ES2965273T3 - Reparación de pila de difusor de bomba de chorro - Google Patents
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Abstract
Un método para reparar una junta deslizante en un conjunto de bomba de chorro entre un mezclador de entrada y un difusor, teniendo el difusor una abertura que recibe el mezclador de entrada con un espacio determinado entre un diámetro exterior del mezclador de entrada y un diámetro interior de la abertura. en el difusor formando un anillo cuyo espaciamiento es producto de la fabricación y el desgaste por vibración. El método comprende las etapas de acceder remotamente al anillo y estrechar una dimensión radial del anillo. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Reparación de pila de difusor de bomba de chorro
ANTECEDENTES
1. Campo
La presente invención se refiere a un método para reparar una bomba de chorro y más particularmente a un método para reparar la junta deslizante entre un mezclador de entrada y un difusor de una bomba de chorro con beneficio particular para las bombas de chorro empleadas en reactores de agua en ebullición.
2. Técnica relacionada
Como se puede apreciar en la figura 1, en los reactores 10 de agua en ebullición convencionales, los conjuntos 18 de bomba de chorro están ubicados en la región anular 12 del recipiente del reactor, entre la cubierta 14 del núcleo y una pared del recipiente 16 del reactor. La función principal de la bomba de chorro es bombear refrigerante debajo del núcleo del reactor, donde luego el refrigerante fluye hacia arriba a través de los conjuntos combustibles para extraer calor de los conjuntos combustibles. También se confía en que las bombas de chorro mantengan dos tercios de la altura del nivel del agua en el núcleo del reactor durante las condiciones de accidente postuladas. Por estas razones, los conjuntos de bomba de chorro 18 se consideran componentes relacionados con la seguridad.
En una disposición típica, veinte bombas de chorro están emparejadas en diez conjuntos 18, como se ilustra en la figura 2. Cada conjunto de bomba de chorro 18 es impulsado por el flujo desde una tubería ascendente común 22. El flujo de la bomba de chorro se dirige entonces a la región del pleno inferior 24 debajo del núcleo soportado dentro de la cubierta 14. El flujo de la bomba de chorro es impulsado aproximadamente en un tercio por el flujo de la bomba del sistema de refrigeración del reactor a través de la tubería ascendente 22, y los últimos dos tercios del flujo de la bomba de chorro se deben a la acción Venturi de la entrada de succión de la bomba de chorro que aspira el fluido de la región anular 12. Los conjuntos de bomba de chorro 18 están espaciados circunferencialmente alrededor de la cubierta 14, soportados sobre un saliente de soporte 20 de la cubierta cerca de la parte inferior de la cubierta.
La experiencia operativa de la industria ha encontrado numerosos casos de daño o desgaste acelerado de componentes críticos de los conjuntos de bomba de chorro 18 que han afectado a una gran población de reactores de agua en ebullición tanto en los Estados Unidos como a nivel mundial. Los componentes más comunes de la bomba de chorro que sufren daños son la cuña principal y la varilla 26, la almohadilla del soporte de retención en el soporte de retención 28, las soldaduras de la tubería ascendente 22 y el soporte ascendente 30, todos los cuales se pueden observar en la figura 3, que muestra una vista en perspectiva ampliada de un conjunto de bomba de chorro 18. Todos estos tipos comunes de daños se producen en estructuras de soporte críticas o en características de los conjuntos de bombas de chorro. Los daños y el desgaste se atribuyen en gran medida a la vibración inducida por el flujo debido al funcionamiento normal. Además de las vibraciones inducidas por el flujo, muchas plantas experimentan fugas excesivas en la región de la junta deslizante 32, lo que puede exacerbar la vibración experimentada en los conjuntos de bomba de chorro 18. Esta fuga puede acelerar en gran medida la degradación y el daño causado a las bombas de chorro.
Las plantas que han mostrado signos de desgaste acelerado y movimiento de componentes, ambos indicadores de problemas de vibración inducida por el flujo históricamente han intentado abordar el problema agregando hardware adicional para ayudar a soportar los componentes de la bomba de chorro y reforzar los componentes contra la vibración inducida por el flujo. Estas soluciones generalmente han estado en el área del soporte de retención 28 e incluyen cuñas principales 26 más grandes, cuñas auxiliares suplementarias y abrazaderas de junta deslizante. Estas soluciones no abordan la causa fundamental de las vibraciones inducidas por el flujo, han sido ineficaces para algunas plantas y su eficacia en general es cuestionable.
Además de estas soluciones típicas, algunas plantas de reactores de agua en ebullición han añadido sellos de laberinto al diseño del fabricante del equipo original del mezclador de entrada 34. Estos sellos de laberinto están destinados a reducir el flujo de derivación en la región de junta deslizante 32 de las bombas de chorro; sin embargo, parece que bajo ciertas condiciones operativas en algunas plantas estos sellos han sido ineficaces y la geometría del sello se ha dañado en el diámetro exterior del mezclador de entrada y ha causado daños en el diámetro interior del collar 38 en el difusor 36.
En la región de junta deslizante 32, el mezclador de entrada 34 no está soportado o flota, permitiendo que el mezclador se expanda térmicamente a lo largo de su longitud durante el arranque y parada de la planta.
La sección inferior del mezclador de entrada encaja en el collar 38 del conjunto difusor 36, formando una junta deslizante. El mezclador de entrada 34 está soportado lateralmente por un contacto de tres puntos en el soporte de retención 28. Este contacto de tres puntos se mantiene con una cuña deslizante (principal) 26 y dos tornillos de fijación que están soldados por puntos en su lugar. La cuña principal 26 se mantiene en su lugar por gravedad, lo que teóricamente da como resultado un contacto de tres puntos. La parte muy superior de los mezcladores de entrada está sostenida por un conjunto de perno de viga pretensado 40 que presiona hacia abajo el mezclador de entrada 34 donde está asentado en el asiento de transición 42.
Debido a cómo se soportan los mezcladores de entrada 34, pequeñas cargas laterales en la parte inferior del mezclador de entrada (dentro de la junta deslizante 32) pueden crear grandes momentos de reacción en el soporte de retención 28. Como se mencionó anteriormente, la cuña principal 26 se mantiene en su lugar por su peso, típicamente alrededor de ocho libras, que puede superarse y levantarse mediante pequeñas fuerzas laterales. Dado que el mezclador de entrada 34 pesa significativamente más que las cuñas 26, su masa puede superar fácilmente la fuerza de sujeción de la cuña principal 26 con pequeños desplazamientos laterales en la salida del mezclador de entrada 34 dentro del collar de difusión 38. Una vez que la cuña se desplaza temporalmente, se pierde el contacto de tres puntos y, en casos severos, la parte inferior del mezclador de entrada puede golpear contra el interior del collar de difusión 38. Este martilleo del mezclador de entrada 34 y del difusor 36 también puede excitarse a frecuencias particulares de vibraciones, potencialmente causadas por el flujo impulsor o el flujo de derivación en la junta deslizante 32.
La técnica anterior se encuentra adicionalmente en los siguientes documentos:
El documento US 2012/0170703 A1 divulga un método y un aparato para una abrazadera de junta deslizante integral de un mezclador de entrada de bomba de chorro para restringir el mezclador de entrada y el difusor para mitigar la vibración inducida por el flujo del mezclador de entrada de un conjunto de bomba de chorro BWR. La abrazadera de junta deslizante incluye pestañas que se proyectan horizontalmente con paredes laterales verticales que sobresalen hacia un extremo distal más bajo del mezclador de entrada. Los sujetadores que penetran las bridas proporcionan una carga de desviación sobre los difusores al apretarlos para presionar contra una corona superior del difusor.
El documento EP 2154405 A1 divulga un método y un aparato para reparar un acoplamiento de junta deslizante de tubería de bajante de aspersión de núcleo usando una abrazadera de junta deslizante que reemplaza estructuralmente las juntas soldadas agrietadas en el acoplamiento de junta deslizante de bajante de aspersión de núcleo que es parte de la porción inferior de la tubería de aspersión de núcleo interna a un Buque BWR. La abrazadera consta de una carcasa de abrazadera primaria y una carcasa de abrazadera secundaria que están unidas rotacionalmente mediante un conjunto de bisagra, y la abrazadera se instala a una elevación deseada con respecto a la junta deslizante del bajante y se asegura a la tubería del bajante mediante la instalación de pernos de acoplamiento que sujetan la carcasas de abrazadera primaria y secundaria en una relación enfrentada entre sí alrededor de la junta deslizante del bajante.
El documento EP 2060839 Al divulga un método y un aparato para reparar una tubería de bajada de pulverización de núcleo en un reactor nuclear usando un conjunto de junta deslizante que incluye un manguito de alojamiento formado alrededor de una junta deslizante en la tubería de bajada.
El documento US 2008/0144761 A1 divulga un método y un aparato que utiliza un conjunto de sujeción de difusor de bomba de chorro que reemplaza o repara estructuralmente una soldadura bimetálica en un conjunto de difusor de bomba de chorro.
El documento US 6.394.765 B1 divulga un aparato de sujeción de junta deslizante de bomba de chorro que incluye un yugo en C que tiene una porción principal arqueada, una porción de ampliación que se extiende desde un primer extremo de la porción principal y una porción de precarga de bloqueo que se extiende desde un segundo extremo de la porción principal, en donde la porción de acoplamiento incluye una ranura de acoplamiento configurada para recibir una oreja guía del difusor.
Por lo tanto, se desea una nueva solución para las vibraciones inducidas por el flujo que aborde la causa raíz de las vibraciones.
Además, se desea una solución al desgaste por vibración inducido por el flujo que minimice dicho desgaste y requiera poco o ningún desmontaje del conjunto de bomba de chorro 18.
Además, se desea una reparación que pueda realizarse de forma remota, bajo el agua.
SUMARIO
Estos y otros objetivos se logran empleando un nuevo método de reparación de una junta deslizante en un conjunto de bomba de chorro entre un mezclador de entrada y un difusor como se define en la reivindicación independiente 1.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Se puede obtener una mayor comprensión de la invención reivindicada a continuación a partir de la siguiente descripción de las realizaciones preferidas cuando se lee en conjunto con los dibujos adjuntos en los que:
La figura 1 es una vista en perspectiva de un reactor de agua en ebullición con el recipiente del reactor cortada para mostrar la cubierta del núcleo y la colocación general de los conjuntos de bomba de chorro;
la figura 2 es una vista en perspectiva de la cubierta central de la figura 1 con una mejor vista de la colocación de los conjuntos de bomba de chorro;
la figura 3 es una vista en perspectiva ampliada de uno de los conjuntos de bomba de chorro ilustrados en las figuras 1 y 2;
la figura 4 es una vista en perspectiva en primer plano de una junta deslizante de la técnica anterior;
la figura 5 es una vista en perspectiva de un collar de difusión ilustrando una realización de esta invención; la figura 6 es una vista en sección de la realización enseñada en la figura 5.
DESCIPCIÓN DE LA REALIZACIÓN PREFERIDA
La figura 4 muestra una vista en perspectiva en primer plano de la región de junta deslizante 32 con el difusor 36 teniendo un hombro que sobresale radialmente hacia afuera 44 justo debajo del collar de difusión 38 que define la abertura 46 en el difusor en el que se encuentra el mezclador de entrada 34 insertado. El collar de difusión 38 tiene guías (a veces denominadas orejas) que se extienden radialmente hacia afuera y hacia arriba desde la abertura 46 para guiar el mezclador de entrada 34 hacia la abertura 46. La profundidad de inserción del mezclador de entrada 34 en el difusor 36 ha sido reconocida como uno de varios parámetros críticos que conducen al inicio de la vibración del mezclador de entrada.
La figura 5 ilustra una realización para reparar superficies dañadas de la bomba de chorro y/o reducir/eliminar la vibración inducida por el flujo. De acuerdo con la realización mostrada en la figura 5, se repara el material dañado en el diámetro interior del difusor. La figura 6 es una vista en sección de la realización enseñada en la figura 5. Se inserta un nuevo collar interno 78 en el collar de difusión 38, restableciéndolo al menos a su diámetro interior diseñado original, o incluso estrechando el espacio anular entre el mezclador de entrada y el collar de difusión. El espacio de tolerancia fabricado originalmente para la junta deslizante entre el diámetro exterior del mezclador de entrada y el collar del difusor es muy ajustado, más/menos 0,25 cm (0,010 pulgadas) de diámetro. Debe apreciarse que el nuevo collar interno está estructurado para formar una geometría convergente con respecto al diámetro exterior del mezclador de entrada.
Mientras se ha descrito en detalle una realización específica de la invención, los expertos en la técnica apreciarán que podrían desarrollarse diversas modificaciones y alternativas a esos detalles a la luz de las enseñanzas generales de la divulgación, sin salir del alcance de la reivindicación adjunta. En consecuencia, la realización particular divulgada pretende ser únicamente ilustrativa y no limitativa en cuanto al alcance de la invención que se define en las reivindicaciones adjuntas.
Claims (1)
1. Un método para reparar una junta deslizante (32) en un conjunto de bomba de chorro (18) entre un mezclador de entrada (34) y un difusor (36), teniendo el difusor un collar de difusión (38) y una abertura (46) que recibe la mezclador de entrada con una separación determinada entre un diámetro exterior del mezclador de entrada y un diámetro interior de la abertura en el difusor que forma un espacio anular,
caracterizado por
insertar un nuevo collar interno (78) en el collar de difusión entre el difusor y el mezclador de entrada estrechar el espacio anular entre el mezclador de entrada y el collar de difusión con el nuevo collar interno estructurado para formar una geometría axialmente convergente con respecto al diámetro exterior del mezclador de entrada.
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