MX2007015332A - Ensamble y metodo para montar un ensamble de combustible que tiene una orientacion predefinida dentro de un reactor nuclear. - Google Patents

Abstract

Ensambles y métodos para montar un ensamble de combustible en un reactor nuclear, incluyen un ensamble de combustible con varillas de combustible dentro del ensamble de combustible y una placa de anclaje inferior con un accesorio de acoplamiento de ensamble de combustible; un soporte de combustible incluye un accesorio de acoplamiento de soporte de combustible que está construido para acoplar selectivamente el accesorio de acoplamiento de ensamble de combustible durante la instalación del ensamble de combustible sobre el soporte de combustible; el accesorio de acoplamiento de soporte de combustible y el accesorio de acoplamiento del ensamble de combustible proporcionan una orientación redefinida del ensamble de combustible al soporte de combustible durante el acoplamiento.

Description

ENSAMBLE Y METODO PARA MONTAR UN ENSAMBLE DE COMBUSTIBLE QUE TIENE UNA ORIENTACION PREDEFINIDA DENTRO DE UN REACTOR NUCLEAR CAMPO DE LA INVENCBOfM La presente descripción se refiere a reactores nucleares y más específicamente a ensambles de combustible y a soportes de combustible para soportar los ensambles de combustible en un núcleo de reactor.

ANTECEDENTES DE LA INVEf Las afirmaciones en esta sección únicamente proporcionan información antecedente relacionada con la presente descripción, y no pueden constituir técnica anterior. Un recipiente de presión de reactor nuclear (RPV) generalmente tiene una forma cilindrica y está cerrado en ambos extremos, por ejemplo, por una cabeza inferior y una cabeza superior removible. Una guia superior está separada arriba de una placa del núcleo dentro del RPV. Una coraza de núcleo, o coraza, rodea a la placa de núcleo y está soportada por una estructura de soporte de coraza. Particularmente, la coraza tiene una forma generalmente cilindrica y rodea tanto a la placa de núcleo como a la guía superior. La guía superior incluye varias aberturas, y se insertan ensambles de combustible a través de las aberturas y están soportados por la placa de núcleo. La placa de núcleo incluye una placa plana que está soportada por una pluralidad de rayos. Un núcleo de reactor nuclear incluye una pluralidad de ensambles individuales de combustible que tienen diferentes características que afectan la estrategia para la operación del núcleo. Por ejemplo, un núcleo de reactor nuclear normalmente tiene varios cientos de ensambles de combustible individuales que tienen diferentes características, cada paquete de combustible tiene una pluralidad de varillas de combustible. Los ensambles de combustible están dispuestos dentro del núcleo del reactor, de manera que la interacción entre los ensambles de combustible satisfaga los lineamientos y las restricciones reguladoras y de diseño del reactor. Además, la disposición del núcleo determina la energía de ciclo, que es la cantidad de energía que genera el núcleo del reactor antes de que el núcleo tenga que ser renovado con nuevos elementos de combustible. La disposición de carga del núcleo de preferencia optimiza la energía de ciclo del núcleo. Un ciclo de núcleo está determinado desde un abastecimiento periódico del núcleo del reactor hasta un segundo reabastecimiento del núcleo del reactor. Durante el transcurso del ciclo de operación, la reactividad de exceso, que define la capacidad de energía del núcleo, es controlada de dos maneras. Específicamente, se incorpora en el combustible nuevo una sustancia atenuadora que se puede quemar, por ejemplo gadolina. La cantidad inicial de la sustancia atenuadora que se puede quemar está determinada por las restricciones del diseño, que normalmente son establecidas por la utilidad y por el NRC. La sustancia atenuadora que se puede quemar controla la mayor parte, pero no toda, la reactividad en exceso. Una segunda manera es por medio de la manipulación de las varillas de control dentro del núcleo. Las varillas de control controlan la reactividad en exceso, específicamente, el núcleo del reactor contiene varillas de control que aseguran un paro seguro y proporcionan el mecanismo primario para controlar el factor de punta de energía máxima. El número total de varillas de control disponibles varía con el tamaño y la geometría del núcleo, que normalmente es de ente 50 y 269 en un núcleo de reactor. La posición de las varillas de control, es decir, completamente insertadas, completamente extraídas, o en una posición intermedia, se basa en la necesidad de controlar la reactividad en exceso y de cumplir con otras restricciones operacionales, como el factor de punta de energía máximo del núcleo. Se introduce un refrigerante en el núcleo para enfriar el núcleo y para que se convierta en vapor como un fluido de trabajo para la generación de energía. El flujo de refrigerante normal entra a los ensambles de combustible como un flujo de una sola fase con refrigerante ligeramente sub-refrigerado. El flujo alcanza el soporte de combustible verticalmente hacia arriba y después se vuelve horizontalmente a medida que el flujo entra por la entrada hasta un soporte de combustible que soporta un ensamble de combustible. Después el flujo pasa a través de un orificio del soporte de combustible para proporcionar una caída de presión para ayudar en la distribución del refrigerante hasta los ensambles de combustible. Después el flujo se vuelve vertical y entra a la placa de anclaje del ensamble de combustible y se distribuye alrededor de las varillas de combustible individuales del ensamble de combustible. Se sabe que el diseño del núcleo del reactor puede variar con el diseño y la disposición de las varillas de control dentro del reticulado del ensamble de combustible. Con frecuencia el reticulado del ensamble de combustible está configurado con varillas de combustible que tienen una configuración diferente, de manera que el ensamble de combustible tenga una orientación definida. El núcleo está diseñado con una pluralidad de ensambles de combustibles orientados para mejor el desempeño y la operación del reactor. Sin embargo, normalmente los ensambles de combustible tienen una placa de anclaje de forma redonda que está configurada para coincidir con un agujero u orificio redondo definido por el soporte de combustible. El extremo en forma de varilla de la placa de anclaje incluye un lumen para recibir el flujo de fluido proveniente del soporte de combustible. Las placas de anclaje, los ensambles de combustible y los soportes de combustible actuales no proporcionan ninguna capacidad para asegurar que los ensambles de combustible se instalen sobre los soportes de combustible en una orientación dentro del núcleo como está diseñado y especificado. La orientación de los ensambles de combustible es responsabilidad del personal de instalación del ensamble de combustible basándose en una inspección visual. Tomando en cuanta esto, un problema típico que se encuentra en la implementación del diseño del reactor son los errores que se deben a que los ensambles de combustible sean instalados teniendo una orientación incorrecta, a la cual se conoce comúnmente como error de paquete girado. Como lo identifican los presentes inventores, sería deseable un ensamble y un método mejorados para eliminar, o para por lo menos reducir el error de paquete girado.

BREVE DESCRIPCION DE LA INVENCION Los presentes inventores han logrado diseñar ensambles y métodos para la reducción y posiblemente para eliminar por completo el error de paquete girado debido a una orientación impropia de los ensambles de combustibles dentro del núcleo durante la instalación del ensamble de combustible. Los ensambles y su uso incluyen una configuración exacta entre el ensamble de combustible y particularmente la placa de anclaje del ensamble de combustible, y el soporte de combustible para asegurara una orientación del ensamble de combustible con relación al soporte de combustible. Dichos ensambles de combustibles y soportes de combustibles mejorados pueden proporcionar la reducción y potencialmente la eliminación del error de paquete girado. De acuerdo con un aspecto, un ensamble para montar un ensamble de combustible en un reactor nuclear incluye un ensamble de combustible que incluye varillas de combustible dentro del ensamble de combustible y que tiene una placa de anclaje inferior con un accesorio de acoplamiento de ensamble de combustible y un soporte de combustible que incluye un accesorio de acoplamiento de soporte de combustible. El accesorio de acoplamiento de soporte de combustible se construye de tal manera que se una selectivamente al accesorio de acoplamiento de ensamble de combustible durante la instalación del ensamble de combustible sobre el soporte de combustible para proporcionar una orientación predefinida del ensamble de combustible al soporte de combustible. De acuerdo con otro aspecto, el ensamble de combustible en un reactor nuclear incluye un cuerpo alargado que define una porción extrema superior, la cual define a su vez una abertura superior, una porción extrema inferior que define una abertura inferior y una cavidad. Una pluralidad de varillas de combustible alargadas se ubican dentro de la cavidad en un patrón predeterminado que tiene una orientación predeterminada y que se ubican entre la porción extrema superior y la porción extrema inferior. Una placa de anclaje inferior se une a la porción extrema inferior del cuerpo incluyendo un orificio para recibir el flujo de fluido dentro de la cabida a través de la abertura inferiros. La placa de anclaje inferior incluye un accesorio de acoplamiento que está estructurado para definir una orientación de la placa de anclaje inferior con relación a las varillas de combustible dentro de la cavidad. De acuerdo con otro aspecto, un soporte de combustible para un reactor nuclear incluye un cuerpo que tiene un extremo superior y una porción extrema inferior y una abertura ubicada alrededor del extremo del cuerpo superior y que está estructurada para recibir selectivamente un ensamble de combustible en una orientación predeterminada con relación al cuerpo.

De acuerdo con otro aspecto, un método para montar un ensamble de combustible en un reactor nuclear, incluye insertar una pluralidad de varillas de combustible en un patrón dentro de un ensamble de combustible que tiene una orientación predeterminada con relación a una orientación de una placa de anclaje inferior del ensamble de combustible, e instalar la palca de anclaje inferir del ensamble de combustible dentro de una abertura de un soporte de combustible. El ensamble de combustible incluye una orientación predeterminada para recibir la placa de anclaje inferior. El método también incluye instalar, alineando selectivamente la orientación del ensamble de combustible con la orientación del soporte de combustible. Otros aspectos de la presente descripción serán evidentes en parte, y en parte serán señalados a continuación. Deberá entenderse que los distintos aspectos de la descripción se pueden implementar individualmente o en combinación uno con otro. También deberá entenderse que la descripción detallada y los dibujos, aun que indican ciertas modalidades ejemplares, tiene el propósito de ilustración únicamente y no deberán ser considerados como limitantes del alcance de la descripción.

BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS La figura 1 es una vista lateral cortada de un ambiente de operación de reactor nuclear adecuado para algunas modalidades ejemplares.

La figura 2 es una vista lateral de un soporte de combustible que tiene un accesorio de acoplamiento de soporte de combustible y dos ensambles de combustible que tienen accesorios de acoplamiento de ensamble de combustible en un núcleo de reactor nuclear de acuerdo con una modalidad ejemplar. La figura 3 es una vista en perspectiva superior de una abertura de soporte de combustible que define un accesorio de acoplamiento de soporte de combustible que proporciona una orientación predefinida entre un ensamble de combustible instalado y el soporte de combustible de acuerdo con una modalidad ejemplar de la invención. Las figuras 4A y 4B son formas de proporcionar una orientación predefinida, con la figura 4A siendo una forma para un accesorio de acoplamiento de ensamble de combustible, y la figura 4B es una forma para un accesorio de acoplamiento de soporte de combustible coincidente de acuerdo con una modalidad ejemplar. Las figuras 5A a 5D son formas ejemplares adicionales para accesorios de acoplamiento de ensamble de combustible y soporte de combustible de acuerdo con modalidades ejemplares adicionales. La figura 6 es un diagrama de flujo de un método para montar un ensamble de combustible en un reactor nuclear de acuerdo con algunas modalidades ejemplares.

Deberá entenderse que a través de los dibujos, los números de referencia correspondientes indican partes y características correspondientes o parecidas.

DESCRIPCION DETALLADA DE LA ¡NVENCiON La siguiente descripción únicamente tiene una naturaleza ejemplar y no deberá ser considerada como limitante de la presente descripción o de las aplicaciones o usos de la descripción. En algunas modalidades, un ensamble para montar un ensamble de combustible en un reactor nuclear incluye un ensamble de combustible que incluye varillas de combustible dentro del ensamble de combustible. El ensamble de combustible incluye una placa de anclaje inferior con un accesorio de acoplamiento de ensamble de combustible y un soporte de combustible que incluye un accesorio de acoplamiento de soporte de combustible. El accesorio de acoplamiento de soporte de combustible está construido para unir selectivamente el accesorio de acoplamiento de ensamble de combustible durante la instalación del ensamble de combustible sobre el soporte de combustible, para proporcionar una orientación predefinida del ensamble de combustible al soporte de combustible. En otras modalidades, un ensamble para montar un ensamble de combustible en un reactor nuclear incluye un ensamble de combustible que incluye varillas de combustible dentro del ensamble de combustible. Se proporcionan una placa de anclaje inferior con un accesorio de acoplamiento de ensamble de combustible y un soporte de combustible con un accesorio de acoplamiento de soporte de combustible. El accesorio de acoplamiento de soporte de combustible está construido para unir selectivamente el accesorio de acoplamiento de ensamble de combustible durante la instalación del ensamble de combustible sobre el soporte de combustible, para proporcionar una orientación predefinida del ensamble de combustible al soporte de combustible. Éstas y otras modalidades se pueden entender mejor con referencia a las figuras. Como se puede ver en un ambiente de operación ejemplar de la figura 1 , un reactor de agua hirviendo convencional (BWR) tiene un recipiente de presión de reactor 10 una corraza de núcleo 12 dispuesta concéntricamente en el recipiente de presión del reactor 10 con una región anular, es decir, en el anillo de bajada 14 entre los mismos. Deberá entenderse que aunque en la presente se describe un BWR la presente descripción también se aplica a otros tipos de reactor nuclear. En el BWR, la coraza de núcleo 12 es un cilindro de acero inoxidable que rodea al núcleo de combustible nuclear 3. En particular, la coraza de núcleo 12 comprende una brida de cabeza de coraza 12A para soportar la cabeza de la coraza (no se muestra); una pared de coraza superior cilindrica circular 12B que tiene una porción extrema superior soldada a la brida de cabeza de coraza 12A; Un anillo anular de soporte de guía superior 12C soldado a la porción extrema inferior de la pared de coraza superior 12B; una pared de coraza intermedia cilindrica circular soldada al ensamble 12D que a su vez está soldado al anillo de soporte de guía superior 12C; y un anillo de soporte de placa de núcleo anular 2E soldado a la parte inferior de la pared de coraza intermedia 12D y a la parte superior de la pared de coraza inferior 12F. Como se puede ver en la figura 1 , la coraza 12 está soportada verticalmente por una pluralidad de extremidades de soporte de coraza 16, cada una de estas últimas está soldada a la cabeza de fondo 17 del recipiente de presión de reactor 10. La coraza de núcleo 2 está soportada lateralmente por una placa de soporte de coraza anular 18, la cual está soldada en su diámetro interior a la coraza de núcleo 12, y en su diámetro exterior al recipiente de presión de reactor 0. La placa de soporte de coraza 18 tiene una pluralidad de aberturas circulares 20 que se encuentran en comunicación de flujo con difusores de una pluralidad de ensambles de bomba de chorro (no se muestra). El núcleo de combustible 13 de un BWR consiste en una pluralidad de ensambles de paquete de combustible verticales y paralelos 22 que están dispuestos en formaciones. Cada ensamble de combustible 22 incluye una disposición de varillas de combustible dentro de un canal de combustible que está hecho de una aleación a base de zirconio. Cada disposición de ensambles de paquete de combustible 22 está soportada en la parte superior por una guía superior 24 y en la parte inferior por una placa de núcleo 26, y su estructura de soporte subyacente 27. La placa de núcleo 26 subdivide al reactor en el núcleo de combustible 13 y un impelente inferior 15.

La guía superior de núcleo 24 proporciona un soporte lateral para la parte superior de los ensambles de combustible 22. La placa de núcleo 26 proporciona un soporte lateral para la parte inferior de los ensambles de combustible 22. Este soporte lateral mantiene la separación correcta del canal de combustible en cada disposición para permitir un recorrido vertical de la varilla de control 28 incluyendo las cuchillas de varilla de control 29 entre los ensambles de combustible 22. El nivel de energía del reactor se mantiene o se ajusta ubicando las varillas de control 28 hacia arriba y hacia abajo dentro del núcleo 13, mientras que los ensambles de paquete de combustible 22 se mantienen estacionarios. Cada varilla de control 28 tiene una sección transversal cruciforme que consiste en cuatro alas o cuchillas de varilla de control 29 en ángulos rectos. Cada cuchilla 29 consiste en una multiplicidad de tubos paralelos soldados en una fila, con cada tubo conteniendo capsulas apiladas que están llenas con un material absorbente de neutrones. Cada varilla de control 28 se eleva o se baja con el soporte de un tubo guía de varilla de control 30 mediante un impulsor de varilla de control asociado 33 que se puede acoplar de manera desprendible con un puntal en su parte superior a un receptáculo en el fondo de la varilla de control 28. Los impulsores de varilla de control 33 se utilizan para ubicar las varillas de control 28 en un BWR para controlar la velocidad de fisión y la densidad de fisión, y para proporcionar una reactividad negativa en exceso adecuada al paro del reactor desde cualquier condición normal de operación o accidental en el momento más reactivo en la vida del núcleo. Cada impulsor de varilla de control 33 se monta verticalmente en el alojamiento del impulsor de varilla de control 32 que está soldado a un tubo corto 34, el cual a su vez está soldado a la cabeza inferior 7 del recipiente de presión del reactor 10. El impulsor de varilla de control 33 es un cilindro hidráulico asegurado mecánicamente de doble acción. El impulsor de varilla de control 33 es capaz de insertar o extraer la varilla de control 28 a una velocidad controlada lenta para la operación normal del reactor, y de proporcionar una inserción rápida (interrupción de urgencia) de la varilla de control 28 en el caso de una emergencia que requiera un paro rápido del reactor. El alojamiento del impulsor de varilla de control 32 tiene una brida superior que se asegura a una brida inferior del tubo guía de varilla de control 30. Cada tubo guía de varilla de control 30 se asienta en la parte superior y está soportado verticalmente por su alojamiento asociado de impulsor de varilla de control 32. La porción más superior del tubo guía de varilla de control 30 penetra en una abertura plana y circular correspondiente 35 de núcleo en la placa de núcleo 26. Puede haber más de ciento cuarenta (140) tubos guía de varilla de control 30 penetrando un número igual de aberturas planas circulares de núcleo 35 (de la placa de núcleo 26), cada abertura plana de núcleo 35 normalmente tiene un diámetro que es ligeramente más grande que el diámetro exterior del tubo guía de varilla de control 30.

Los alojamientos de impulsor de varilla de control 32 y los tubos guía de varilla de control 30 tienen dos funciones: (1 ) alojar a los mecanismos del impulsor de varilla de control 33 y las varillas de control 28, respectivamente, y (2) soportar parcialmente el peso del combustible en los ensambles de combustible 22. El peso de combustible reacciona en un orificio de un soporte de combustible 36 que se ubica en la placa de núcleo 26 y que se encuentra en forma subyacente a la estructura de soporte 27, asi como en la parte superior del tubo guía de varilla de control 30. Los tubos guía de varilla de control 30 y los alojamientos de impulsor de varilla 32 actúan como columnas que portan el peso del combustible. Durante la operación del reactor, entra agua en el impelente inferior 15 por una entrada del soporte de combustible 36. El agua se canaliza dentro del soporte de combustible 36 hacia un lumen de una placa de anclaje inferior del ensamble de combustible 22. El agua sigue elevándose en el ensamble de combustible 22 y en el núcleo de combustible 13, y una cantidad sustancial se vuelve vapor que se puede utilizar en la producción de energía eléctrica. Haciendo referencia ahora a la figura 2, una modalidad ejemplar ilustra un soporte de combustible 36 que se monta en una abertura de placa de núcleo 35 de la placa de núcleo 26. Dos ensambles de combustible 22 (denotados 22A y 22B) se ubican para montarlos en una de las aberturas de soporte de combustible 40 del soporte de combustible 36. Como lo sabrán los expertos en la técnica, un soporte de combustible 36 normalmente soporta cuatro ensambles de combustible 22, y por lo tanto tiene cuatro aberturas de soporte de combustible 40. Sin embargo, solamente se muestran dos en la figura 2 para hacer la descripción más simple y fácil. El soporte de combustible 36 incluye una cámara de varilla de control 42 para recibir y retener una varilla de control 28 y sus cuchillas 29 (se muestra una sola cuchilla en la figura 2 a manera de ejemplo). El soporte de combustible 36 normalmente se acopla al tubo guía de varilla de control 30 para canalizar la varilla de control. El soporte de combustible 36 recibe el refrigerante proveniente del impelente inferior ya sea directa o indirectamente, por ejemplo a través de una porción del tubo guía de varilla de control 30. Un lumen 46 se une a cada abertura para canalizar el fluido (denotado como C y las flechas) a través del soporte de combustible 36 y dentro de una placa de anclaje inferior 48 de cada ensamble de combustible 22. Después de entrada la placa de anclaje 48, el fluido viaja a través del ensamble de combustible 22 y alrededor de las varillas de combustible 50 formadas en un retículo 51 que está contenido en las mismas. El retículo 51 puede estar diseñado para tener una pluralidad de diferentes varillas de combustible 50, para proporcionar un desempeño deseado que incluye tener una sola orientación de diseño. Generalmente el ensamble de combustible 22 tiene un cuerpo alargado que define una porción extrema superior 60 con una abertura superior 62, una porción extremo inferior 64 que define una abertura inferior 66, y una cavidad 68.

La porción extrema inferior 64 y la abertura inferior 66 pueden estar definidas por la placa de anclaje inferior 48 del ensamble de combustible 22. La placa de anclaje inferior 48 puede incluir uno o más accesorios de acoplamiento de ensamble de combustible 52 para acoplarse y para unirse con un accesorio de acoplamiento de soporte de combustible 54 dentro de la abertura de soporte de combustible 40. El accesorio de acoplamiento de ensamble de combustible 52 se puede ubicar desde un eje definido por el ensamble de combustible 22 o la placa de anclaje inferior 48 para proporcionar una orientación particular con las varillas de combustible 50 y el retículo 51 dentro del ensamble de combustible 22. Los accesorios de acoplamiento 52 y 54 están diseñados cada uno para acoplarse entre si y para proporcionar una orientación predefinida y limitada en relación uno al otro. De esta manera, el ensamble de combustible 22 solamente se puede instalar completamente en la abertura de soporte de combustible 40 del soporte de combustible 36 en la orientación predefinida. El accesorio de acoplamiento de ensamble de combustible 52 y el accesorio de acoplamiento de soporte de combustible 54 se muestran en la figura 2 como una ranura y un orificio, respectivamente. Sin embargo, deberá entenderse que cada uno puede tener cualquier forma capaz de acoplarse entre si para lograr una orientación predefinida con relación mutua. En algunas modalidades, estos pueden incluir múltiples orientaciones predefinidas, y en otras, el acoplamiento solamente se puede hacer en una sola orientación predefinida. Algunas modalidades ejemplares de formas de la placa de anclaje inferior 48 y la abertura de soporte de combustible 40, también pueden proporcionar un acoplamiento en una orientación predefinida, que se muestra en las figuras 4 y 5. En algunas modalidades, como se puede ver en la figura 2, la placa de anclaje inferior 48 puede incluir un borde biselado de placa de anclaje 56 para ayudar en la instalación en la abertura del soporte de combustible 40. También, en algunas modalidades, la abertura de soporte 40 puede incluir una o más aberturas biseladas o bordes achaflanados 58 que pueden ayudar en el asentamiento de la placa de anclaje inferior 48 dentro de la abertura de soporte de combustible 40. En algunas modalidades, el borde achaflanado 58 de la abertura también puede ayudar en una alineación apropiada del ensamble de combustible 22 con el soporte de combustible 36 para el acoplamiento del accesorio de acoplamiento del ensamble de combustible 52 con el accesorio de acoplamiento del soporte de combustible 54. Generalmente, como se describió antes, el ensamble de combustible 22 no se puede unir por completo con el soporte de combustible 36 a menos de que estén alineados y orientados apropiadamente para permitir el acoplamiento del accesorio de acoplamiento de ensamble de combustible 52 con el accesorio de acoplamiento del soporte de combustible 54. Si no están alineados apropiadamente, el ensamble de combustible 22 no se asentara dentro de la abertura de soporte de combustible 40, y quedara elevado con relación a los otros ensambles de combustible 22 acoplados apropiadamente dentro del núcleo 13. Dicha mala alineación y mal acoplamiento se puede detectar visualmente por el personal operativo durante el aprovisionamiento de combustible del núcleo del reactor. Haciendo referencia ahora a la figura 3, una modalidad de una abertura de soporte de combustible 40 tiene una forma de pentágono con cada borde del pentágono teniendo un borde achaflanado 58. La forma de pentágono puede ser tal que cada lado tenga la misma longitud, o puede ser un pentágono irregular en donde uno de los brazos del pentágono está alargado para proporcionar una sola orientación dentro de trescientos sesenta grados (360), como se puede ver, por ejemplo, en la figura 4B. Las figuras 4A y 4B ilustran un ejemplo de otro conjunto de formas de acuerdo con otra modalidad. La figura 4A ilustra una forma irregular de un accesorio de acoplamiento de ensamble de combustible 52 que se forma a partir de la forma de la placa de anclaje inferior 48 que está configurada para el acoplamiento. La figura 4B ilustra un accesorio de acoplamiento de accesorio de soporte de combustible 54 que también está definido por la forma irregular de la abertura de soporte de combustible 40. El soporte de combustible 36 define la abertura de soporte de combustible 40 que se acopla al lumen 46 desde el cual fluye el refrigerante dentro de la placa de anclaje inferior 48. La abertura de soporte de combustible 40 incluye en esta modalidad ejemplar un borde achaflanado 58 que proporciona la alineación entre la placa de anclaje inferior 48 y la abertura de soporte de combustible 40.

Las figuras 5A, 5B, 5C y 5D proporcionan formas ejemplares adicionales que se pueden aplicar tanto a la placa de anclaje inferior 48 como a la abertura de soporte de combustible 40, para proporcionar el accesorio de acoplamiento de ensamble de combustible 52 y el accesorio de acoplamiento de soporte de combustible 54. La figura 5A proporciona un acoplamiento en una orientación predefinida, debido a dos esquinas igualadas de una forma cuadrada. Aunque aquí se muestra como ejemplo una forma cuadrada, se podría tratar de un cuadrado o un paralelogramo, triángulo o cualquier o cualquier forma que tenga una pluralidad de bordes definidos que coincidan para formar una forma angular. Adicionalmente, la alineación podrá tener una sola esquina igualada o dos o más, pero no todas las esquinas igualadas. La figura 5B proporciona una forma diferente de acoplamiento para proporcionar la orientación predefinida, en donde el accesorio de acoplamiento es una ranura entrante contra una ranura saliente. La figura 5C es un círculo que tiene un solo accesorio de acoplamiento a lo largo de un radio. La figura 5D es un triángulo isósceles. También se pueden utilizar otras formas triangulares como un escaleno, para una orientación apropiada. Como lo sabrán los expertos en la técnica después de revisar esta descripción, otras formas aplicables pueden incluir, pero no están limitadas a, un cuadrilátero, un octágono, un heptágono, un hexágono, nonágono, decágono y una estrella. Deberá entenderse que el accesorio de acoplamiento de soporte de combustible 54 puede ser un miembro macho o un miembro hembra, y el accesorio de acoplamiento de ensamble de combustible 52 puede ser, pero generalmente es la forma opuesta para proporcionar el acoplamiento apropiado. Por ejemplo, en algunas modalidades, el soporte de combustible 36 soporta cuatro ensambles de combustible 22, cada ensamble de combustible 22 tiene un accesorio de acoplamiento de ensamble de combustible 52 y el soporte de combustible tiene cuatro aberturas 40, cada una con un accesorio de acoplamiento de soporte de combustible 54 para recibir selectivamente un ensamble diferente de los ensambles de combustible 22. Cada ensamble de combustible 22 tiene una orientación predefinida para el soporte de combustible 36. Adicionalmente, también es posible que el soporte de combustible 22 este asegurado con aberturas de placa de núcleo circulares 35 en las cuales está montado. Haciendo referencia ahora a la figura 6, durante la operación y de acuerdo a una modalidad, un método para montar un ensamble de combustible en un reactor nuclear incluye insertar las varillas de combustible en un patrón dentro de un ensamble de combustible que tiene una orientación predeterminada con relación a una orientación de una placa de anclaje interior del ensamble de combustible, como en el procedimiento 70. El procedimiento 72 proporciona después la instalación de la placa de anclaje interior del ensamble de combustible en una abertura del soporte de combustible, cuando el ensamble de combustible tiene una orientación predeterminada para recibir a la placa de anclaje inferior. La instalación puede incluir alinear selectivamente la orientación del ensamble de combustible con la orientación del soporte de combustible. En algunas modalidades, el procedimiento 74 puede proporcionar la instalación del soporte de combustible dentro del núcleo de un reactor, incluyendo la alineación de la orientación del soporte de combustible con una orientación dentro del núcleo. En otras modalidades, la placa de anclaje inferior incluye un accesorio de acoplamiento de placa de anclaje que proporciona la orientación predeterminada del ensamble de combustible y el soporte de combustible incluye un accesorio de acoplamiento de soporte de combustible que proporciona la orientación predeterminada para recibir a la placa de anclaje inferior como se proporciona en el procedimiento 76. La instalación puede incluir acoplar selectivamente el accesorio de acoplamiento de placa de anclaje inferior con el accesorio de acoplamiento de soporte de combustible. En otra modalidad que se muestra en el procedimiento 78, las varillas de combustible se insertan en los ensambles de combustible. Cada ensamble de combustible tiene un patrón diferente de varillas de combustible y una orientación predeterminada con relación a una orientación de las placas de anclaje inferiores respectivas. El procedimiento 80 proporciona la instalación de los ensambles de combustible en un núcleo de reactor, con cada ensamble de combustible teniendo una placa de anclaje inferior instalada selectivamente en un soporte de combustible que tiene una orientación predeterminada, para orientar selectivamente el ensamble de combustible dentro del núcleo.

El procedimiento 82 proporciona la instalación de una pluralidad de soportes de combustible en el núcleo, con cada soporte de combustible estando instalado de tal manera que tenga una orientación predeterminada dentro del núcleo. El procedimiento 84 proporciona la instalación de la placa de anclaje inferior del ensamble de combustible dentro de la abertura de un soporte de combustible, y de esta manera disminuye la elevación de la varilla de combustible desde una altura preinstalada hasta una altura instalada y alineada selectivamente. En la descripción de elementos o características y/o modalidades de los mismos, los artículos "un", "una", "el" "la", y "dicho", significan que hay uno o más de los elementos o características. Los términos "que comprende", "que incluye" y "que tiene" pretenden ser inclusivos y significa que puede haber elementos o características adicionales más allá de los que se describen específicamente. Los expertos en la técnica reconocerán que se pueden hacer varios cambios a las modalidades ejemplares y a las ¡mplementaciones que se describieron anteriormente, sin apartarse del alcance de la descripción. Por consiguiente, toda la materia contenida en la descripción anterior o que se muestra en los dibujos adjuntos, deberá ser interpretada como ilustrativa y no en un sentido limitante. También deberá entenderse que los procedimientos o pasos descritos en la presente no deberán ser considerados como que requieren necesariamente su realización en el orden particular que se describió o ¡lustró.

También deberá entenderse que se pueden emplear procedimientos o pasos adicionales o alternativos.

Claims (9)

NOVEDAD DE LA INVENCION REIVINDICACIONES

1 .- Un ensamble para montar un ensamble de combustible en un reactor nuclear, que comprende: un ensamble de combustible 22 que incluye varillas de combustible 50 dentro del ensamble de combustible 22, y que tiene una placa de anclaje inferior 48 con un accesorio de acoplamiento de ensamble de combustible 52; y un soporte de combustible 36 que incluye un accesorio de acoplamiento de soporte de combustible 54, en donde el accesorio de acoplamiento de soporte de combustible 54 está construido para acoplar selectivamente el accesorio de acoplamiento de ensamble de combustible 52 durante la instalación del ensamble de combustible 22 sobre el soporte de combustible 36, para proporcionar una orientación predefinida del ensamble de combustible 22 en el soporte de combustible 36.

2. - El ensamble de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el soporte de combustible 36 está configurado para elevar el ensamble de combustible 22, a menos que el accesorio de acoplamiento de ensamble de combustible 52 esté acoplado con el accesorio de acoplamiento de soporte de combustible 54 para proporcionar la orientación predefinida.

3. - El ensamble de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el accesorio de acoplamiento de ensamble de combustible 52 se ubica alrededor de una radial desde un eje definido por el ensamble de combustible 22, proporcionando una orientación predefinida del accesorio de acoplamiento de ensamble de combustible 52 con relación a las varillas de combustible 50 dentro del ensamble de combustible 22.

4.- El ensamble de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el accesorio de acoplamiento de ensamble de combustible 52 incluye una forma exterior de la placa de anclaje inferior 48 proporcionando una orientación predefinida del ensamble de combustible 22 y el retículo 51 contenido en el mismo, y en donde el accesorio de acoplamiento del soporte de combustible 54 incluye una abertura 40 con una forma correspondiente definida por el soporte de combustible 36 para recibir a la placa de anclaje inferior 48 y mantener la orientación predefinida del ensamble de combustible 22 en el soporte de combustible 36 durante la instalación del ensamble de combustible 22 sobre el soporte de combustible 36.

5.- El ensamble de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado además porque la forma exterior de la placa de anclaje inferior 48 y la forma correspondiente de la abertura 40 se seleccionan del grupo que consiste en un triángulo, un cuadrilátero, un pentágono, un heptágono, y una estrella.

6.- El ensamble de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el accesorio de acoplamiento de ensamble de combustible 52 incluye un miembro macho, y en donde el accesorio de acoplamiento del soporte de combustible 54 incluye un miembro hembra que está configurado para recibir y asegurar el miembro macho para proporcionar la orientación predefinida, y en donde el miembro hembra incluye una cavidad biselada 58 para guiar la placa de anclaje inferior 48 dentro de la cavidad 40 y para acoplar apropiadamente el accesorio de acoplamiento de ensamble de combustible 52 con el accesorio de acoplamiento de soporte de combustible 54.

7. - El ensamble de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el accesorio de acoplamiento de soporte de combustible 54 incluye un miembro macho, y en donde el accesorio de acoplamiento de ensamble de combustible 52 incluye un miembro hembra que está configurado para recibir y asegurar el miembro macho para proporcionar la orientación predefinida.

8. - El ensamble de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque también comprende cuatro ensambles de combustible 22, cada ensamble de combustible 22 tiene un accesorio de acoplamiento de ensamble de combustible 52, en donde el soporte de combustible 36 incluye cuatro aberturas 40, cada abertura 40 está construida para recibir selectivamente un ensamble diferente de los ensambles de combustible 22, y cada ensamble de combustible 22 tiene una orientación predefinida para el soporte de combustible 36.

9. - El ensamble de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado además porque las varillas de combustible 50 se ubican dentro del ensamble de combustible 22 y cada una de las orientaciones predefinidas es la misma orientación predefinida.