de conexión con tuerca, estando libre el conjunto (21) de conexión con tuerca para deslizarse a lo largo del miembro estructural (10) y sobre la cabeza (13) hasta una posición en la que las porciones primera y segunda (25, 24) de conexión con tuerca se extienden más allá de la cabeza (13).

Description

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DESCRIPCION

Herramienta de intercambio del monitor de rango de potencia local bajo una vasija Antecedentes de la invencion

1. Campo de la invencion

La presente invencion versa acerca de vasijas de un reactor nuclear y, en particular, acerca de una herramienta que puede ser utilizada para simplificar y facilitar el desmontaje y la sustitucion de un monitor de rango de potencia local (LPRM) en una vasija de un reactor nuclear.

2. Tecnica relacionada

Los monitores de rango de potencia local (LPRM) son utilizados en vasijas de un reactor nuclear para monitorizar la potencia de salida del combustible nuclear que es una indicacion directa de la cantidad de energfa que esta produciendo la central de energfa nuclear. Los LPRM son una parte vital de la funcion de un reactor nuclear y necesitan ser sustituidos de vez en cuando. Los LPRM tfpicos tienen una longitud de aproximadamente 18,3 m y cada uno incluye un numero de detectores de neutrones separados axialmente. Los LPRM se extienden en el interior del alojamiento intranuclear de una vasija desde una brida del conjunto de LPRM que esta ubicada bajo la vasija del reactor en la que son fijados en su lugar subiendo por el nucleo de combustible del reactor y hasta la grna superior del reactor.

Antes de que pueda intercambiarse un LPRM, debe ser desconectado de su alojamiento intranuclear de la vasija desde una posicion bajo la vasija del reactor. El procedimiento de intercambio de LPRM requiere, en primer lugar, que un equipo bajo la vasija se situe debajo de la vasija del reactor y retire una junta estanca de un conjunto de LPRM y una tuerca del conjunto de LPRM que estan acopladas con la brida del conjunto de LPRM y que fijan el LPRM en su lugar para liberar el LPRM de su alojamiento intranuclear de la vasija. Una vez que se logra esto, un equipo de la plataforma de recarga saca el LPRM del nucleo del reactor para su eliminacion. Entonces, el equipo de la plataforma de recarga instalara el nuevo LPRM y el equipo bajo la vasija volvera a instalar la tuerca del conjunto de LPRM y la junta estanca del conjunto de LPRM, fijando, de esta manera, el nuevo LPRM en su lugar.

En la actualidad, se debe llevar tres herramientas hasta el area bajo la vasija para liberar el LPRM segun se acaba de describir. Esas herramientas incluyen una herramienta para retirar la junta estanca y dos herramientas distintas para retirar la tuerca. Se debe llevar dos herramientas para la tuerca debido a que se pueden utilizar tuercas de dos tamanos distintos en un conjunto de LPRM y, normalmente, no se conoce con antelacion el tamano de la tuerca que esta instalada en cualquier conjunto particular de LPRM. El tamano real de la tuerca no puede determinarse hasta que el equipo intenta colocar una herramienta sobre la tuerca.

Por lo tanto, hay cabida para la mejora en el area del desmontaje y de la sustitucion de LPRM en vasijas de reactores nucleares. En particular, existe la necesidad de una herramienta que simplifique y facilite el desmontaje y la sustitucion de LPRM en vasijas de reactores nucleares.

Sumario de la invencion

Se proporciona una herramienta para su uso en el mantenimiento de un conjunto de LPRM de una vasija de reactor nuclear que incluye un miembro estructural que tiene un primer orificio que esta estructurado para recibir un dispositivo de LPRm asociado con el conjunto de LPRM, una cabeza proporcionada en un primer extremo del miembro estructural y un conjunto que se conecta con una tuerca montado de forma deslizante sobre el miembro estructural. La cabeza tiene una pluralidad de prolongaciones (por ejemplo, tornillos) estructurados para casar con una pluralidad de orificios proporcionados en una junta estanca del conjunto de LPRM para permitir que se retire la junta estanca, y el conjunto de conexion a una tuerca tiene un alojamiento que define un segundo orificio y que tiene una primera porcion de conexion a una tuerca (por ejemplo, una porcion de corte hexagonal) y una segunda porcion de conexion a una tuerca (por ejemplo, otra porcion de corte hexagonal) mas pequena que la primera porcion de conexion a una tuerca. El conjunto de conexion a una tuerca esta libre para deslizarse a lo largo del miembro estructural y sobre la cabeza hasta una posicion en la que las porciones primera y segunda de conexion a una tuerca se extienden mas alla de la cabeza, de forma que puedan ser utilizadas para retirar la tuerca del conjunto.

Estos y otros objetos, rasgos y caractensticas de la presente invencion, al igual que los procedimientos de operacion y las funciones de los elementos relacionados de la estructura y la combinacion de piezas y costes de fabricacion, seran mas evidentes tras la consideracion de la siguiente descripcion y de las reivindicaciones adjuntas con referencia a los dibujos adjuntos, formando todos ellos parte de la presente memoria, en la que numeros similares de referencia designan piezas correspondientes en las diversas figuras. Sin embargo, se debe comprender expresamente que los dibujos tienen unicamente fines ilustrativos y descriptivos y no se conciben como una definicion de los lfmites de la invencion. Segun se utiliza en la presente memoria y en las reivindicaciones, la forma singular de “un”, “una”, “el” y “la” incluyen referentes plurales a no ser que el contexto dicte claramente lo contrario.

Breve descripcion de los dibujos

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Se puede obtener una mayor comprension de la invencion a partir de la siguiente descripcion de las realizaciones preferentes cuando sea ^da junto con los dibujos adjuntos en los que:

La FIG. 1 es una vista isometrica de una herramienta que puede ser utilizada para retirar la junta estanca del conjunto y la tuerca del conjunto de un conjunto de LPRM (monitor de rango de potencia local) de una vasija de reactor nuclear segun una realizacion ejemplar de la presente invencion;

las FIGURAS 2 y 3 son vistas isometrica y despiezada, respectivamente, de un conjunto de piezas soldadas que forma una parte de la herramienta mostrada en la FIG. 1;

la FIG. 4 es una vista ampliada de una cabeza que forma una parte del conjunto de piezas soldadas de las FIGURAS 2 y 3;

la FIG. 5 es una vista ampliada de un alojamiento que forma una parte del conjunto de piezas soldadas de las FIGURAS 2 y 3;

la FIG. 6 es una vista isometrica de un conjunto de retirada de tuerca que forma parte de la herramienta mostrada en la FIG. 1;

la FIG. 7 es una vista cortada de un alojamiento de retirada de tuerca que forma parte del conjunto de retirada de tuerca de la FIG. 6;

la FIG. 8 es una vista despiezada de la porcion superior de la herramienta mostrada en la FIG. 1 que muestra un collar hexagonal que forma parte de la misma;

la FIG. 9 es una vista isometrica de la porcion superior de la herramienta mostrada en la FIG. 1 que muestra el collar hexagonal fijado a la cabeza de la herramienta;

la FIG. 10 es una vista despiezada del extremo inferior de la herramienta mostrada en la FIG. 1 que muestra una tuerca de par que forma parte de la herramienta;

la FIG. 11 es una vista esquematica de una porcion del area bajo una vasija conocida de reactor;

las FIGURAS 12-14 son vistas esquematicas de la herramienta mostrada en la FIG. 1 siendo utilizada para

retirar una junta estanca del conjunto de LPRM; y

las FIGURAS 15-16 son vistas esquematicas de la herramienta mostrada en la FIG. 1 siendo utilizada para retirar una tuerca del conjunto de LRPM.

Descripcion de la realizacion preferente

Las frases direccionales utilizadas en la presente memoria, tales como, por ejemplo y sin limitacion, superior, inferior, izquierda, derecha, delantero, trasero y derivados de las mismas, estan relacionadas con la orientacion de los elementos mostrados en los dibujos y no son limitantes de las reivindicaciones a no ser que se indique expresamente en las mismas.

Segun se emplea en la presente memoria, la declaracion de que dos o mas piezas o componentes estan “acoplados” entre sf significara que las piezas estan unidas u operan conjuntamente bien directamente o bien a traves de uno o mas componentes o piezas intermedios.

Segun se emplea en la presente memoria, la declaracion de que dos o mas piezas o componentes “conectados” entre sf significara que las piezas ejercen una fuerza mutua bien directamente o bien a traves de uno o mas componentes o piezas intermedios.

Segun se emplea en la presente memoria, el termino “numero” significara uno o un numero entero superior a uno (es decir, una pluralidad).

La FIG. 1 es una vista isometrica de la herramienta 8 que puede ser utilizada para retirar y sustituir la junta estanca del conjunto y la tuerca del conjunto de un conjunto de LPRm (monitor de rango de potencia local) de una vasija de reactor nuclear segun una realizacion ejemplar de la presente invencion. La herramienta 8 incluye un conjunto de piezas soldadas 9. En la FIG. 2 se muestra una vista isometrica frontal del conjunto de piezas soldadas 9 y en la FIG. 3 se muestra una vista posterior despiezada del conjunto de piezas soldadas 9. El conjunto de piezas soldadas 9 incluye un tubo estructural 10 que tiene una porcion moleteada proporcionada en un extremo trasero del mismo. La brida 12 esta soldada encima de la porcion moleteada 11.

Se proporciona la cabeza 13 en un extremo superior del conjunto de piezas soldadas 9 en el que esta fijada a un extremo superior del tubo estructural 10 (frente a la brida 12). En la FIG. 4 se muestra una vista ampliada de la cabeza 13. La cabeza 13 incluye dos superficies planas 14 ubicadas en lados opuestos de la misma, extendiendose el agujero pasante 15 longitudinalmente a traves de la misma, teniendo cuatro agujeros roscados interiormente 16 de forma helicoidal (es decir, insertos roscados) en una cara delantera de la misma, y dos agujeros taladrados 17 en lados opuestos de la misma. En la realizacion ejemplar, la cabeza 13 esta soldada al extremo superior del tubo estructural 10.

Se proporciona el alojamiento 18 en un extremo inferior del conjunto de piezas soldadas 9 en el que esta fijado al extremo de la porcion moleteada 11 que se encuentra frente a la brida 12. En la realizacion ejemplar, el alojamiento 18 esta soldado al extremo de la porcion moleteada 11. En la FIG. 5 se muestra una vista ampliada del alojamiento 18. El alojamiento 18 incluye un corte cuadrado interno 19 y un corte circular 20.

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La herramienta 8 incluye, ademas, un conjunto 21 de retirada de tuerca que se inserta sobre el conjunto de piezas soldadas 9 (encima de la brida 12), y es desplazable a lo largo del mismo. La FIG. 6 es una vista isometrica del conjunto 21 de retirada de tuerca. El conjunto 21 de retirada de tuerca incluye un alojamiento 22 de retirada de tuerca. En la FIG. 7 se muestra una vista cortada del alojamiento 22 de retirada de tuerca. Segun puede verse en la FIG. 7, un alojamiento 22 de retirada de tuerca incluye un orificio interno 23, una primera porcion 24 de corte hexagonal para tuercas del conjunto de LPRM de un primer tamano (por ejemplo, tuercas del conjunto de LPRM de 5,08 cm) y una segunda porcion 25 de corte hexagonal adyacente a la primera porcion 24 de corte hexagonal para tuercas del conjunto de LPRM de un segundo tamano (por ejemplo, tuercas del conjunto de LPRM de 5,40 cm). El alojamiento 22 de retirada de tuerca tambien incluye dos agujeros pasantes roscados 26 en lados opuestos del mismo, agujeros 27 de aligeramiento y pasadores 28 de presion recibidos en los agujeros pasantes roscados 26. Ademas, el mango 30 que tiene un agujero pasante 31 y surcos 32 de sujecion esta fijado al alojamiento 22 de retirada de tuerca por medio de tornillos 29.

Las FIGURAS 8 y 9 son una vista parcialmente despiezada y una vista isometrica, respectivamente, de la porcion superior de la herramienta 8. Como puede apreciarse en las FIGURAS 8 y 9, el collar hexagonal 33 esta fijado al extremo superior del conjunto de piezas soldadas 9 insertando el collar hexagonal 33 sobre la cabeza 13. El collar hexagonal 33 incluye seis orificios avellanados 34 y dos agujeros roscados 35 (en lados opuestos del mismo). El collar hexagonal 33 es mantenido en su lugar linealmente en la cabeza 13 con tornillos 36 de fijacion que son recibidos en los agujeros taladrados 17 de la cabeza 13 a traves de los agujeros roscados 35. Se podnan utilizar pasadores u otra forma de miembro de prolongacion en lugar de tornillos 36 de fijacion. Dos secciones planas internas 37 del collar hexagonal 33 impiden que el collar hexagonal 33 gire con respecto a la cabeza 13 alineandose con las superficies planas 14, y se conectan con las mismas, ubicadas en lados opuestos de la cabeza 13.

La FIG. 10 es una vista despiezada del extremo inferior de la herramienta 8. Como puede verse en la FIG. 10, se inserta la tuerca 38 de par en el alojamiento 18 que se proporciona en el extremo inferior del conjunto de piezas soldadas 9. La tuerca 38 de par incluye una porcion pasante 43 de corte cuadrado y es mantenida en su lugar en el alojamiento 18 mediante una junta espiral 39 instalada en el corte circular 20 del alojamiento 18. Se evita que la tuerca 38 de par gire en el alojamiento 18 conectandose con el corte cuadrado 19.

Finalmente, con referencia de nuevo a la FIG. 9, se proporcionan cuatro tornillos 40 de fijacion en los cuatro agujeros roscados interiormente 16 de la cabeza 13 descrita en otra parte en la presente memoria.

Para describir como se utiliza la herramienta 8 para el desmontaje y la sustitucion del LPRM, se describiran componentes seleccionados bien conocidos del area 43 bajo la vasija de un reactor nuclear en conexion con la FIG. 11. Como se conoce en la tecnica, el area 43 bajo la vasija incluye un numero de alojamientos 44 de los mecanismos de accionamiento de las barras de control, un numero de conjuntos 46 de mecanismos de accionamiento de las barras de control y un numero de conjuntos 48 de LPRM (monitor de rango de potencia local). Cada conjunto 48 de LPRM incluye un dispositivo alargado 1 de LPRM que tiene una pluralidad de detectores de neutrones separados axialmente. El dispositivo 1 de LPRM esta fijado en su lugar en el conjunto 48 de LPRM por medio de la junta estanca 2 del LPRM y de la tuerca 3 de conjunto de LPRM del conjunto 48 de LPRM que estan acopladas con el reborde 4 del conjunto de LPRM del conjunto 48 de LPRM. El reborde 4 del conjunto de LPRM esta atornillado al reborde 49 del alojamiento de LPRM que forma parte de un alojamiento 51 del LPRM que esta soldado a la vasija del reactor.

Para retirar la junta estanca 2 del conjunto de LPRM, la herramienta 8 esta configurada con el conjunto 21 de retirada de tuerca apoyado sobre la brida 12, o adyacente a la misma. Entonces, se inserta la herramienta 8 sobre la pieza 41 de nariz del conjunto de LPRM, segun se muestra en la FIG. 12, y es elevada hasta que los cuatro tornillos 40 de fijacion casen con los cuatro orificios homologos 42 de la junta estanca 2 del conjunto de LPRM (veanse las FIGURAs 13-14). Entonces, se hace girar la herramienta 8 en contra del sentido de las agujas del reloj, desenroscando y retirando, de ese modo, la junta estanca 2 del conjunto de LPRM.

Para retirar la tuerca 3 del conjunto de LPRM, la herramienta 8 esta configurada de forma que se eleve el conjunto 21 de retirada de tuerca y sobre el collar hexagonal 33, conectando los dos pasadores 28 de presion del conjunto 21 de retirada de tuerca en dos de los seis orificios avellanados 34 del collar hexagonal 33, manteniendo, de ese modo, el conjunto 21 de retirada de tuerca en su lugar. Se evita que el conjunto 21 de retirada de tuerca gire sobre la herramienta 8 mediante el encaje entre el corte hexagonal 50 del alojamiento 22 de retirada de tuerca y el collar hexagonal 33. Ademas, se impide que el alojamiento 22 de retirada de tuerca se deslice saliendose de la herramienta 8 mediante el mango 30 del conjunto 21 de retirada de tuerca debido al hecho de que el agujero pasante 31 en el mango 30 del conjunto 21 de retirada de tuerca es demasiado pequeno para encajar sobre el collar hexagonal 33. Entonces, se inserta la herramienta 8 sobre la pieza 41 de nariz del conjunto de LPRM y es elevada hasta que la porcion apropiada 24, 25 del corte hexagonal (es decir, la que encaja) del conjunto 21 de retirada de tuerca se conecte con la tuerca 3 del conjunto de LPRM, segun se muestra en la FIG. 15. Entonces, se hace girar la herramienta 33 en contra de las agujas del reloj hasta que se libera la tuerca 3 del conjunto de LPRM y puede ser retirada del conjunto 48 de LPRM (vease la FIG. 16).

Si es necesario, se puede fijar una llave o barra rompedora a la tuerca 38 de par de la herramienta 8 para soltar la junta estanca 2 del conjunto de LPRM y/o la tuerca 3 del LPRM. Entonces, el dispositivo 1 de LPRM esta libre para ser retirado del conjunto 48 de LPRM y luego ser sustituido.

Despues de que se inserta un nuevo dispositivo 1 de LPRM en el conjunto 48 de LPRM, se vuelve a instalar la 5 tuerca 3 del conjunto de LPRM utilizando el conjunto 21 de retirada de tuerca (se emplea el procedimiento inverso al descrito anteriormente). Preferentemente, se fija una llave dinamometrica a la tuerca 38 de par de la herramienta 8 y se aplica par a la tuerca 3 del conjunto de LPRM hasta las especificaciones requeridas. A continuacion, se mueve el conjunto 2l de retirada de tuerca hacia abajo contra la brida 12 y se vuelve a instalar la junta estanca 2 del conjunto de LPRM utilizando la cabeza 13 (utilizando, de nuevo, el procedimiento inverso al descrito anteriormente). En ese 10 momento, se completa el procedimiento de intercambio de LPRM.

Aunque se han descrito en detalle realizaciones espedficas de la invencion, los expertos en la tecnica apreciaran que se podran desarrollar diversas modificaciones y alternativas a esos detalles en vista de las ensenanzas generales de la divulgacion.

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Claims

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REIVINDICACIONES

1. Una herramienta (8) para su uso en el mantenimiento de un conjunto (48) de monitor de rango de potencia local (LPRM) de una vasija de reactor nuclear, que comprende:

un miembro estructural (10) que tiene un primer orificio, estando estructurado el primer orificio para recibir un dispositivo (41) de LPRM asociado con el conjunto (48) de LPRM;

una cabeza (13) proporcionada en un primer extremo del miembro estructural (10), teniendo la cabeza (13) una pluralidad de prolongaciones (40) estructuradas para casar con una pluralidad de orificios proporcionados en una junta estanca del conjunto (48)de LPRM; y

un conjunto (21) de conexion con tuerca montado de forma deslizante sobre el miembro estructural (10), teniendo el conjunto (21) de conexion con tuerca un alojamiento (22) que define un segundo orificio (23), teniendo el alojamiento (22) una primera porcion (25) de conexion con tuerca y una segunda porcion (24) de conexion con tuerca mas pequena que la primera porcion (25) de conexion con tuerca, estando libre el conjunto (21) de conexion con tuerca para deslizarse a lo largo del miembro estructural (10) y sobre la cabeza (13) hasta una posicion en la que las porciones primera y segunda (25, 24) de conexion con tuerca se extienden mas alla de la cabeza (13).
2. La herramienta (8) segun la reivindicacion 1, en la que la primera porcion (25) de conexion con tuerca es una primera porcion (24) de corte hexagonal y la segunda porcion (24) de conexion con tuerca es una segunda porcion (25) de corte hexagonal mas pequena que la primera porcion (24) de corte hexagonal.
3. La herramienta (8) segun la reivindicacion 1, en la que cada una de las prolongaciones (40) de la cabeza (13) comprende un tornillo de fijacion o un pasador.
4. La herramienta (8) segun la reivindicacion 1, en la que el conjunto (21) de conexion con tuerca incluye, ademas, una porcion (30) de mango acoplada con el alojamiento (22), teniendo la porcion (30) de mango un tercer orificio (31) alineado con el segundo orificio, siendo el tercer orificio (31) mas pequeno que el segundo orificio.
5. La herramienta (8) segun la reivindicacion 4, que comprende, ademas, un collar (33) acoplado con la cabeza (13), en la que el alojamiento (22) esta estructurado para conectarse con el collar (33) y evitar la rotacion del conjunto (21) de conexion con tuerca con respecto al collar (33).
6. La herramienta (8) segun la reivindicacion 5, en la que el collar (33) tiene una pluralidad de secciones planas en una superficie externa del mismo y en la que el alojamiento (22) tiene una porcion (50) con forma hexagonal estructurada para conectarse con las secciones planas.
7. La herramienta (8) segun la reivindicacion 5, en la que el tercer orificio (31) es mas pequeno que una dimension externa del collar (33) para evitar que la porcion (30) de mango se deslice sobre el collar (33).
8. La herramienta (8) segun la reivindicacion 5, en la que el alojamiento (22) incluye una pluralidad de pasadores (28) de presion, teniendo el collar (33) una pluralidad de orificios avellanados (34), y en la que cada pasador (28) de presion esta estructurado para ser recibido en uno respectivo de los orificios avellanados (34) cuando el alojamiento (22) se desliza sobre el collar (33), y se conecta con el mismo.
9. La herramienta (8) segun la reivindicacion 1, teniendo el miembro estructural (10) una porcion (11) de sujecion proporcionada en un segundo extremo del miembro estructural (10) opuesto al primer extremo.
10. La herramienta (8) segun la reivindicacion 9, que comprende, ademas, una porcion (12) de brida acoplada con el miembro estructural (10) en una primera ubicacion, estando estructurado el conjunto (21) de conexion con tuerca para conectarse con la brida (12) y evitar que el conjunto (21) de conexion con tuerca se deslice mas alla de la primera ubicacion.
11. La herramienta (8) segun la reivindicacion 9, que comprende, ademas, una tuerca (38) de par proporcionada en un extremo de la porcion (11) de sujecion.
12. La herramienta (8) segun la reivindicacion 11, en la que se proporciona la tuerca (38) de par en un segundo alojamiento (18) acoplado con el extremo de la porcion (11)de sujecion.
13. La herramienta (8) segun la reivindicacion 12, en la que el miembro estructural (10), la cabeza (13), la brida (12) y el segundo alojamiento (18) son parte de un conjunto de piezas soldadas (9).
14. La herramienta (8) segun la reivindicacion 5, en la que la cabeza (13) tiene secciones planas externas primera y segunda (14), en la que el collar (33) encaja sobre la cabeza (13) y la rodea, y tiene secciones planas internas tercera y cuarta (37) que se conectan con las secciones planas primera y segunda, respectivamente, y evitan que el collar (33) gire con respecto a la cabeza (13).