PT89670B

PT89670B - Mecanismo de comando com amotecedor para a barra de absorcao de um reactor nuclear

Info

Publication number: PT89670B
Application number: PT89670A
Authority: PT
Inventors: Gerard Chevereau
Original assignee: Framatome Sa
Priority date: 1988-02-11
Filing date: 1989-02-09
Publication date: 1993-12-31
Also published as: ZA891016B; JPH01248095A; EP0328445A1; FR2627319A1; EP0328445B1; PT89670A; DE68902242T2; FR2627319B1; KR890013667A; CN1039320A; CN1020016C; DE68902242D1; US4961897A

Description

Reivindicação do direito de prioridade ao abrigo do artigo 4.° da Convenção de Paris de 20 de Março de 1883. França, com o n⁵ 88 01643 em 11 de Feve reiro de 1988.

INPI. MOO 113 RF 1®32

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PATENTE N5. 89 670

Mecanismo de comando com amortecedor para a barra tor nuclear de absorção de um reacpara que

ΕΗΑ’ΆΤΟ'Έ, Societe anonyme, pretende obter privilégio de invenção em Portugal.

R Ξ S U ?' 0 presente invento refere-se a um mecanismo, utilizável num reactor de água sob pressão, que inclui uma haste que transporta a barra e é deslocavel verticalmente nos equipamentos internos fixos do reactor e um dispositivo de amortecimento da queda da haste con cilindro hidráulico e êmbolo. 0 cilindro (12) apoia-se nos equipamentos internos superiores e inclui uma parte superior de grande diâmetro (Dl) perfurada con orifícios de descarga (32) distribuídos longitudinalmente e uma parte inferior de pequeno diâmetro (D2), e a haste (10) atravessa um êmbolo (30) de diâmetro correspondente ao da dita parte superior e delimitando com esta parte suferior de grande diâmetro do cilindro, uma câmara de amortecimento (34) cujo escape inclui os ori_ fícios de descarga ate os mesmos serem cobertos pelo êmbolo durante a descida deste último e uma mola de rearmamento (38) que tende a deslocar o êmbolo no cilindro para uma posição elevada na qual ele descobre os orifícios de descarga, estando a haste prevista para empurrar o êmbolo no cilindro quando o mesmo de£3 ce, nos equipamentos internos superiores, abaixo dum determina do nível.

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-2.ZENÓRIA DESCRITIVA presente invento refere-se a mecanismos de com barra absorção para um reactor nuclear arrefecido por quido, compreendendo uma haste que transporta a barra locavel verticalmente nos equipamentos internos fixos reactor e um dispositivo de amortecimento de queda da invento tem aplicação não e des do has to, e êmbolo.

ainda que moderados exclusivamente, em agua sob pressão, definido acima são mui

A barra em geral e com braços radiantes tendo uma por Cs mecanismos de comando do tipo to utilizados nos reactores nucleares constituída por uma aranha parte central e cilindros alongados absorventes fixos aos braços e que contêm um material neutrónico. A deslocação das barras permite comandar a reactividade no núcleo do reactor. Para se efectuar uma paragem de urgência do reactor inserem-se mecanismos simultaneamente todas as barras libertando de comando de modo que as barras caiam sob prio peso. 0 dispositivo de amortecimento limitar o choque quando do embate da parte os seus a acção tem por central j d d placa superior do núcleo do reactor ou contra à ponta superior do conjunto de combustível com o qual a barra está associada.

Pode-se dizer que a maior parte dos dispositivos de amortecimento é pouco eficaz e/ou que provocam uma perda excessiva de to

Jo to carga ao escoamento do líquido de arrefecimento. 0 documen

EP-A^- 159 509 por exemplo, descreve uma barra de comando cu dispositivo de amortecimento se limita a um cilindro dispo£ na parte central e no qual desliza um êmbolo impelido para uma posição saliente para baixo por meios elásticos no cilindro . 0 travamento por compressão da mola e gem do líquido expulso do cilindro através da folga bolo e o cilindro varia durante o curso o que obsta contidos a lamlnpentre o em a eficacia;

o volume do amortecedor deve continuar pequeno, o que impede de lhe conferir um grande curso.

presente invento tem por objectivo proporcionar um meca

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nisro de comando com dispositivo de amortecimento correspondendo melhor, que os conhecidos anteriormente, as exigências da prática, especialmente é mais eficaz na travagem do curso dado ao êmbolo e garante o rearmamento do dispositivo.

Com este objectivo o invento propõe em especial um mecanismo do tipo definido acima caracterizado por o cilindro se apoiar nos equipamentos internos superiores, incluir uma pa£ te superior de grande diâmetro perfurada com orifícios de descarga distribuídos longitudinalmente e uma parte inferior de pequeno diâmetro, por a haste atravessar um êmbolo de diâ metro correspondente ao da dita parte superior e delimitando com essa parte superior de grande diâmetro do cilindro uma câmara de amortecimento cujo escape inclui os orifícios de descarga até eles serem novamente cobertos pelo êmbolo duran te a descida deste último, e uma mola de rearmamento que tem. tendência para deslocar o êmbolo no cilindro para uma posição elevada em que deixa a descoberto os orifícios de descarga, estando a haste prevista para empurrar o êmbolo no cilindro quando a mesma desce nos equipamentos internos superiores abaixo dum. determinado nível.

Num primeiro modo de realização, o cilindro é fixo de modo desmontável nos equipamentos internos superiores e o êmbolo é montado de modo deslizante nesse cilindro, incluindo a haste uma parte mais grossa formando um martelo que ira bater no embolo quando a haste, na descida atinge a posição elevada do êmbolo.

Num outro modo de realização, o cilindro e a haste possuem meios cooperantes que permitem à haste elevar o cilindro e os equipamentos internos superiores incluem meios de espera que se destinam a receber o cilindro e a retê-lo quando a ha£ te, no seu movimento de descida, atinge um nível determinado.

Qualquer que seja o modo de realização, o êmbolo fica per manentemente contido no cilindro, no qual pode deslizar num comprimento muito inferior à amplitude do movimento de descida da haste correspondente à queda da barra que a mesma transporta. Consequentemente, pode existir uma passagem livre de

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grande secção em torno da haste, na maior parte do seu comprimento e o líquido que ocupa os equipamentos internos superiores pode escapar-se livremente sem travar a descida da barra no decurso da maior parte da deslocação desta (o que é aconse lbável para que a inserção das barras se faça o mais rapidamen te possível). Os problemas que poria o guiamento do êmbolo, se fosse preciso ajusta-lo no cilindro, estão afastados. Ao mesmo tempo, estando o dispositivo amortecedor situado na porção interna, pode ter um comprimento considerável, o que melho ra a progressão do amortecimento sem inconvenientes quanto a obstruções.

dispositivo de amoi'tecimento hidráulico que acaba de ser descrito e completado com vantagem por um dispositivo mecânico absorvedor de choques intervindo no fim de curso do di£ positivo amortecedor hidráulico.

invento será melhor compreendido pela leitura da descri ção que se segue_de modos particulares de realização, dados a título de exemplos não limitativos. A descrição refere-se aos desenhos anexos, em que;

a figura 1 é um esquema simplificado que mostra em corte por um plano vertical os órgãos relativos ao invento, dum meca nismo de comando de acordo com um primeiro modo de realização, sendo as peças mostradas na disposição que ocupam no decurso do amortecimento;

as figuras 2 e 3, tes de realização.

semelhantes à figura 1, mostram varian0 mecanismo de destina-se a travar comando representado em a queda duma haste 10 à parte na figura 1, qual está ligada uma barra de comando não representada, num reactor de água sob pressão. A haste é deslocável verticalmente por um motor, geralmente electromagnetico, envolvendo uma bainha que se salien ta acima da tampa da cuba do reactor. Este pode ser constituí do por qualquer das formas conhecidas.

dispositivo amortecedor inclui um cilindro 12 que, no caso mostrado na figura 1, está fixado de modo desmontável nos

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-5eauipamentos internos superiores do reactor, colocados acima do núcleo, 0 cilindro 12 representado ocupa apenas uma frac ção da altura dos equipamentos internos superiores, Sle es-

colocado no interior duma escora tubular 14 e apoia-se num ressalto 13 da alesagem interna dessa escora.

A escora 14 atravessa o conjunto dos equipamentos internos desde a placa intermédia 16 na qual se apoia até acima da placa superior 20. É mantida em. apoio de encontro à placa intermédia 16 por uma porca 18 apoiando-se na placa 14 está ligada a um tubo guia ao núcleo (não representado).

superior 20. A escora tubular de grupo 22 que se prolonga até

A porção inferior do cilindro 12 e mantida em apoio de encontro ao ressalto 13 da escora 14 por uma virola 24. Quan do essa virola é retirada o cilindro pode ser tirado, por exemplo, para manutenção com a ajuda dum gancho que se engata nos orifícios 25. Uma manga 23 que liga as placas 16 e 20 en volve a escora 14.

cilindro 12 delimita uma alesagem escalonada tendo uma parte superior 26 de grande diâmetro Dl, ligada a uma parte inferior de pequeno diâmetro D2 e de pequeno comprimento. Um êmbolo 30 esta montado no cilindro 12 e salienta-se para baixo fora do cilindro. 0 mesmo inclui uma parte alta que desliza com. atrito suave na parte de grande diâmetro 26 e uma parte baixa que desliza com atrito suave na parte de pequeno diâmetro 28. A parte de grande diâmetro 26 está perfurada com ori fícios 32 de laminagem de líquido distribuídos longitudinalmente, novamente cobertos de modo progressivo pela parte de grande diâmetro do êmbolo 30 quando da descida deste. 0 êmbo lo e o cilindro delimitam uma câmara 34 que, quando o êmbolo esta na posição pelos orifícios elevada, se abre para o exterior do cilindro e, uma vez o êmbolo chegado à posição que se mostra na figura 1, não comunica com o exterior senão pela pequena folga que subsiste entre o êmbolo e o cilindro.

líquido expulso pela câmara 34 através dos orifícios de laminagem pode escoar-se para o reactor por um trajecto indicado pelas setas f na figura 1. Ssse trajecto inclui um

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-6espaço anular situado entre o cilindro 12 e a escora 14, os orifícios 35 perfurados na escora, um espaço anular 36 situado entre a escora 14 e a manga 23 e os orifícios 37 que desembocam na guia de grupo.

Uma mola de rearmamento 33 situada entre uma placa perfurada solidária com a escora 14 e uma flange anelar 40 do pistão 30 enviam este, quando está livre, para uma posição elevada onde deixa a descoberto o conjunto de orifícios 32. A força exercida pela mola 33 e suficiente para superar o peso do embolo mas não tem. um papel significativo no amortecimento.

Uma parte mais grossa circunferencial 42 da haste forma o martelo e está situada a um nível tal que vai bater na superfí cie superior do êmbolo 30 quando em posição elevada, no caso de queda da haste 10.

funcionamento do dispositivo é imediatamente evidente.

Quando a barra de comando e a sua haste estão na posição eleva da, a mola de rearmamento 33 mantém o êmbolo 30 numa posição elevada, fixa por exemplo pelo apoio da flange anelar 40 de en contro à porção inferior do cilindro. LTo caso de queda da bar ra, o martelo 42 vem bater no êmbolo e empurra-o no cilindro.

A descida é progressivamente travada pela laminagem do líquido que se escapa da câmara 34 pelos orifícios 32, de novo sucessi.

vamente cobertos. Ao mesmo tempo a mola de rearmamento 38 com prime-se .

Uma vez levantada de novo a haste, a mola para a sua posição primitiva.

dispositivo mostrado na figura 1 inclui que intervem no absorvedor de choques mecânico de amortecimento hidráulico, choques é constituído por uma dispositivo sorvedor de

Ma figura 1 esse abespera tubular yr, que desliza na haste 10 e em que uma mola gia 44 tem tendência para enviá-la para a de absorção de posição baixa, enercomo se mostra na figura 1. A descida da espera 42 em relação à haste é limitada pelo apoio dum anel 46 solidário com a espera, de encontro a uma flange anelar da haste.

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-70 funcionamento do dispositivo absorvedor de choques e imediatamente evidente: esse absorvedor intervem quando a espera entra em contacto com a superfície superior do cilindro y _rjr

12. A partir desse momento a haste ja nao pode descer senão comprimindo a mola de absorção mecânica 44, muito mais potente que a mola 38.

'Ta variante de realização mostrada na figura 2, o êmbolo 30a está fixo à haste de comando ICa e o cilindro 12a esta previsto para ficar suspenso na haste até que esta atinja, na sua queda, a posição mostrada esquematicamente na figura 2. Para isso a haste apresenta um ressalto 48. Estão previstos meios elásticos para manterem o cilindro 12a em apoio de encontro ao ressalto 48 até ele vir embater de encontro ao ressalto 49 da porção interna superior. Estão incluídas no modo de realização mostrado na figura 2, duas molas 50 e 52 colocadas en série e separadas por una guia 54 que desliza na haste. A mola 50 apoia-se no êmbolo 30 e a mola 52 apoia-se numa par te mais grossa interna do cilindro, que desliza na haste 10a de modo a delimitar com esta e o êmbolo 30a, a camara de amortecimento 34a. Esta câmara comunica com o exterior, quando o êmbolo está na posição elevada, por orifícios de laminagem 32a, distribuídos ao longo do cilindro.

As molas 50 e 52 têm somente por função manter o cilindro na posição baixa e consequentemente, podem, ser muito flexX veis. A parte inferior da alesagem do cilindro pode ter um diâmetro reduzido, de modo que a guia 54 desliza nela quando chega à posição baixa.

dispositivo mostrado na figura 2 não inclui absorvedor de choques mecânico. Um tal ansorvedor pode existir num outro local de ligação entre o mecanismo de comando e a barra, por exemplo no interior da parte central do grupo.

funcionamento do dispositivo e ainda imediatamente evidente: quando a haste de comando cai o cilindro pára por apoio no ressalto 49. 0 êmbolo 30a ajusta-se então progressivamente no cilindro empurrando o líquido contido na câmara 34a, laminado na passagem pelos orifícios 32a.

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Quando da nova subida da haste de comando 10a, o êmbolo sozinho volta a subir durante um primeiro tempo enquanto o cilindro sob a acção do seu peso e das molas 50 e 52 fica apoiado de encontro ao ressalto 49. A partir do momento em que o ressalto 43 da haste chega de encontro ao cilindro, este último segue a haste no seu movimento ascendente.

A variante de realização mostrada na figura 3 não se diferencia da da figura 2 senão pela presença dum dispositivo de absorção de choques mecânico.

Nessa figura (em que os órgãos correspondentes aos da figura 2 estão designados pelo mesmo número de referência) a mola de rearmamento 50 e substituída por uma mola 56 de comprimento relativamente pequeno no estado de distendida, mas muito rija. Quando a guia 54 esta livre a mola de rearmamento 52 man tém a guia 54 na posição mostrada na figura 3. Nas no fim de curso do amortecedor hidráulico, a guia 54 vem apoiar-se de en contro à parte mais grossa inferior do cilindro 12a. 0 movimento de descida da haste não pode então prosseguir senão comprimindo a mola 56 que absorve a energia residual da queda.

Alem disso, o dispositivo de acordo com o invento é aplicável aos mecanismos de comando de barra de variação do espectro assim como da barra de pilotagem.

invento pode incluir numerosas variantes de realização sem serem as descritas, especialmente pode apresentar um cilin dro com maior diâmetro ou uma constituição diferente do absorvedor mecânico.

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- R Ε I 7 INDICA Ç 0 3 3 -

Claims

1^. - Mecanismo de comando da barra de absorção para um reactor nuclear arrefecido por um líquido, incluindo uma haste que transporta a barra e e deslocavel verticalmente nos equipamentos internos fixos do reactor e um dispositivo de amortecimento da queda da haste com cilindro hidráulico e êm bolo caracterizado por o cilindro (12, 12a) se apoiar nos equipamentos internos superiores, incluir uma parte superior de grande diâmetro (Dl) perfurada com orifícios de descarga (32, 32a) distribuídos longitudinalmente e uma parte inferior de pequeno diâmetro (D2), por a haste (10, 10a) atravessar um êmbolo (30, 30a) de diâmetro correspondente ao da dita parte superior e delimitando com essa parte superior de grande diâmetro do cilindro uma câmara de amortecimento (34, 34a) cujo escape inclui os orifícios de descarga até os mesmos serem novamente cobertos pelo embolo durante a descida deste ultimo e uma mola de rearmamento (33, 52) que tende a deslocar o êmbolo no cilindro para uma posição elevada em que ele deixa a descoberto os orifícios de descarga, estando a haste prevista para empurrar o êmbolo no cilindro quando a mesma desce nos equipamentos internos superiores abaixo dum determinado nível.

2-, - Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o cilindro (12) estar fixo de modo desmontável nos equipamentos internos superiores e o êmbolo (30) estar montado de modo deslizante neste cilindro, incluindo a haste uma parte mais grossa (42) formando um martelo que Irá bater no êmbolo quando a haste na descida atinge a posição elevada do êmbolo.

3a. - Dispositivo de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por a haste transportar um dispositivo absorvedor de choques mecânicos, incluindo uma espera (42) impelida por uma mola (44) para uma posição baixa em relação à haste (10) e destinada a fazer batente de encontro à porção superior do cilindro (12).

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-104^. - Dispositivo de acordo cor. a reivindicação 1, caracterizado por o cilindro (12a) e a haste (10a) possuírem meios cooperantes (48) que permitem a haste elevar o cilindro e por os equipamentos internos superiores incluírem meios de espera (49) que se destinam a receber o cilindro e a retê-lo quando a haste, no seu movimento de descida, atinge um determinado ní v e 1.

5^. - Dispositivo de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por a mola de rearmamento (52) estar situada entre o cilindro e o êmbolo e ter tendência para afastar o êmbolo (30a) da parte baixa de pequeno diâmetro do cilindro.

6-. - Dispositivo de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por incluir um mecanismo absorvedor de choques mecânicos tendo uma guia(54) que se apoia na parte inferior de pequeno diâmetro do cilindro por interm.edio da mola de rearmam.en to (52) e separado do êmbolo (30a) por uma mola de absorção (56) de grande rigidez e pequeno comprimento.

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Lisboa,

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FIG.2.

FIG.3.