ALIVIADERO DE COLECTOR DE PIEZAS SUELTAS DE UN GENERADOR DE VAPOR.
Un generador de vapor que comprende: una carcasa exterior verticalmente orientada (14,
15); una pluralidad de tubos de intercambio de calor (12) para transportar un fluido primario por el interior de éstos, soportados dentro de la carcasa interior (14, 15), siendo el fluido primario calentado bajo presión por una fuente externa; una envuelta (36) que rodea los tubos de intercambio de calor (12) y un volumen de fluido secundario que, cuando está lleno, sitúa un fluido secundario en contacto con los tubos de intercambio de calor (12) en una relación de intercambio de calor con el fluido primario mientras queda sustancialmente aislado del fluido primario, estando la envuelta (36) interpuesta entre los tubos de intercambio de calor (12) y la carcasa exterior (14, 15) y separada de la carcasa exterior, extendiéndose la envuelta (36) por encima de la extensión vertical por los tubos de intercambio de calor (12), definiendo el espacio entre la carcasa exterior y la envuelta un ángulo descendente (38); una placa (40) de la plataforma inferior que cubre la envuelta (36) y los tubos de intercambio de calor (12), incluyendo la placa de la plataforma inferior unos agujeros pasantes (42) y unos conductos (44) en comunicación con los agujeros pasantes que se extienden verticalmente hacia arriba proporcionando, situados por encima de la placa (40) de la plataforma inferior, el separador de vapor diseñado para separar del vapor la humedad arrastrada y devolver la humedad a la placa (40) de la plataforma inferior; y un dispensador de agua de alimentación (54) para comunicar el agua de alimentación desde una entrada del agua de alimentación y dispensar el agua de alimentación desde una zona superior situada por encima del aliviadero (60); caracterizado por un aliviadero (60) que rodea y está fijado a un área periférica de la placa (40) de la plataforma inferior o, si el generador de vapor comprende un colector de barros integrado con la placa (40) de la plataforma inferior, fijado a una placa superior (69) del colector de barros y que se extiende hacia arriba por encima de la placa (40) de la plataforma inferior en una dirección genéricamente vertical hacia el separador de vapor (48) y que termina en un borde situado por debajo y separado por el separador de vapor
Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E07022065.
Solicitante: WESTINGHOUSE ELECTRIC COMPANY LLC.
Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.
Dirección: 4350 NORTHERN PIKE,MONROEVILLE, PA 15146-2866.
Inventor/es: PADMANABHA,PRABHU J, WEPFER,ROBERT M.
Fecha de Publicación: .
Fecha Solicitud PCT: 14 de Noviembre de 2007.
Fecha Concesión Europea: 4 de Noviembre de 2009.
Clasificación Internacional de Patentes:
- F22B1/02C2
- F22B37/00C
Clasificación PCT:
- F22B1/02 MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA. › F22 PRODUCCION DE VAPOR. › F22B METODOS DE PRODUCCION DE VAPOR; CALDERAS DE VAPOR (conjuntos funcionales de las máquinas de vapor en las que predominan los aspectos motores F01K; retirada de los productos o residuos de combustión, p. ej. limpieza de las superficies contaminadas por combustión de tubos y quemadores, F23J 3/00; sistemas de calefacción central doméstica que emplea vapor F24D; intercambio de calor o transferencia de calor en general F28; producción de vapor en los núcleos de los reactores nucleares G21). › F22B 1/00 Métodos de producción de vapor caracterizados por la forma de producirse el calor (utilización del calor solar F24S; medios de refrigeración por camisa exterior u otros en los cuales se produce vapor que sirve para refrigerar otros aparatos, véanse las subclases correspondientes a tales aparatos). › por explotación de la energía térmica contenida en una fuente de calor.
- F22B37/00 F22B […] › Partes constitutivas o detalles de las calderas de vapor (dispositivos para la ventilación F16K 24/00; purgadores del agua de condensación o aparatos similares F16T).
Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania, Letonia, Ex República Yugoslava de Macedonia, Albania.
Fragmento de la descripción:
Aliviadero de colector de piezas sueltas de un generador de vapor.
1. Campo de la invención
La invención se refiere al campo de los generadores de vapor destinados a plantas de energía nuclear y, más concretamente, a los generadores de vapor verticales que incorporan un colector de piezas sueltas.
2. Antecedentes de la invención
Un generador de vapor nuclear comprende una carcasa orientada en vertical, una pluralidad de tubos en forma de U dispuestos dentro de la carcasa para constituir un haz de tubos, una chapa de tubos para soportar los tubos en los extremos opuestos de la curvatura en forma de U, una placa divisoria que coopera con la chapa de tubos y una cabeza de canal que constituye un cabezal de entrada del fluido primario en un extremo del haz de tubos y un cabezal de salida del fluido primario en el otro extremo del haz de tubos. Una boquilla de entrada de tubos primario está en comunicación de fluido con el cabezal de entrada de fluido primario y una boquilla de salida del fluido primario está en comunicación de fluido con el cabezal de salida del fluido primario. El lado secundario del generador de vapor comprende una envuelta dispuesta entre el haz de tubos y la carcasa para constituir una cámara anular compuesta por la carcasa sobre el lado de fuera y por una envuelta sobre el lado interior, y un anillo de agua de alimentación dispuesto por encima del extremo de la curvatura en forma de U del haz de tubos.
Después de haber sido calentado el fluido primario mediante la circulación a través del núcleo del reactor entra en el generador de vapor a través de la boquilla de entrada del fluido primario. Desde la boquilla de entrada del fluido primario, el fluido primario es conducido a través del cabezal de entrada del fluido primario, a través del haz de tubos en U, fuera del cabezal de salida del fluido primario, a través de la boquilla de salida del fluido primario hasta el resto del sistema refrigerante del reactor. Al mismo tiempo, el agua de alimentación es introducida en el lado secundario del generador de vapor a través de una boquilla de agua de alimentación la cual está conectada a un anillo de alimentación de agua de alimentación situada dentro del generador de vapor. Tras la entrada en el generador de vapor, el agua de alimentación se mezcla con el agua que vuelve de los separadores, lo que se llama corriente de recirculación. Esta mezcla, llamada flujo descendente, es conducida hacia abajo por una cámara anular adyacente a la carcasa hasta que la chapa de tubos situada cerca del fondo de la cámara anular hace que el agua invierta su dirección pasando en una relación de transferencia de calor con el lado exterior de los tubos en U y hacia arriba a través del interior de la envuelta. Mientras el agua está circulando en relación de transferencia de calor con el haz de tubos, el calor es transferido desde el fluido primario existente en los tubos hasta el agua que rodea los tubos haciendo que una porción del agua sea convertida en vapor. El vapor a continuación se eleva y es conducido a través de una pluralidad de separadores de la humedad que separan el agua arrastrada del vapor, y el vapor de agua a continuación sale del generador de vapor y es puesto en circulación a través de un equipamiento de generación eléctrico típico para generar electricidad de una forma bien conocida en la técnica.
Dado que el fluido primario contiene materiales radioactivos y está aislado del agua de alimentación solo por las paredes de los tubos en U, las paredes de los tubos en U forman parte de la frontera primaria para aislar estos materiales radioactivos. Es, por consiguiente, importante que los tubos en U se mantengan libres de defectos, de manera que no se produzcan rupturas en los tubos en U que provoquen que los materiales radioactivos procedentes del fluido primario entren en el lado secundario, un efecto indeseable.
Un generador de vapor que comprende las características distintivas de la parte precaracterizadora de la reivindicación 1 se divulga en el documento EP-A-0 545 800. Un generador de vapor similar es conocido a partir del documento EP-A-0 626 536.
Las partes sueltas entran en el generador de vapor a través de la corriente de agua de alimentación y pueden provocar daños a los tubos de transferencia de calor. Estos daños pueden provocar que haya que obturar o reparar los tubos dañados para evitar la contaminación del fluido secundario. En casos extremos, los daños pueden producir fugas de los tubos y la interrupción forzada con un gasto considerable para la planta. Por consiguiente, es importante impedir que objetos extraños entren en el generador y/o retirar las partes sueltas procedentes del generador de vapor antes de que se produzcan daños en los tubos.
Tentativas anteriores para impedir que las piezas sueltas del generador de vapor alcancen el haz de tubos se han centrado en una acción de criba. Por ejemplo, unas boquillas pulverizadoras con unos orificios pequeños han sido fijadas al anillo de distribución del agua de alimentación para atrapar las piezas sueltas. Aunque dichas boquillas pulverizadoras han tenido éxito en la captura de piezas grandes, las piezas pequeñas pueden pasar a través de los agujeros practicados en las boquillas debido a su tamaño. Muchas piezas sueltas por ejemplo, piezas de cable o vástagos de metal, han provocado daños en los tubos en los generadores de vapor de servicio.
De acuerdo con ello, constituye un objetivo de la invención proporcionar un colector de piezas sueltas que elimine del agua de alimentación introducida en el generador de vapor sustancialmente todas las piezas sueltas antes de que el agua de alimentación sea situada en contacto con el haz de tubos.
Así mismo constituye un objetivo de la presente invención proporcionar un colector de piezas sueltas que no impida la eficacia del generador de vapor.
Sumario de la invención
Estos objetivos se consiguen mediante el generador de vapor de acuerdo con lo definido en la reivindicación 1. El generador de vapor emplea un aliviadero de colector de piezas sueltas que es una estructura prácticamente cilíndrica que está incorporada dentro de un generador de vapor para atrapar las piezas sueltas a lo largo de su trayectoria de tránsito desde la boquilla de agua de alimentación hasta el haz de tubos. Convenientemente, el aliviadero está situado en la entrada del ángulo descendente que dirige el agua de alimentación entrante hasta la chapa de tubos donde invierte su dirección y fluye alrededor de los tubos del haz de tubos dentro de la envuelta. Convenientemente, el aliviadero contiene un labio que se proyecta hacia dentro o una placa de protección la cual, junto con el aliviadero, y la placa de la plataforma inferior a la cual el aliviadero está fijado, constituye un receptáculo para que se recojan las piezas sueltas sin que exista la posibilidad de una reentrada hasta que las piezas sean retiradas del generador de vapor durante una interrupción normal del servicio. Cuando el agua fluye desde el tambor superior hacia el ángulo descendente, las piezas sueltas tenderán a depositarse sobre la placa de la plataforma inferior ayudadas por la acción de la gravedad y para que sean atrapadas por el aliviadero de colector de piezas sueltas.
El aliviadero y el labio pueden tener una diversidad de geometrías. Por ejemplo el aliviadero puede extenderse en vertical hacia arriba y el labio puede extenderse en ángulo con respecto al aliviadero radialmente hacia dentro genéricamente hacia el centro de la placa de la plataforma inferior, o el labio o el aliviadero pueden tener una forma similar a un círculo o a una elipse. Así mismo, un deflector puede estar instalado por encima y separado del aliviadero del colector de piezas sueltas, de modo preferente fijado a y extendiéndose desde la carcasa del generador de vapor. La finalidad del deflector es dirigir el agua de alimentación y el agua separadas del vapor hacia el centro de la placa de la plataforma inferior para que las piezas sueltas puedan quedar retenidas por el aliviadero de colector de piezas sueltas cuando la corriente de agua fluya hacia fuera sobre el aliviadero. De modo preferente, el aliviadero está provisto de un drenaje de manera que permita que el agua recogida sobre la placa de la plataforma inferior resulte drenada cuando el nivel del agua del generador descienda durante las interrupciones normales.
Breve descripción de los dibujos
Una comprensión más acabada de la descripción puede obtenerse de la descripción subsecuente de las formas de realización preferentes leídas en combinación con los dibujos que se acompañan,...
Reivindicaciones:
1. Un generador de vapor que comprende:
caracterizado por un aliviadero (60) que rodea y está fijado a un área periférica de la placa (40) de la plataforma inferior o, si el generador de vapor comprende un colector de barros integrado con la placa (40) de la plataforma inferior, fijado a una placa superior (69) del colector de barros y que se extiende hacia arriba por encima de la placa (40) de la plataforma inferior en una dirección genéricamente vertical hacia el separador de vapor (48) y que termina en un borde situado por debajo y separado por el separador de vapor.
2. El generador de vapor de la reivindicación 1, dispensando el dispensador de agua de alimentación (54) el agua de alimentación sobre una superficie superior de la placa (40) de la plataforma inferior y radialmente hacia el interior del aliviadero.
3. El generador de vapor de la reivindicación 1 que comprende un deflector (64) que tiene un extremo fijado a la carcasa (14, 15) en una elevación por debajo del separador de vapor (48) y un extremo distal que se extiende en una dirección genéricamente descendente en ángulo agudo con respecto a la carcasa (14, 15) y por encima de la placa (40) de la plataforma inferior, estando el deflector separado del borde del aliviadero (60).
4. El generador de vapor de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3 en el que la porción superior del aliviadero (60) tiene un labio (62) que se extiende radialmente hacia el interior, hacia el centro de la placa (40) de la plataforma inferior.
5. El generador de vapor de la reivindicación 4 en el que el labio (62) tiene un ángulo con la vertical de aproximadamente 90 grados +/- 85 grados.
6. El generador de vapor de las reivindicaciones 4 o 5, en el que el labio (62) tiene una longitud aproximadamente igual o superior a 5 cm.
7. El generador de vapor de la reivindicación 6, en el que el labio (62) tiene una longitud de, de modo aproximado, 12 a 15 cm.
8. El generador de vapor de cualquiera de las reivindicaciones 4 a 7, en el que el labio (62) está conformado a partir de una curvatura de una pared del aliviadero sustancialmente vertical y que tiene un radio de entre 0,6 y 15 cm.
9. El generador de vapor de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 8, en el que el borde del aliviadero (60) tiene una altura por encima de la placa (40) de la plataforma inferior de aproximadamente 5 o más cm.
10. El generador de vapor de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, que incluye un colector de barros (68) dispuesto en una altura por debajo de la parte superior del aliviadero (60).
11. El generador de vapor de la reivindicación 10, en el que el colector de barros (68) está constituido entre la placa (40) de la plataforma inferior y una placa superior (69) del colector de barros.
12. El generador de vapor de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11 en el que el dispensador de agua de alimentación (54) es un anillo del agua de alimentación que forma un círculo por encima de la placa (40) de la plataforma inferior o de una placa superior (69) del colector de barros.
13. El generador de vapor de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 12 que incluye un drenaje (66) para la placa (40) de la plataforma inferior para drenar el fluido secundario procedente de la placa (40) de la plataforma inferior durante las interrupciones del servicio.
14. El generador de vapor de la reivindicación 13, en el que el drenaje (66) comprende un tubo de drenaje que se extiende a través del aliviadero (60) para acceder al ángulo en un extremo y en otro extremo se extiende radialmente hacia dentro.
15. El generador de vapor de la reivindicación 14, en el que el tubo de drenaje (66) se extiende radialmente hacia dentro al menos 5 cm.
16. El generador de vapor de cualquiera de las reivindicaciones 13 a 15, en el que el flujo a través del drenaje (66) es desdeñable durante el funcionamiento del generador de vapor, pero suficiente para drenar la placa (40) de la plataforma inferior sin necesitar una interrupción durante la parada del reactor.
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