PT89672B - Equipamentos internos superiores de um reactor nuclear munido com um dispositivo de separacao de debitos - Google Patents

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Description

presente invento refere-se a equipamentos internos superiores (12) para um reactor nuclear de água sob pressão com preendendo um conjunto de captação (19) do refrigerante saindo do núcleo (6) e um dispositivo (22) de separação dos débitos de escoamento. 0 dispositivo compreende guias (23) do grupo ’de'‘‘controlo e as suas hastes de comando, uma placa infe. rior (24) perfurada por passagens (25) para o refrigerante que sai do núcleo, uma placa superior (27) perfurada por furos de passagem do refrigerante para o conjunto de captação (19) e uma virola periférica (30) ligando as placas (24, 27). Cada guia (23) de grupo do dispositivo (22) de separação de débitos inclui um invólucro lateral (35) não aberto e ligado às placas (24, 27) de forma sensivelmente estanque.
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-2MENÓRIA DESCRITIVA invento refere-se a equipamentos internos superiores de um reactor nuclear do tipo que compreende uma cuba resistente à pressão de um refrigerante, fechada por uma cobertura amovível e incluindo, pelo menos um bocal de entrada e pelo menos um bocal de saída do refrigerante situado na proximidade da co bertura, um núcleo constituído por montagens de combustíveis e nas quais o refrigerante circula de baixo para cima, diversos grupos de controlo accionados por hastes de comando através da cobertura do reactor, compreendendo os ditos equipamentos internos superiores, um conjunto de captação do refrigerante que sai do núcleo para o bocal de saída, e um dispositivo de separação dos débitos de escoamento do refrigerante compreendendo guias de grupo de controlo e sua haste de comando, interposta entre o conjunto de recolha e o núcleo e compreendendo uma pia ca inferior perfurada por passagens para o refrigerante que sai do núcleo, uma placa superior perfurada por furos de passa gemido . r.ÇLÍrigerante para o conjunto de captação e uma virola periférica não perfurada ligando as placas entre si.
Ele tem uma aplicação particularmente importante no domínio dos reactores nucleares de água pressurizada ditos PWR e especialmente nos reactores com variação de espectro, onde os grupos de controlo compreendem barras contendo um material de absorção, parasita de neutrões, que permite comandar o reactor e as barras de deslocamento de água, contendo vantajosamente material fértil.
São já conhecidos (FR-A-2 595 501) equipamentos internos superiores de reactor nuclear do tipo acima definido cujo dispositivo separador de débitos compreende tubos de escora, ligando as passagens do refrigerante nas placas superior e inferior do dispositivo, tubos colocados entre as gulas de grupos. Esta solução resolve numerosos problemas; mas as escoras numerosas sao difíceis de harmonizar; e sobretudo nos reactores com variação de espectro onde os grupos, e portanto as guias, são em número elevado, é difícil realizar estruturas de guia dos
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-3grupos acima do núcleo do reactor.
É conhecido igualmente (ΞΡ C 222 373) um reactor, no qual o refrigerante circula axialmente no interior de tampas de guias de grupo. 0 refrigerante com velocidade elevada em torno dos cilindros alongados dos grupos corre o risco de fazer vibrar os cilindros alongados e a ausência de escoras obriga a engrossar enormemente a placa superior do núcleo.
invento tem por objectivo proporcionar equipamentos internos superiores de reactor nuclear que reagem melhor do que os anteriormente conhecidos às exigências da prática, especialmente por permitirem uma montagem cómoda das guias de grupo no interior do dispositivo de separação de débitos de escoamento do refri gerante.
Com este objectivo, o invento propõe especialmente, equipamentos internos do tipo acima definido, caracterizados por cada guia de grupo do dispositivo de separação de débitos incluir um invólucro exterior desprovido de aberturas de passagem de refrigerante e ligado às placas superior e inferior do dispositivo de modo sensivelmente estanque.
Num modo de realização vantajoso, pelo menos certos invólucros estão fixados a uma das placas e são montados desllzantes na outra placa, de modo a permitirem a dilatação livre dos ditos invólucros no sentido axial.
invento será melhor compreendido com a leitura da descri, ção que se segue de um modo particular de realização, dado a tí tulo de exemplo não limitativo. A descrição faz referência aos desenhos anexos, nos quais;
- a fig. 1 é um esquema de conjunto de um reactor munido com equipamentos internos superiores de acordo com o invento em corte parcial por um plano vertical;
- a fig. 2 é uma vista esquemática ampliada em corte por um plano vertical, dos equipamentos internos superiores de acordo com o invento;
- a fig. 3 é um corte vertical que mostra uma possível constituição de uma parte da zona de saída do refrigerante do
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-4dispositivo de separação de débitos de acordo com o esquema da fig. 2;
- a fig. 4 é uma vista em corte vertical de uma parte da placa inferior de separação dos débitos ao nível da junção des lizante com uma guia de grupo de acordo com uma disposição van tajosa do invento;
- a fig. 5 é um melo corte de uma guia de grupo pela linha v-V da fig. 2.
reactor de água pressurizada 1, mostrado na fig. 1 tem uma constituição geral similar à descrita no documento ΞΡ-Α 0 233 390 ao qual nos poderemos reportar. Compreende um.a cuba 2 resistente à pressão da água que constitui o refrigerante, fechada por uma cobertura amovível 3 e incluindo bocais de entrada 4 e bocais de saída 5 do refrigerante e um núcleo 6 leva do por uma placa de suporte inferior 7 perfurada por furos 8 de passagem do refrigerante de baixo para cima em direcção aos conjuntos de combustível do núcleo, tal como o conjunto 9. Os grupos de controlo 10 são deslocáveis verticalmente por hastes de comando 11 que atravessam, a cobertura 3 do reactor 1. Estes grupos podem ser de dois tipos diferentes. Uns contêm um material absorvente e servem para comando. Os outros contêm * nr / / material fértil. Quando eles sao retirados do núcleo apos irra diação, produzem calor devido às fissões que se produzem e devem ser arrefecidos por circulação de refrigerante. A fig. 1 mostra apenas dois grupos e as suas hastes 11.
reactor inclui igualmente equipamentos internos superiores 12 interpostos entre o núcleo 6 e a cobertura 3. Um invólucro exterior cilíndrico 13, afastado da superfície interior da cuba 2 é munido com um.a flange superior 15 que permite a sua suspensão por meio de pinças entre a cobertura 3 e a cuba 2, canaliza o fluxo do refrigerante que entra pelos bocais d c θ dirlge-0 ao longo da superfície interior 14 da cuba 2/onde ele penetra no núcleo 6 pela parte baixa dos conjuntos 9.
Meios de passagem 16 são estabelecidos ao nível da flange para derivarem, um débito pequeno de refrigerante que chega
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-0pela entrada 4 ao volume 17 delimitado pela cobertura 3 do reactor 1 e pela parte alta dos equipamentos internos supsrio res 12 do reactor. Esta parte alta inclui um suporte de guias de grupo 18 com a forma de chapéu invertido e uma escora 18a de guia das hastes de comando ou dos seus forros.
Um conjunto de captação 19 do refrigerante que sai do núcleo permite conduzir transversalmente este último para os permutadorôs de calor exteriores ao reactor pelos bocais de salda 5, através de furos 20 do invólucro cilíndrico 13, dispostos na direcção dos bocais de saída 5. 0 conjunto 19 inclui tubos de guia 21 que dão passagem às hastes de comando dos grupos 10 e que separam o espaço que rodeia as hastes das turbulên cias do refrigerante que se escoa para os bocais 50.
Os equipamentos internos superiores 12 compreendem além disso um dispositivo 22 de guia de grupo e de separação de débi tos (fig. 2) disposto entre o núcleo 6 e o conjunto de recolha 19 .
dispositivo 22 compreende uma placa inferior 24 perfurada por furos 25 de passagem de refrigerante que sai do núcleo 6 para o dispositivo 22 e perfurado por furos 26 de passagem dos grupos de controlo 10. Compreende igualmente uma placa superior 27 perfurada por furos 28 de passagem do refrigerante para o conjunto de captação 19 e de furos 29 de passagem das hastes de comando 11 alinhadas verticalmente com os tubos de guia 21 e os furos 26. As guias 23 põem em comunicação os furos de passagem 26 e 29 .
As duas placas 24 e 27 deste dispositivo estão ligadas à sua periferia por uma virola 30 de modo que o conjunto do dispo sitivo 22 constitui uma caixa. A rigidez da caixa é aumentada pelos elementos mecânicos que as ligam. Estes ele~entos podem incluir escoras 31 fixadas rigidamente às placas 24 e 27 e das quais uma está representada na fig. 2. É, como evidente, igualmente possível utilizar mais simplesmente algumas das guias 23 em vez de escoras, fixando-as rigidamente às placas 24 e 27.
dispositivo 22 de separação de débitos compreende, além
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-6do mais, as guias 23 destinadas a proteger os grupos 10 e as hastes de comando 11 do escoamento de refrigerante através do dispositivo 22 para o conjunto 19.
As guias do grupo 23 são, por exemplo, conjuntos soldados (fig. 5) constituídos por pequenas placas horizontais perfuradas 32 ou cartas em andares verticais e por forros de guia 33 contínuos e perfis quadrados 34 que se prolongam por toda a altura da guia dos grupos e escorando as pequenas placas 32. De acordo com o invento cada gula de grupo inclui igualmente um invólucro 35 exterior desprovido de furos de passagem do refrigerante e ligado às placas inferior 24 e superior 27 de modo sensivelmente estanque. 0 canal delimitado por este invólucro desemboca, para cima, no constituído por um dos tubos de guia 21 que se prolonga para la do suporte 18 e comunica com o volume 17 directamente (fig. 1) ou por furos calibrados, como se ve ra mais tarde.
invólucro 35 pode, por exemplo, apresentar um contorno sensivelmente hexagonal, sobretudo no caso de uma rede fechada. No efitárttTTT^são possíveis outras formas, especialmente circular e quadrada. Os perfis quadrados 34 e/ou os forros de guia 33 podem ser fixados no invólucro exterior 35 de qualquer modo conhecido, por exemplo por cordões de soldadura 37. Nas as peque nas placas 32 podem também ser fixadas como batente radial no involucro 35, por exemplo com a ajuda de intercalares suplementares soldados.
Uma guia contínua de todos os grupos não é sempre necessária: em certos casos, é suficiente prever tubos fendidos prolon gando-se a toda a altura das guias de grupo 23 para guiarem uma parte apenas dos cilindros alongados de grupo. As pequenas pia cas perfuradas 32 em andares podem ser fixadas, por exemplo por piões, directamente no invólucro exterior 35, sendo os perfis quadrados 34 omitidos.
A fig. 3 mostra uma constituição possível da junção de um tubo de guia de grupo 21 com a placa superior 27. Nesta construção, o tubo 21 é compósito. 0 mesmo compreende um tubo de guia propriamente dito 21 cujo comprimento é da mesma ordem
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-7que a distância entre as placas 18 e 27, e uma camisa interna 39 que sobreesai ga para cima até
Em volta de por debaixo da placa acima da escora 18a.
superior 27 e se proloncada tubo de guia 21 furos 28 de passagem do refrigerante, seis; dispostos regularmente em volta
Como se indicou mais acima, escoras de junção das placas 24 das rigidamente a estas placas. com variação de espectro, estas dante. É então vantajoso fixar unica placa, mente na outra placa de modo a permitir a dilatação diferencial livre do invólucro no dispositivo de separação 22. posição facilita além do mais, dem ter comprimentos variáveis
A fig. 4 mostra, a título as e 27:
Mas , guias são perfurados diversos por exemplo quatro ou do furo 29.
guias 23 podem constituir então fixa reactor as mesmas sao sobretudo num rj- z sao em numero superabunapenas certos invólucros a uma por exemplo, por soldadura e eleva-los de31izante da
Esta dis a montagem dos invólucros que po devido às tolerâncias de fabrico, de exemplo não limitativo, um mo do de realização desta junção deslizante; o invólucro 35 apresent-á' tirnS—pãrte terminal que desliza com atrito moderado no furo 26 : o mesmo pode também dilatar-se na placa inferior 24. Cada furo 26 recebe por debaixo a ponteira superior 36 de um conjunto de combustível correspondente 9. Nesta ponteira está praticada uma abertura de passagem de forma correspondente às dos cilindros alongados do grupo, de modo que, quando este está inserido, o escoamento ascendente do refrigerante é deflectido sua quase totalidade como indicado pela seta 40.
Como mostra a fig. 3, os diâmetros da haste 11 e da camisa são proporcionados de modo a deixar subsistir uma folga radij,de alguns milímetros,de comunicação entre o volume 17 de ca guia de grupo. Um estreitamento local da camisa pode, no en tanto, ser previsto para receber uma dilatação da haste quando esta última chega à posição baixa mostrada a traço-ponto na fig. 3. A folga pode ser maior para as hastes de barras férteis de variação de espectro, que exigem ser mais arrefecidas que as barras absorventes.
na al
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-8No caso representado na fig. 3, a folga é alimentada, em particular pelos furos 42 perfurados na parte alta da camisa 39 constituída por varias peças ligadas por ligações roscadas. Na fig. 3, a folga e alimentada por furos perfurados num manguito de protecção térmica 44 de constituição aliás conhecida.
funcionamento normal do reactor nuclear compreendendo equipamentos internos tais como os descritos no invento é o seguinte. As setas 40 em. traços cheios indicam nas figs. 1, 2, 3 e 4 os trajectos seguidos pelo fluxo principal do refrigerante .
refrigerante frio entra no reactor 1 pelos bocais de en trada 4. 0 mesmo é desviado, na sua maior parte pelo invólucro exterior 13, para baixo do reactor, pois o mesmo circula de baixo para cima através dos conjuntos 9 do núcleo 6 do reaç tor. 0 fluxo que sal de um conjunto 9 é desviado pela ponteira superior 36 para os furos 25 que desembocam no dispositivo 22, entre as guias de grupo 23. 0 refrigerante atravessa então o dispositivo 22 entre os invólucros 35 das gulas de grupo 23 e torna-'a sair no conjunto de captação 19 pelos furos 28. 0 mesmo é desviado entre os tubos de guia 21 das hastes de comando 11, através do invólucro 13 pelos furos 20 e sai do reac tor pelos bocais de salda 5.
refrigerante que sai dos conjuntos é entSo isolado em to do o seu percurso em volumes de refrigerante que envolvem os grupos de controlo e as suas hastes de comando 11, contidos nos invólucros 35 que os separam de modo praticamente estanque do resto do dispositivo 22 e nos tubos de guia 21 que os separam do refrigerante que circula no conjunto 17.
Mas os canais assim constituídos pelo3 invólucros 35 e pelos tubos 21, são ligados directamente à capacidade 17 situada sob a cobertura do reactor, em ligeira supressão em relação ao refrigerante que sai dos conjuntos.
Uma corrente axial descendente de refrigerante, representada pelas setas em branco 41 nas figs. 1 e 2 está entSo, presente
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-9nos tubos 21 e nos invólucros 35. Refrigera os grupos, o que é importante se alguns de entre os mesmos são grupos férteis, como é o caso para um reactor com variação de espectro. A
Z K corrente constitui alem disso uma ajuda a queda dos grupos o que vai no sentido da segurança nuclear.
Os meios de passagem 16 que permitem que um pequeno débi to de refrigerante frio chegue à capacidade 17 situada sob a cobertura do reactor podem ser simples condutas que atravessam a flange 15.
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Claims (4)

  1. -REIVINDICAÇÔESIa. - Equipamentos internos superiores (12) de um reactor nuclear (1) que compreende uma cuba (2) resistente a pressão de um refrigerante, fechada por uma cobertura (3) amovível e incluindo, pelo menos, um bocal de entrada (4) e, pelo menos, um bocal de salda (5) do refrigerante, situados na proximidade da cobertura, um núcleo (6) constituído por montagens de combustíveis (9) e nas quais circula o refrigerante de baixo para cima, grupos de controlo (10) accionados por hastes (11) de co mando atravessando a cobertura (3) do reactor, compreendendo os ditos equipamentos internos superiores (12); um conjunto de captação (19) do refrigerante que sai do núcleo (6) para o bocal de saída (5) e compreendendo tubos de guia das ditas hastes de comando; um dispositivo (22) de separação dos débitos de escoamento do refrigerante compreendendo guias (23) dos grupos de controlo e as suas hastes de comando nos seus deslocamentos ver ticais, interposto entre o dito conjunto de colector (19) e o núcleo (ϋΤ e compreendendo uma placa inferior (24) perfurada por passagens (25) para o refrigerante que sai do núcleo, uma placa superior (27) perfurada por furos de passagem do refrige rante para o conjunto de captação (19) e uma virola periférica (30) que liga as placas (24, 27) entre si;
    caracterizados por cada guia (23) de grupo do dispositivo (22) de separação dos débitos incluir um invólucro externo (35) sem furos, ligado às ditas placas (24, 27) de maneira sensivelmente estanque e ligado a um tubo de guia, de parede não perfurada, de modo sensivelmente estanque, estando os tubos de guia ligados a um espaço situado debaixo da cobertura e alimentado com refrigerante depois do bocal de entrada.
  2. 2a. - Equipamentos internos superiores de acordo com a reivindicação 1, caracterizados por, pelo menos, certos invólucros (35) estarem fixados a uma das placas (24, 27) e estarem montados com deslizamento na outra placa (27, 24) de modo a permitir a sua dilatação.
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    -lide acordo com a invólucros (35) de u?. reactor
  3. 3-. - Equipamentos internos superiores reivindicação 1 ou 2, caracterizados por os terem o contorno sensivelmente hexagonal.
  4. 4a. - Equipamentos internos superiores nuclear de acordo com qualquer uma das reivindicações anterio res, compreendendo um invólucro externo cilíndrico (13), espa çado da superfície interior (14) da cuba de modo a permitir ao fluido refrigerante que entra pelo bocal de entrada (4) de circular entre a cuba (2) e o invólucro externo cilíndrico (13) para penetrar no núcleo (6) pela parte baixa das montagens (9), ligado à cuba por compreenderem meios rem o refrigerante frio te que sai de comando por uma flange (15), dispostos através da com pressão superior à do refrigerancaracterizados flange para leva í
    do núcleo, para cima dos tubos de guia das hastes
    Equipamentos internos superiores de um reactor acordo com qualquer uma das reivindicações anterio res, caracterizados por cada uma das dispositivo de separação (22) compreender transversais de guia repartidas a diversos certas pequenas placas, pelo menos fixadas nuclear de guias (23) de pequenas nível3, no invólucro.
    grupo no placas (32) estando,
    Lisboa,
    -9. FEV. 1939
    ΙΈΛΜΛΤΟΜΕ
    2/4
    FRAMATOME
    3/4
    FIG .3.
    4/4
    Ο
    Ll
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