MX2008008150A - Aparatos y metodos de inspeccion, mantenimiento y reparacion para reactores nucleares. - Google Patents

Abstract

Un aparato para inspeccionar un reactor nuclear puede incluir un riel (204), un brazo (202); un dispositivo (206) de fijación; y un efector (208). El brazo (202) se conecta en forma operativa con el primer riel (204); en donde el dispositivo (206) de fijación se conecta en forma operativa con el primer riel (204); y el efector (208) se conecta en forma operativa con el brazo (202). El brazo (202) puede tener longitudes expandidas o contraídas. La longitud expandida puede ser mayor que dos veces la longitud contraída. El riel (204) puede incluir uno o más motores (1200, 1202, 1204) adaptados para mover el brazo (202) con relación al primer riel (204). Un método para inspeccionar, llevar a cabo el mantenimiento o reparar un reactor, el método puede incluir: conectar en forma operativa un dispositivo (206) de fijación, un primer riel (204), un brazo (202) y un efector (208) para formar un aparato (200); insertar el aparato (200) dentro del reactor; fijar el aparato (200) dentro del reactor; y operar el aparato (200). Un método para operar un reactor puede incluir apagar, inspeccionar, realizar el mantenimiento o reparar el reactor y encender el reactor.

Description

APARATOS Y MÉTODOS DE INSPECCIÓN, MANTENIMIENTO Y REPARACIÓN PARA REACTORES NUCLEARES Campo de la Invención Las modalidades ejemplificativas se relacionan con aparatos y métodos de inspección, mantenimiento y reparación de reactores nucleares. Además, las modalidades ejemplificativas se relacionan con aparatos y métodos para la inspección, mantenimiento y reparación de reactores nucleares en áreas confinadas, tal como dentro de un anillo de retorno entre el recipiente a presión del reactor y la gualdera del núcleo.

Antecedentes de la Invención La Figura 1 es una vista en sección, con partes en despiece, de un recipiente 100 a presión de reactor típico ("RPV") en un reactor de agua en ebullición nuclear ("BWR"). Durante la operación del BWR; el agua refrigerante que circula dentro del RPV 100 se calienta por fisión producida en el núcleo 102. El agua de suministro se admite dentro del RPV 100 a través de una entrada 104 de agua de abastecimiento y un aro burbujeador 106 (una tubería con forma anular que incluye aberturas para distribuir én forma circunferencial el agua de suministro dentro del RPV 100). El agua de suministro desde el aro 106 burbujeador de agua de abastecimiento fluye hacia abajo a través del anillo de retorno 108 (una región anular entre el RPV 100 y la gualdera 110 del núcleo). La gualdera 110 del núcleo es un cilindro de acero inoxidable que rodea al núcleo 102. El núcleo 102 incluye múltiples unidades 112 de elementos combustibles (dos arreglos 2x2, por ejemplo, se muestran en la Figura 1). Cada arreglo de unidades 112 de elementos combustibles está soportado en su parte superior por una guía 114 superior y en su parte inferior por una placa 116 del núcleo. La guía 114 superior proporciona el soporte lateral para la parte superior de las unidades 112 de elementos combustibles y mantiene la separación de combustible-canal correcta para permitir la inserción de la barra de control. El agua refrigerante fluye hacia abajo a través del anillo 108 de retorno y dentro del pleno 118 inferior del núcleo. El agua refrigerante en el pleno 118 inferior del núcleo a su vez, fluye hacia arriba a través del núcleo 102. El agua refrigerante entre en las unidades 112 de elementos combustibles, en donde se establece una capa límite de ebullición. Una mezcla de agua y vapor sale del núcleo 102 y entra en el pleno 120 superior del núcleo debajo de la cabeza 112 de la gualdera. El pleno 120 superior del núcleo proporciona un empate entre la mezcla de vapor-agua que sale del núcleo 102 y que entra en las columnas ascendentes 124. Las columnas ascendentes 124 están dispuestas sobre la cabeza 122 de la gualdera y en comunicación fluida con el pleno 120 superior del núcleo. La mezcla de vapor-agua fluye a través de las columnas ascendentes 124 y entra en los separadores 126 de vapor (que por ejemplo, pueden ser del tipo centrífugo, de flujo axial). Los separadores 126 de vapor separan esencialmente la mezcla de vapor-agua en agua y vapor. El agua separada se mezcla con el agua de abastecimiento en el pleno 128 de mezclado. Esta mezcla entonces regresa al núcleo 102 a través del anillo 108 de retorno. El vapor separado pasa a través de los secadores 130 de vapor y entra en un domo 132 de vapor. El vapor seco se extrae del RPV 100 a través de una salida 134 de vapor para usarse en las turbinas y en otro equipo (no mostrado). El BWR también incluye un sistema de recirculación de refrigerante que proporciona el flujo de convección forzado a través del núcleo 102, necesario para alcanzar la densidad de energía requerida. Una porción del agua se succiona desde el extremo inferior del anillo 108 de retorno a través de la salida 136 de agua de recirculación y se fuerza por una bomba de recirculación centrífuga (no mostrada) en una pluralidad de unidades 138 de bomba de chorro (solamente se muestra una de ellas) a través de las entradas 140 de agua de recirculación. Las unidades 138 de bomba de chorro se distribuyen circunferencialmente alrededor de la gualdera 110 del núcleo y proporcionan el flujo del núcleo del reactor requerido. Un BWR típico incluye de 16 a 24 mezcladores de entrada. Como se muestra en la Figura 1, las unidades 138 de bomba de chorro de la técnica previa, típicamente incluyen un par de mezcladores 142 de entrada. Cada mezclador 142 de entrada tiene un codo 144 soldado con el mismo, el cual recibe el agua conducida presurizada desde la bomba de recirculación (no mostrada) a través de un elevador 146 de entrada. Un mezclador 142 de entrada ejemplificativo incluye un grupo de cinco boquillas distribuidas circunferencialmente en ángulos iguales alrededor del eje del mezclador de entrada. Cada boquilla está ahusada radialmente hacia adentro por su salida. La bomba de chorro se energiza por estas boquillas convergentes. Cinco aberturas de entrada secundarias están radialmente fuera de las salidas de las boquillas. Por lo tanto, conforme los chorros de agua salen de las boquillas, el agua del anillo 108 de retorno se arrastra dentro del mezclador 142 de entrada a través de las aberturas de entrada secundarias, en donde se mezcla con el agua refrigerante de la bomba de recirculación. El agua refrigerante entonces fluye dentro de un difusor 148. La gualdera 110 del núcleo puede incluir, por ejemplo, un reborde de cabeza de gualdera (no mostrado) para dar soporte a la cabeza 122 de la gualdera, una pared superior de la gualdera (no mostrada) que tiene un extremo superior soldado con el reborde de cabeza de la gualdera, un anillo de soporte de guía inferior (no mostrado) solado al extremo inferior de la pared superior de la gualdera, una pared media de la gualdera (no mostrada) que tiene un extremo superior solado al anillo de soporte de guía superior e incluye dos o tres secciones de casco apiladas en forma vertical (no mostradas) unidas por una soldadura de acoplamiento de media gualdera, un anillo de soporte de placa del núcleo anular (no mostrado) soldado al extremo inferior de la pared media de la gualdera y con el extremo superior de una pared inferior de la gualdera (no mostrada). La gualdera completa está soportada por un soporte de gualdera (no mostrado), el cual está soldado con la parte inferior de la pared inferior de la gualdera, y por una placa de soporte de bomba de chorro anular (no mostrada) que está soldada por su diámetro interno con el soporte de la gualdera y por su diámetro exterior con el RPV 100. Típicamente, el material de la gualdera 110 del núcleo y sus soldaduras asociadas es acero inoxidable austenítico que tiene un contenido de carbón reducido. Las zonas afectadas por calor de las soldaduras perimetrales de la gualdera, incluyendo las soldaduras de acoplamiento de media gualdera que tienen tensiones residuales de soldadura. Por lo tanto, los mecanismos están presentes para las soldaduras de acoplamiento de media gualdera y otras soldaduras perimetrales que son susceptibles al agrietamiento por corrosión por tensión integranular (IGSCC). El IGSCC en la zona afectada con calor de cualquier soldadura de costura perimetral de la gualdera disminuye la integridad estructural de la gualdera 110 del núcleo, que da soporte vertical y horizontal a la guía 114 superior y a la cabeza 122 de la gualdera. En particular, una gualdera 110 del núcleo agrietada incrementa el riesgo presentado por un accidente de pérdida de refrigerante (LOCA) o por cargas sísmicas. Durante un LOCA, la pérdida de refrigerante desde el RPV 100 produce una pérdida de presión sobre la cabeza 122 de la gualdera y un incremento en presión dentro de la gualdera 110 del núcleo, es decir, debajo de la cabeza 122 de la gualdera. El resultado es una fuerza de elevación incrementada en la cabeza 122 de la gualdera y las porciones superiores de la gualdera 110 del núcleo en las cuales se articula la cabeza 122 de la gualdera. Cuando la gualdera 110 del núcleo tiene soldaduras perimetrales totalmente agrietadas, las fuerzas de elevación producidas durante un LOCA pueden provocar que la gualdera 110 del núcleo se separe a lo largo de las áreas de agrietamiento, lo que produce una fuga indeseable del refrigerante del reactor. También, cuando las zonas de soldadura de la gualdera 110 del núcleo fallan debido a un IGSCC, existe el riesgo de una mala alineación por las cargas sísmicas y el daño al núcleo 102 y los componentes de la barra de control, lo que puede afectar la inserción de la barra de control y una suspensión segura. De este modo, la gualdera 110 del núcleo necesita ser examinada periódicamente para determinar su integridad estructural y la necesidad de reparación. La inspección ultrasónica es una técnica conocida para detectar grietas en los componentes del reactor nuclear. El área de inspección de interés principal es la superficie exterior de la gualdera 110 de núcleo en la soldadura de acoplamiento de media gualdera vertical y/u horizontal. Sin embargo, la gualdera 110 del núcleo tiene un acceso difícil. El acceso para la instalación se ve limitado al espacio anular entre el exterior de la gualdera 110 del núcleo y el interior del RPV 100, entre las unidades 138 de bomba de chorro adyacentes. El acceso para la operación de exploración también se ve restringido dentro del espacio estrecho entre la gualdera 110 del núcleo y las unidades 138 de bomba de chorro, que es de aproximadamente 1.27 cm de ancho en algunos sitios. Las áreas de inspección son altamente radioactivas y pueden estar sumergidas en el agua, 15 metros o más, debajo de la plataforma de trabajo del operador. Como resultado, la inspección de la gualdera 110 del núcleo y/o del RPV 100, así como otras inspecciones, mantenimiento y reparación dentro del anillo 108 de retorno con frecuencia es complicado y difícil. Se han propuesto varias soluciones al problema de inspeccionar una gualdera 110 de núcleo, como se describe por ejemplo, en la Patente de Estados Unidos No. 5,586,155 (la patente ?55). La descripción de la patente ?55 se incorpora en esta solicitud como referencia. Sin embargo, estas soluciones propuestas no incluyen los aparatos y métodos de la inspección, el mantenimiento y reparación para reactores nucleares similares a los de la presente invención.

Breve Descripción de la Invención Las modalidades ejemplificativas se relacionan con aparatos y métodos de inspección, mantenimiento y reparación para reactores nucleares. Además, las modalidades ejemplificativas se relacionan con aparatos y métodos para la inspección, mantenimiento y reparación para reactores nucleares en áreas confinadas, tales como dentro de un anillo de retorno entre el recipiente de presión del reactor y la gualdera del núcleo.

En una modalidad ejemplificativa, un método para inspeccionar un reactor nuclear puede incluir: conectar en forma operativa un dispositivo de fijación, un primer riel, un brazo y un efector para formar un aparato de inspección, insertar el aparato de inspección dentro del reactor, fijar el aparato de inspección dentro del reactor y/u operar el aparato de inspección. El brazo puede tener una longitud contraída. El brazo puede tener una longitud expandida. La longitud expandida puede ser mayor que dos veces la longitud contraída. En otra modalidad ejemplificativa, un método para realizar el mantenimiento de un reactor nuclear puede incluir: conectar en forma operativa un dispositivo de fijación, un primer riel, un brazo y una o más herramientas para formar un aparato de mantenimiento, insertar el aparato de mantenimiento dentro del reactor, fijar el aparato de mantenimiento dentro del reactor y/u operar el aparato de mantenimiento. El brazo puede tener una longitud contraída. El brazo puede tener una longitud expandida. La longitud expandida puede ser mayor que dos veces la longitud contraída. En otra modalidad ejemplificativa, un método para reparar un reactor nuclear puede incluir: conectar en forma operativa un dispositivo de fijación, un primer riel, un brazo y una o más sensores, una o más herramientas para formar un aparato de reparación, insertar el aparato de reparación dentro del reactor, fijar el aparato de reparación dentro del reactor y/u operar el aparato de reparación. El brazo puede tener una longitud contraída. El brazo puede tener una longitud expandida. La longitud expandida puede ser mayor que dos veces la longitud contraída. También en otra modalidad ejemplificativa, un aparato para inspeccionar un reactor nuclear puede incluir: un primer riel, un brazo, un dispositivo de fijación y/o un efector. El brazo puede conectarse en forma operativa con el primer riel. El dispositivo de fijación puede conectarse en forma operativa con el primer riel. El efector puede conectarse en forma operativa con el brazo. El brazo puede tener una longitud contraída. El brazo puede tener una longitud expandida. La longitud expandida puede ser mayor que dos veces la longitud contraída. En otra modalidad ejemplificativa, un aparato para inspeccionar un reactor nuclear puede incluir: un primer riel, un brazo, un dispositivo de fijación y/o un efector. El brazo puede conectarse en forma operativa con el primer riel. El dispositivo de fijación puede conectarse en forma operativa con el primer riel. El efector puede conectarse en forma operativa con el brazo. El primer riel puede incluir uno o más motores adaptados para mover el brazo con relación al primer riel. En otra modalidad ejemplificativa, un aparato para llevar a cabo el mantenimiento en un reactor nuclear puede incluir: un primer riel, un brazo, un dispositivo de fijación y/o una o más herramientas. El brazo puede conectarse en forma operativa con el primer riel. El dispositivo de fijación puede conectarse en forma operativa con el primer riel. La una o más herramientas se pueden conectar en forma operativa con el brazo. El brazo puede tener una longitud contraída. El brazo puede tener una longitud expandida. La longitud expandida puede ser mayor que dos veces la longitud contraída. En otra modalidad ejemplificativa, un aparato para llevar a cabo el mantenimiento en un reactor nuclear, el aparato comprende: un primer riel, un brazo, un dispositivo de fijación y/o uno más herramientas. El brazo puede conectarse en forma operativa con el primer riel. El dispositivo de fijación puede conectarse en forma operativa con el primer riel. La una o más herramientas pueden conectarse en forma operativa con el brazo. El primer riel puede incluir uno o más motores adaptados para mover el brazo con relación al primer riel. En otra modalidad ejemplificativa, un aparato para reparar un reactor nuclear puede incluir: un primer riel, un brazo, un dispositivo de fijación y/o uno más sensores y/o una o más herramientas. El brazo puede conectarse en forma operativa con el primer riel. El dispositivo de fijación puede conectarse en forma operativa con el primer riel. El uno o más sensores, la una o más herramientas o el uno o más sensores y la una o más herramientas pueden conectarse en forma operativa con el brazo. El brazo puede tener una longitud contraída. El brazo puede tener una longitud expandida. La longitud expandida puede ser mayor que dos veces la longitud contraída. En otra modalidad ejemplificativa, un aparato para reparar un reactor nuclear puede incluir: un primer riel, un brazo, un dispositivo de fijación, uno o más sensores y/o uno o más herramientas. El brazo puede conectarse en forma operativa con el primer riel. El dispositivo de fijación puede conectarse en forma operativa con el primer riel. El uno o más sensores, la una o más herramientas o el uno o más sensores y la una o más herramientas pueden conectarse en forma operativa con el brazo. El primer riel puede incluir uno o más motores adaptados para mover el brazo con relación al primer riel. En otra modalidad ejemplificativa, un estuche para inspeccionar, llevar a cabo el mantenimiento o reparar un reactor nuclear puede incluir: un primer riel, un brazo, un dispositivo de fijación. El brazo puede conectarse en forma operativa con el primer riel. El dispositivo de fijación puede conectarse en forma operativa con el primer riel. El brazo puede tener una longitud contraída. El brazo puede tener una longitud expandida. La longitud expandida puede ser mayor que dos veces la longitud contraída. En otra modalidad ejemplificativa, un estuche para inspeccionar, llevar a cabo el mantenimiento o reparar un reactor nuclear puede incluir: un primer riel, un brazo, un dispositivo de fijación. El brazo puede adaptarse para conectarse en forma operativa con el primer riel. El dispositivo de fijación puede adaptarse para conectarse en forma operativa con el primer riel. El primer riel puede incluir uno o más motores adaptados para mover el brazo con relación al primer riel.

Breve Descripción de los Dibujos Los anteriores y/u otros aspectos y ventajas de la invención serán evidentes y se podrán apreciar mejor a partir de la siguiente descripción detallada de las modalidades ejemplificativas tomadas junto con los dibujos acompañantes, en los cuales: La Figura 1 es una vista en sección, con partes en corte de un RPV típico en un BWR de la técnica previa. La Figura 2 es una vista en perspectiva de un aparato de inspección, mantenimiento y reparación para reactores nucleares, de conformidad con una modalidad ejemplificativa. La Figura 3 es una vista en perspectiva, en despiece de un brazo del aparato de la Figura 2. La Figura 4 es una vista en perspectiva, en despiece invertido del brazo de la Figura 3. La Figura 5 es una vista en perspectiva frontal de un segundo riel del brazo de la Figura 3. La Figura 6 es una vista superior del segundo riel de la Figura 5. La Figura 7 es una vista trasera del segundo riel de la Figura 6. La Figura 8 es una primera vista detallada del segundo riel de la Figura 7.

La Figura 9 es una segunda vista detallada del segundo riel de la Figura 7. La Figura 10 es una tercera vista detallada del segundo riel de la Figura 7. La Figura 11 es una vista en perspectiva, en despiece de un primer riel del aparato de la Figura 2. La Figura 12 es una vista en perspectiva, en despiece invertido del primer riel de la Figura 11. La Figura 13 es una vista en perspectiva, en despiece invertido de una primera porción del primer riel de la Figura 11. La Figura 14 es una vista en perspectiva, en despiece invertido de una segunda porción del primer riel de la Figura 11. La Figura 15 es una vista en perspectiva de un dispositivo de fijación del aparato de la Figura 2; y La Figura 16 es una vista en despiece invertida del dispositivo de fijación de la Figura 15.

Descripción Detallada de la Invención Las modalidades ejemplificativas ahora serán descritas más completamente con referencia a los dibujos acompañantes. Sin embargo, las modalidades se pueden incorporar en muchas formas diferentes y no deben ser consideradas como limitadas a las modalidades ejemplificativas aquí establecidas. Más bien, las modalidades ejemplificativas son provistas para que esta descripción sea completa y detallada y abarcarán el alcance considerado por las personas experimentadas en la técnica. Se debe entender que cuando un componente es referido como "encendido, conectado con, acoplado o fijo a" otro componente, puede conectarse, fijarse, acoplarse directamente con otro componente o puede haber presentes componentes intermedios. Por el contrario, cuando un componente sea referido como "directamente, conectado directamente, acoplado directamente o fijo directamente" con otro componente, no habrá componentes intermedios presentes. Como se utiliza aquí el término "y/o" incluye cualquiera o todas las combinaciones de uno o más de los artículos enlistados asociados. Se debe entender que aunque los términos "primero, segundo, tercer, etc.", pueden utilizarse aquí para describir varios elementos, componentes, regiones, capas y/o secciones, estos elementos, componentes, regiones, capas y/o secciones no deben estar limitados por estos términos. Estos términos solamente se utilizan para distinguir un elemento, componente, región, capa o sección de otro elemento, componente, región, capa o sección. De este modo, un primer elemento, componente, región, capa o sección antes descrito puede ser llamado como un segundo elemento, componente, región, capa o sección sin apartarse de las enseñanzas de las modalidades ejemplificativas. Los términos relativos al espacio, tales como "debajo, por debajo, inferior, superior, sobre" y sus similares pueden utilizarse aquí para facilitar la descripción para describir un componente y/o característica relativa a otro componente y/o característica, u otro componente y/o característica, como se ilustra en los dibujos. Se debe entender que los términos con relación al espacio tienen la intención de abarcar diferentes orientaciones del dispositivo en uso o en operación además de la orientación ilustrada en las Figuras. La terminología aquí utilizada tiene el propósito de describir las modalidades ejemplificativas y no tiene la intención de ser limitante. Como se utiliza aquí, las formas singulares como "un, una, el, la" tienen la intención de incluir las formas plurales, a menos que el contexto indique claramente lo contrario. Se debe entender que los términos "comprende, incluye, y/o incluyendo", cuando se utilizan en esta especificación, especifican la presencia de características, integrantes, pasos, operaciones, elementos y/o componentes, pero no impiden la presencia o adición de una o más características, integrantes, pasos, operaciones, elementos y/o componentes. A menos que se defina lo contrario, todos los términos (incluyendo los términos científicos y técnicos) aquí utilizados, tienen el mismo significado utilizado comúnmente por las personas experimentadas en la técnica a la cual pertenecen las modalidades ejemplificativas. Se debe entender que los términos, tales como los definidos comúnmente en los diccionarios se deben interpretar con el mismo significado consistente con su significado en el contexto de la técnica relevante y no deben ser interpretados como idealizados o con un sentido formal, a menos que se exprese lo contrario. Ahora se hace referencia a las modalidades ejemplificativas, las cuales se ilustran en los dibujos acompañantes, en donde los números de referencia iguales se refieren a los componentes similares a través de los dibujos.

La Figura 2 es una vista en perspectiva de un aparato de inspección, mantenimiento y reparación para reactores nucleares, de conformidad con una modalidad ejemplificativa. Como se muestra en la Figura 2, el aparato 200 para la inspección, mantenimiento y/o reparación de reactores nucleares puede incluir un brazo 202, un primer riel 204, un dispositivo 206 de fijación y/o un efector 208. El brazo 202 puede conectarse en forma operativa con el primer riel 204. El dispositivo 206 de fijación puede conectarse en forma operativa con el primer riel 204. El efector 208 puede conectarse en forma operativa con el brazo 202. El aparato 200 puede permitir un número reducido de movimientos para una cobertura completa o limitada de inspección, mantenimiento y/o reparación. Como resultado, por lo menos parcialmente, el aparato 200 puede acortar los ciclos de inspección y/o simplificar los planes de inspección. El brazo 202 puede tener una longitud contraída y una longitud expandida. La longitud expandida puede ser mayor que dos veces la longitud contraída. Por ejemplo, la longitud expandida puede ser de aproximadamente 2.5, 3, 3.5, 4, 4.5, 5, 5.5, 6, 6.5, 7, 7.5, 8 o más veces la longitud contraída. Además o como alternativa, el primer riel 204 puede incluir uno o más motores adaptados para mover el brazo 202 con relación al primer riel 204. El brazo 202 se puede adaptar para moverse con relación al primer riel 204. Por ejemplo, el brazo 202 puede adaptarse para moverse a lo largo del primer riel 204, para moverse con relación a una conexión 210 operativa del brazo 202 con el primer riel 204 y/o para girar con relación al primer riel 204.

El efector 208 puede incluir uno o más sensores. Por ejemplo, el uno o más sensores puede incluir por lo menos una cámara, por lo menos una video cámara, por lo menos un transductor, por lo menos un transductor ultrasónico, y/o por lo menos un explorador. Por lo menos el uno o más sensores pueden por ejemplo, ser sensibles al tacto y/o a la presión, humedad, temperatura, pH, conductividad y/o a la presencia y/o concentración de químicos. Además o como alternativa, el efector 208 puede incluir una o más herramientas, tales como herramientas para limpiar el reactor, encontrar y/o recuperar los componentes del reactor, la soldadura y/o el maquinado por descarga eléctrica ("EDM"). En una modalidad ejemplificativa, el aparato 200 se puede insertar dentro del reactor en un extremo de un vástago largo (no mostrado) conectado con el ensamble 212 adaptador. El vástago puede ser de aproximadamente 18 metros a aproximadamente 24 metros de longitud, por lo menos en parte debido a una o más de la distancia desde la plataforma del trabajador sobre el reactor hasta el reactor en sí, la exposición a la radiación en el área de la plataforma del trabajador y el reactor y el hecho de que el reactor puede estar totalmente lleno de agua cuando el aparato 200 se inserta dentro del reactor. Uno o más trabajadores pueden controlar el vástago para colocar el aparato 200, según sea requerido en el reactor. La posición puede por ejemplo, ser entre el exterior de la gualdera 110 de núcleo y el interior del RPV 100, con el primer riel 204, el efector 208 y/o una o más patas 214 ajustables esencialmente en contacto con la gualdera 110 del núcleo y/o con el dispositivo 206 de fijación esencialmente en contacto con el RPV 100. El aparato 200 puede también insertarse dentro del reactor con el uso de un vehículo operado en forma remota ("ROV") (no mostrado), un cabrestante de cable/cadena (no mostrado) o un dispositivo similar. Cuando se inserta el aparato 200 dentro del reactor, el brazo 202 puede girarse para quedar esencialmente paralelo al primer riel 204. Este paralelismo puede ayudar a uno o más trabajadores en colocar rápidamente el aparato 200 en el reactor. En una modalidad ejemplificativa, una vez que el aparato 200 está colocado correctamente, el uno o más trabajadores pueden provocar que el aparato 206 de fijación ejerza presión en el RPV 100 para forzar que el primer riel 204, el efector 208 y/o la una o más patas 214 ajustables hagan contacto con la gualdera 110 del núcleo, y con el aparato 200 de fijación en posición. En aparato 200 también se puede fijar en su posición con el dispositivo 206 de fijación en forma de un mástil, un brazo de exploración o un equivalente que puede por ejemplo, conectarse con la gualdera 110 del núcleo y/o con el reborde de la gualdera del núcleo (no mostrado) o puede deslizarse en el dique de vapor (no mostrado) del reactor. Con el aparato 200 fijo en su posición, el efector 208 puede colocarse según sea requerido con el uso del brazo 202 y el primer riel 204. Por ejemplo, suponiendo que el primer riel 204 está fijo en un orientación vertical, el brazo 202 puede moverse a lo largo del primer riel 204 para elevar o descender la conexión 210 operativa (y por lo tanto, elevar o descender el efector 208), el brazo 202 puede moverse con relación a la conexión 210 operativa (y por lo tanto, para cambiar la distancia del efector 208 desde la conexión 210 operativa) y/o el brazo 202 puede girarse con relación al primer riel 204 para cambiar el ángulo del brazo 202 con relación al primer riel 204 (y por lo tanto, para cambiar la posición angular del efector 208). El perfil estrecho del brazo 202 y el efector 208 puede permitir al efector 208 tener acceso a los espacios confinados a los que no se tiene acceso por otros dispositivos, tales como los ROV. El efector 208 se puede colocar con cualquiera de estos "grados de libertad" en forma independiente o por dos o más simultáneamente. Además o como alternativa, el efector 208 puede tener "grados de libertad" diferentes a los descritos. Algunos ejemplos están incluidos en la descripción del brazo 202 a continuación. El aparato 200 también puede incluir un sistema de manejo de cable. El sistema de manejo de cable ayuda a manejar uno o más cables umbilicales (no mostrados) que por ejemplo, pueden suministrar energía (es decir, eléctrica, neumática y/o hidráulica (a base de agua)) al aparato 200, puede proporcionar señales de control al aparato 200 y/o puede proporcionar a uno o más trabajadores con señales de los sensores desde el aparato 200. El uno o más cables umbilicales pueden tener alcance desde la plataforma del trabajador hasta el aparato 200 y/o al efector 208. El primer riel 204 puede incluir por lo menos una porción del sistema de manejo de cable. De manera similar, el brazo 202 puede incluir por lo menos una porción del sistema de manejo de cable. En una modalidad ejemplificativa, el primer riel 204 puede incluir una primera porción del sistema de manejo de cable y el brazo 202 puede incluir una segunda porción del sistema de manejo de cable.

La Figura 3 es una vista en perspectiva, en despiece de un brazo del aparato de la Figura 2, mientras la Figura 4 es una vista en perspectiva en despiece del brazo de la Figura 3. Como se muestra en las Figuras 3 y 4, el brazo 202 puede incluir un segundo riel 300, una barra 302 transversal, un bloque 304 guía, guías 306 y/o 308, ménsulas 310, 312 de rodillo y/o rodillos 316, 318 y/o 320, y/o una ménsula 322 del efector. El segundo riel 300 puede incluir tres o más secciones. Típicamente, debido a que las secciones están apiladas, más secciones resultan en un segundo riel 300 más grueso. Las secciones del segundo riel 300 se puede fabricar con un radio estandarizado de curvatura o radios estandarizados de curvatura. Sin embargo, el radio de curvatura del segundo riel 300 no necesita coincidir exactamente con el de la gualdera 110 del núcleo, con el RPV 100, etc. Esto puede ser real, por ejemplo, cuando el efector 208 no tiene que estar en contacto directo con la gualdera 110 del núcleo, el RPV 100 etc. Además o como alternativa, esto puede ser real debido a que el efector 208 puede estar conectado en forma operativa con el brazo 202 con el uso de una ménsula 322 del efector, y la ménsula 322 del efector puede estar cargada con resorte o un equivalente para impulsar el efector 208 hacia la gualdera 110 del núcleo, el RPV 100, etc. En una modalidad ejemplificativa, la barra 302 transversal puede funcionar principalmente como un soporte estructural. Además de los grados de libertad antes descritos, el efector 208 puede tener grados de libertad adicionales. Por ejemplo, el efector 208 se puede conectar en forma operativa con el brazo 202 con el uso de un cardán o algún otro dispositivo. En una modalidad ejemplificativa, el efector 208 puede conectarse en forma operativa con el brazo 202 en cualquier lugar en el brazo 202. Como se describe antes, el brazo 202 puede incluir por lo menos una porción del sistema de manejo de cable. Esa porción puede incluir, por ejemplo, uno o más bloques 304 guía, guías 306 y/o 308, ménsulas 310, 312 y/o 314 de rodillo, y rodillos 316, 318 y/o 320. La Figura 5 es una vista en perspectiva frontal del segundo riel 300 del brazo 200 de la Figura 3, la Figura 6 es una vista superior del segundo riel 300 de la Figura 5, y la Figura 7 es una vista trasera del segundo riel 300 de la Figura 6. La Figura 8 es una primera vista detallada del segundo riel 300 de la Figura 7, la Figura 9 es una segunda vista detallada del segundo riel 300 de la Figura 7 y la Figura 10 es una tercera vista detallada del segundo riel 300 de la Figura 7. Como se muestra en las Figuras 5 a la 9, el segundo riel 300 puede incluir una primera sección 500, una segunda sección 502, una tercera sección 504 y/o cuarta sección 506. La cuarta sección 506 puede estar fija al primer riel 204. La primera sección 500 puede incluir una estructura 900 de base, una cremallera 902 superior, un riel 904 superior y/o un riel 906 inferior. La segunda sección 502 puede incluir una estructura de base 908, una cremallera 910 inferior, uno o más rodillos 912 internos y/o uno o más rodillos 914 externos. La tercera sección 504 puede incluir una estructura 916 de base, una cremallera 918 superior, interna, una cremallera 920 superior, externa, un riel superior 922 interno, un riel 924 inferior, interno, un riel 926 superior, externo y/o un riel 928 inferior, externo. La cuarta sección 506 puede incluir una estructura 930 de base, una cremallera 932 inferior y/o uno o más rodillos (no mostrados). En la Figura 9, el riel 904 superior y el riel 906 inferior de la primera sección 500 se ilustran como rieles con forma de V. Aunque son posibles otras formas, uno o más rodillos 912 internos de la segunda sección 502 se deslizan en uno o ambos del riel 904 superior y del riel 906 inferior. De manera similar, el riel 922 superior, interno y el riel 924 inferior, interno de la tercera sección 504 se ilustran como rieles con forma de v. Aunque son posibles otras formas, uno o más rodillos 914 externos de la segunda sección 502 se deslizan en uno o ambos del riel 922 superior, interno y del riel 924 inferior, interno. En la misma forma, el riel 926 superior, externo y el riel 928 inferior, externo de la tercera sección 504 se ilustran como rieles con forma de v. Aunque son posibles otras formas, uno o más rodillos (no mostrados) de la cuarta sección 506 se deslizan en uno o ambos del riel 926 superior, externo y del riel 928 inferior, externo. La cremallera 902 superior y la cremallera 918 superior, interna se pueden conectar con un primer engrande inactivo (no mostrado) para que cuando el segundo riel 300 se expanda o se contraiga por la activación de la cremallera 920 superior, externa, la primera sección 500 se activa por la tercera sección 504. De manera similar, la cremallera 910 inferior y la cremallera 932 inferior se pueden conectar con un segundo engrane inactivo (no mostrado) para que cuando el segundo riel 300 se expanda o se contraiga por la activación de la cremallera 920 superior, externa, la segunda sección 502 se active por la cuarta sección 506. De esta forma, cuando el segundo riel 300 se expande o se contrae por la activación de la cremallera 920 superior, externa, la primera sección 500, la segunda sección 502 y la tercera sección 504 pueden todas moverse en forma simultánea con relación a la cuarta sección 506. En la primera modalidad ejemplificativa, el límite de este movimiento simultáneo es proporcional entre las secciones. En una segunda modalidad ejemplificativa, el límite del movimiento simultáneo es idéntico entre las secciones. La Figura 8 muestra un ajustador 800 de riel acoplado con la primera sección 500. La Figura 10 muestra un ajustador 1000 de riel acoplado con la tercera sección 504. Tales ajustadores de riel permiten los ajustes mecánicos para la tensión entre el par de riel superior e inferior (es decir, entre el riel 904 superior y el riel 906 inferior de la primera sección 500). En otra modalidad ejemplificativa, el aparato 200 para la inspección, mantenimiento y/o reparación de reactores nucleares pueden incluir: un brazo 202, un primer riel 204, un dispositivo 206 de fijación y/o un efector 208. Un brazo 202 puede incluir un segundo riel con una curvatura opuesta a la del segundo riel 300. En este caso, el aparato 200 puede estar colocado, por ejemplo, entre el exterior de la gualdera 110 del núcleo y el interior del RPV 100, con el primer riel 204, el efector 208 y/o una o más patas 214 ajustables esencialmente en contacto con el RPV 100 y/o con el dispositivo 206 de fijación esencialmente en contacto con la gualdera 110 del núcleo. El aparato 200 puede utilizarse, por ejemplo, para inspeccionar la superficie interior del RPV 100. En otra modalidad ejemplificativa, el aparato 200 para la inspección, mantenimiento y/o reparación de reactores nucleares puede incluir: un brazo 202, un primer riel 204, un dispositivo 206 de fijación y/o un efector 208. El brazo 202 puede incluir un segundo riel que es esencialmente recto. En este caso, el aparato 200 se puede utilizar, por ejemplo, para inspeccionar cualquier superficie esencialmente plana en el reactor. En otra modalidad ejemplificativa, el aparato 200 para la inspección, mantenimiento y/o reparación de reactores nucleares puede incluir: un brazo 202, un primer riel 204, un dispositivo 206 de fijación y/o un efector 208. El brazo 202 puede incluir uno o más segundos rieles. Por lo menos uno del uno o más segundos rieles puede ser un riel curvo. Además o como alternativa, por lo menos uno del uno o más segundos rieles puede ser un riel esencialmente recto. Además o como alternativa, por lo menos uno del uno o más segundos rieles puede incluir por lo menos tres secciones. En una modalidad ejemplificativa, las por lo menos tres secciones se pueden adaptar para contraer el brazo 202 en su longitud contraída y/o para expandir el brazo 202 a su longitud expandida. La Figura 11 es una vista en perspectiva, en despiece del primer riel 204 del aparato 200 de la Figura 2, mientras la Figura 12 es una vista en perspectiva, en despiece invertido del primer riel 204 de la Figura 11, la Figura 13 es una vista en perspectiva, en despiece invertido de una primera porción del primer riel 204 de la Figura 11 y la Figura 14 es una vista en perspectiva, en despiece invertido de una segunda porción del primer riel 204 de la Figura 11. Como se muestra en las Figuras 11 a la 14, el primer riel 204 puede incluir un primer motor 1200, un segundo motor 1202 y/o un tercer motor 1204. El primer riel 204 también puede incluir una primera flecha 1206, una segunda flecha 1208 y/o una tercera flecha 1210. Además, el primer riel 204 puede incluir un primer riel 1212 y/o un segundo riel 1214. Otros componentes del primer riel 204 puede incluir una caja 1216, una caja 1218 de motor, una tapa 1220 de la caja del motor, una placa 1222 de soporte superior, una placa 1224 lateral de soporte superior, una unidad 1226 de bloque de rotación, una guarda 1228 de cable, guías 1230 y 1232 de cable, poleas 1234 y 1236, una unidad 1238 de polea doble y/o un engrane 1240. El engrane 1240, asociado con la unidad 1226 del bloque de rotación, puede observarse mejor en las Figuras 3 y 11. Además, el primer riel 204 puede incluir componentes adicionales conocidos por las personas experimentadas en la técnica (como se muestra en la Figura 11-14) como por ejemplo, uno o más cojinetes de bola, ménsulas, guías de cable, tapas, engranes de activación, empaques, engranes inactivos, tuercas de cierre, engranes de bisel, piñones, tornillos, sellos, extensiones de flecha, espaciadores, arandelas y engranes de gusano. En una modalidad ejemplificativa, el primer riel 204 incluye tres engranes, un engrane de piñón, un engrane inactivo y un engrane de gusano- para cada uno del primer motor 1200, el segundo motor 1202 y el tercer motor 1204 (el motor gira el engrane de piñón, el engrane de piñón gira el engrane inactivo, y el engrane inactivo gira el engrane de gusano). En una primera modalidad ejemplificativa, el primer riel 204 puede incluir uno o más motores (es decir, el primer motor 1200, el segundo motor 1202, y/o el tercer motor 1204), adaptados para mover el brazo 202 con relación al primer riel 204. En una segunda modalidad ejemplificativa, el primer riel 204 puede incluir uno o más motores adaptados para mover el brazo 202 a lo largo del primer riel 204. En una tercera modalidad ejem plif ¡cativa, el primer riel 204 puede incluir uno o más motores adaptados para mover el brazo 202 con relación a una conexión 210 operativa. En una cuarta modalidad ejemplificativa, el primer riel 204 puede incluir uno o más motores adaptados para girar el brazo 202 con relación al primer riel 204. En una quinta modalidad ejemplificativa, el primer riel 204 puede incluir un primer motor 1200, un segundo motor 1202, y un tercer motor 1204, en donde el primer motor 1200 se adapta para mover el brazo 202 con relación a la conexión 210 operativa, en donde el segundo motor 1202 está adaptado para mover el brazo 202 a lo largo del primer riel y en donde el tercer motor 1204 está adaptado para girar el brazo 202 con relación al primer riel 204. Como se describe antes, el primer riel 204 puede incluir por lo menos una porción del sistema de manejo de cable. Esa porción puede incluir, por ejemplo, una o más guardas 1228 de cable, guías 1230 y 1232 de cable, poleas 1234 y 1236 y/o una unidad 1238 de polea doble, así como componentes adicionales conocidos por las personas experimentadas en la técnica. En una modalidad ejemplificativa, el cable umbilical del sistema de manejo de cable pasa entre la guía 1230 de cable y la polea 1234, después pasa entre la guía 1232 de cable y la polea 1236, después a través del primer riel 204 hacia la unidad 1238 de polea doble, después pasa por debajo del bloque 304 guía y alrededor de una o ambas guías 306 y 308, y después al efector 208, y opcionalmente hace contacto con uno o más rodillos 316, 318 y 320. En una primera modalidad ejemplificativa, se mantiene la tensión en el cable umbilical que pasa entre la guía 1230 de cable y la polea 1234. En una segunda modalidad ejemplificativa, la tensión se mantiene esencialmente constante. En una tercera modalidad ejemplificativa, la tensión se mantiene esencialmente constante con el uso de un arreglo de bloque de arrastre. El primer motor 1200 y la primera flecha 1206 pueden activar el brazo 202 para moverlo con relación a la conexión 210 operativa. El movimiento puede ser para expandir el brazo 202 (es decir, para desapilar la primera sección 500, la segunda sección 502, la tercera sección 504, y la cuarta sección 506), o el movimiento puede contraer el brazo 202 (es decir, para apilar la primera sección 500, la segunda sección 502, la tercera sección 504, y la cuarta sección 506). En una modalidad ejemplificativa, el brazo 202 puede expandirse a un lado o al otro de la conexión 210 operativa, lo que proporciona flexibilidad adicional en el uso del aparato 200. Como se describe antes, el segundo riel 300 puede incluir tres o más secciones. Por ejemplo, el segundo riel 300 puede incluir tres, cuatro, cinco, seis, siete, ocho o más secciones. El número de secciones puede ser par o impar. El número de secciones que se pueden utilizar es esencialmente una función de la resistencia de los materiales utilizados para construir el segundo riel 300, el primer riel 1212, y el segundo riel 1214 (el primer riel 1212 y el segundo riel 1214 dan soporte esencialmente a toda la carga del segundo riel 300 expandido para evitar efectivamente que esta carga impacte el funcionamiento de la primera flecha 1206, la segunda flecha 1208, y/o la tercera flecha 1210, y por lo tanto, el funcionamiento del primer motor 1200, el segundo motor 1202 y/o el tercer motor 1204). El segundo motor 1202 y la segunda flecha 1208 puede activar el brazo 202 para moverse a lo largo del primer riel 204. Este movimiento "vertical" puede guiarse por el primer riel 1212 y/o el segundo riel 1214. El tercer motor 1204 y la tercera flecha 1210 puede activar el brazo 202 para girar con relación al primer riel 204. El tren de activación también puede incluir por ejemplo, el engrane 1240. La rotación puede ser en un sentido giratorio hacia la derecha o hacia la izquierda. De este modo, el brazo 202 puede activarse en rotación en cualquier posición angular con relación al primer riel 204. Como se describe antes, cuando se inserta el aparato 200 dentro del reactor (y también cuando se retira el aparato 200 del reactor), el brazo 200 se puede girar para quedar esencialmente paralelo al primer riel 204. El brazo 202 puede activarse en forma individual por el primer motor 1200/primera flecha 1206, el segundo motor 1202/segunda flecha 1208, o por el tercer motor 1204/tercera flecha 1210. Además o como alternativa, el brazo 202 se puede activar simultáneamente por una combinación del primer motor 1200/primera flecha 1206, el segundo motor 1202/segunda flecha 1208, y/o tercer motor 1204/tercera flecha 1210. La Figura 15 es una vista en perspectiva del dispositivo 206 de fijación del aparato 200 de la Figura 2, mientras la Figura 16 es una vista en perspectiva invertida del dispositivo 206 de fijación de la Figura 15. Como se muestra en las Figuras 15 y 16, el dispositivo 206 de fijación puede incluir una base 1500, una pluralidad de patas 1502 y/o uno o más pistones 1504 hidráulicos o neumáticos. Con ventaja, el dispositivo 206 de fijación de las Figura 15 y 16 puede expandirse desde un solo punto de activación. El uno o más pistones 1504 hidráulicos o neumáticos pueden estar colocados, orientados y/o conectados con la base 1500 y/o con la pluralidad de patas 1502 en una variedad de configuraciones, como es conocido por las personas experimentadas en la técnica. En una primera modalidad ejemplificativa, el dispositivo 206 de fijación puede ser un gato de tijera. En una segunda modalidad ejemplificativa, el dispositivo 206 de fijación puede incluir uno o más gatos de tijera. En una tercera modalidad ejemplificativa, el dispositivo 206 de fijación puede incluir uno o más cilindros hidráulicos y/o uno o más cilindros neumáticos. En una cuarta modalidad ejemplificativa, el dispositivo 206 de fijación puede incluir uno o más pistones hidráulicos y/o uno o más pistones neumáticos. Típicamente, los sistemas hidráulicos en un reactor son a base de agua y los sistemas hidráulicos y neumáticos deben alcanzar los estrictos controles de limpieza y pureza. En otra primera modalidad ejemplificativa, un método para inspeccionar un reactor nuclear puede incluir: conectar en forma operativa un dispositivo de fijación, un primer riel, un brazo y un efector para formar un aparato de inspección, insertar el aparato de inspección dentro del reactor, fijar el aparato de inspección dentro del reactor y operar el aparato de inspección.

En otra segunda modalidad ejemplificativa, un método para operar un reactor nuclear puede incluir: apagar el reactor nuclear, inspeccionar el reactor nuclear, como se describe antes y encender el reactor nuclear. En otra tercera modalidad ejemplificativa, un método para llevar a cabo el mantenimiento en un reactor nuclear puede incluir: conectar en forma operativa un dispositivo de fijación, un primer riel, un brazo y una o más herramientas para formar un aparato de mantenimiento, insertar el aparato de mantenimiento dentro del reactor, fijar el aparato de mantenimiento dentro del reactor y operar el aparato de mantenimiento. En una cuarta modalidad ejemplificativa, un método para operar el reactor nuclear puede incluir: apagar el reactor nuclear, llevar a cabo el mantenimiento en el reactor nuclear, como se describe antes y encender el reactor nuclear. En una quinta modalidad ejemplificativa, un método para reparar el reactor nuclear puede incluir: conectar en forma operativa un dispositivo de fijación, un primer riel, un brazo y uno o más sensores, una o más herramientas, o uno o más sensores y una o más herramientas para formar un aparato de reparación, insertar el aparato de reparación dentro del reactor, fijar el aparato de reparación dentro del reactor y operar el aparato de reparación. En otra sexta modalidad ejemplificativa, un método para operar un reactor nuclear puede incluir: apagar el reactor nuclear, reparar el reactor nuclear, como se describe antes, y encender el reactor nuclear. En cada una de estas seis modalidades ejemplificativas, el brazo puede tener una longitud contraída y una longitud expandida y la longitud expandida puede ser mayor que dos veces la longitud contraída. Aunque se han descrito y mostrado con detalle las modalidades ejemplificativas, las personas experimentadas en la técnica podrán comprender que se pueden realizar cambios en la forma y en los detalles en las modalidades ejemplificativas, sin apartarse del espíritu y del alcance de la presente invención, como se define en las reivindicaciones anexas.

Claims (10)

REIVINDICACIONES

1. Un método para inspeccionar, llevar a cabo el mantenimiento o reparar un reactor nuclear, el método está caracterizado porque comprende: conectar en forma operativa un dispositivo (206) de fijación, un primer riel (204), un brazo (202) y un efector (208) para formar un aparato (200); insertar el aparato (200) dentro del reactor; fijar el aparato (200) dentro del reactor; y operar el aparato (200); en donde el brazo (202) tiene una longitud contraída; en donde el brazo (202) tiene una longitud expandida; y en donde la longitud expandida es mayor que dos veces la longitud contraída.

2. Un aparato (200) para inspeccionar un reactor nuclear, el aparato (200) está caracterizado porque comprende: un primer riel (204), un brazo (202); un dispositivo (206) de fijación; y un efector (208); en donde el brazo (202) se conecta en forma operativa con el primer riel (204); en donde el dispositivo (206) de fijación se conecta en forma operativa con el primer riel (204); en donde el efector (208) se conecta en forma operativa con el brazo (202); en donde el brazo (202) tiene una longitud contraída; en donde el brazo (202) tiene una longitud expandida; en donde la longitud expandida es mayor que dos veces la longitud contraída.

3. El aparato (200) de conformidad con la reivindicación 2, en donde el primer riel comprende uno o más motores (1200, 1202, 1204) adaptados para mover el brazo (202) con relación al primer riel (204).

4. El aparato (200) de conformidad con la reivindicación 2, en donde el primer riel comprende uno o más motores (1200, 1202, 1204) adaptados para mover el brazo (202) con relación al primer riel (204).

5. El aparato (200) de conformidad con la reivindicación 2, en donde el primer riel comprende uno o más motores (1200, 1202, 1204) adaptados para mover el brazo (202) con relación a la conexión operativa del brazo (202) con el primer riel (204).

6. El aparato (200) de conformidad con la reivindicación 2, en donde el primer riel comprende uno o más motores (1200, 1202, 1204) adaptados para girar el brazo (202) con relación al primer riel (204).

7. El aparato (200) de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque además comprende: un sistema de manejo de cable.

8. El aparato (200) de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque el brazo (202) comprende uno o más segundos rieles (300).

9. El aparato (200) de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque el por lo menos uno del uno o más segundos rieles (300) incluye por lo menos tres secciones.

10. El aparato (200) de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque el efector (208) comprende uno o más sensores.