Conjunto de combustible con manguito de guía.

Un conjunto de combustible (1) para un reactor nuclear de agua a presión, que comprende

una estructura de extremo inferior

(6),

una estructura de extremo superior que incluye una tobera superior (5),

una pluralidad de varillas de combustible (2) alargadas,

una pluralidad de manguitos de guía (3) que se extienden longitudinalmente que se extienden en una dirección longitudinal de la estructura de extremo inferior (6) a la tobera superior (5), incluyendo dicha tobera superior (5) un pasaje que se extiende a través de la tobera superior (5) y un ranura anular (10) formada en dicho pasaje, y una funda alargada (11) para la fijación del manguito de guía (3) a la tobera superior (5),

teniendo la funda (11) al menos tres ranuras (12) en la porción de extremo superior de dicha funda (11), extendiéndose cada ranura (12) hacia abajo desde un extremo superior de dicha funda (11), en la que la porción de extremo superior de la funda (11) incluye al menos tres salientes (13), asentándose dichos salientes (13) en dicha ranura anular (10) cuando dicha funda (11) está en una posición de bloqueo expandido dentro de dicho pasaje, y en el que cada saliente (13) tiene dos extremos y se extiende entre dos de las ranuras (12), caracterizado porque al menos uno de los extremos del saliente (13) se extiende en una posición a una distancia (d) de la respectiva ranura (12).

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/SE2011/050586.

Solicitante: WESTINGHOUSE ELECTRIC SWEDEN AB.

Nacionalidad solicitante: Suecia.

Dirección: 721 63 Västerås SUECIA.

Inventor/es: JOHANSSON,LENNART I.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION G — FISICA > FISICA NUCLEAR; TECNICA NUCLEAR > REACTORES NUCLEARES (reactores de fusión, reactores... > Control de la reacción nuclear > G21C7/10 (Estructuras de los elementos de control)
  • SECCION G — FISICA > FISICA NUCLEAR; TECNICA NUCLEAR > REACTORES NUCLEARES (reactores de fusión, reactores... > Elementos combustibles para reactor o sus conjuntos;... > G21C3/33 (Medios para soportar o suspender elementos en el haz (rejillas de espaciamiento G21C 3/34 ); Medios que forman parte del haz para insertarlo en el núcleo o extraerlo de él; Medios de acoplamiento de haces adyacentes)

PDF original: ES-2519599_T3.pdf

 

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Conjunto de combustible con manguito de guía.
Conjunto de combustible con manguito de guía.

Fragmento de la descripción:

Conjunto de combustible con manguito de guía Campo de la invención

La presente invención se refiere a conjuntos de combustible para reactores de agua a presión, según el preámbulo de la reivindicación 1.

Antecedentes de la invención

El documento US 4.631.168 divulga un conjunto de combustible para reactores nucleares de agua a presión que comprende una serie de elementos alargados o varillas de combustible y manguitos de guía que se mantienen unidos mediante separadores separados a lo largo de la longitud del conjunto y unidos a los manguitos de guía. Las toberas superior e inferior se extienden ligeramente por encima y por debajo de los extremos de las varillas de combustible en extremos opuestos y están fijadas a los manguitos de guía.

La tobera superior es extraíble e incluye un pasaje que se extiende a través de la tobera superior y una ranura anular formada en dicho pasaje.

Un dispositivo de manguito de guía Incluye un manguito de guía y una funda alargada configurada para la fijación del manguito de guía a la tobera superior. La funda tiene ranuras en la porción de extremo superior de dicha funda. Cada ranura se extiende hacia abajo desde un extremo superior de dicha funda, en la que la porción de extremo superior de la funda incluye rebordes o salientes. Los salientes se asientan en las ranuras anulares comprendidas en el pasaje en la tobera superior, cuando la funda está en una posición de bloqueo expandida dentro de dicho pasaje. Cada saliente tiene dos extremos y se extiende entre dos de las ranuras. Cada saliente tiene un perfil de saliente circunferencial.

La tobera superior está conectada al conjunto de combustible de una manera extraíble. Esto es necesario por varias razones, por ejemplo, para tener acceso a las varillas de combustible cuando éstas necesitan ser reemplazadas. Los conjuntos de combustible se transportan dentro y fuera del reactor mediante la elevación del conjunto de combustible mediante la tobera superior. Esto significa que la estructura de fijación que conecta la tobera superior con los manguitos de guía debe ser lo suficientemente fuerte como para soportar el peso del conjunto de combustible.

Aparte de la función de fijación mecánica, los manguitos de guía también sirven para alojar varillas absorbentes o de control usadas para controlar la reacción en cadena en cualquier momento. Estas varillas de control se insertan en el manguito de guía a través de la tobera superior, que tiene pasajes para este propósito. Las varillas de control se insertan en el manguito de guía con fuerza y lo más rápidamente posible. Una vez más, es importante que la estructura de fijación sea lo suficientemente fuerte para resistir estas fuerzas.

El documento US 4.617.171 describe un conjunto de combustible en el que el saliente en la funda del manguito de guía tiene diferentes perfiles. El saliente que se describe puede tener, por ejemplo, un perfil rectangular (figura 3), con roscas de fijación (figura 4) o un perfil bicónico (figura 5).

Todos los salientes descritos en la técnica anterior se extienden desde una a otra ranura de una manera circunferencial, véase, por ejemplo, el documento US 4.699.76.

El documento US 6.2.736 divulga un conjunto de combustible que tiene una pluralidad de manguitos de guía unidos a una tobera superior mediante una funda y un anillo de bloqueo.

Sumario de la invención

Es un objeto de la presente invención mejorar la fijación del dispositivo de manguito de guía en una tobera superior de un conjunto de combustible.

Este objeto se consigue mediante el dispositivo de manguito de guía inicialmente definido y que se caracteriza porque al menos un extremo del saliente se extiende en una posición a una distancia de la respectiva ranura.

Un efecto de este nuevo perfil del saliente es que el dispositivo de manguito de guía puede soportar una carga axial superior antes de que el saliente empiece a enderezarse. Esto aumenta la resistencia de la fijación de la guía de manguito a la tobera superior.

Una ventaja con el diseño mejorado es que al permitir que la parte cilindrica del manguito pase sobre al menos un lado del saliente, el material en esta área debe exceder el límite de elasticidad en tensión, antes de que los salientes puedan empezara enderezarse. De este modo, el saliente puede soportar una carga mayor. En el diseño actual de los salientes, los salientes pueden comenzara enderezarse antes de que se haya alcanzado el límite de elasticidad. Como se explicó anteriormente, esto se traduce en una mayor seguridad en la planta de reactor nuclear.

Los salientes mejorados pueden ser utilizados en estructuras de fijación existentes sin tener que rediseñar las otras partes en la junta.

En la técnica anterior se han descrito diferentes perfiles del saliente para mejorar dicha fijación. Todos los salientes descritos se extienden desde una a otra ranura de una manera circunferencial. No se dan indicios de que la fuerza de la fijación se pueda mejorar con un saliente que consista en dos extremos y en el que al menos un extremo del saliente se extienda a una posición a una distancia de la respectiva ranura.

En una realización de la invención, el saliente tiene una porción de extremo en el extremo respectivo, en el que la porción de extremo tiene una forma curvada en una sección longitudinal y en una sección transversal a lo largo del saliente. Esta curvatura mejorará aún más la fuerza de la funda, y aumentará la resistencia a la deformación del saliente y de la funda. Por lo tanto, la fijación de la funda en el pasaje de la tobera superior también se mejora.

En una realización de la invención, ambos extremos del saliente se extienden a una posición a una distancia de la ranura respectiva. En otra realización, un extremo del saliente se extiende a una posición a una distancia de la ranura respectiva.

En otra realización de la invención, los salientes se proporcionan de modo que hay un saliente entre cada par de ranuras adyacentes.

En una realización de la invención, los salientes se proporcionan circunferencialmente uno después de otro.

En una realización de la invención, la funda tiene un espesor de pared visto en una dirección radial respecto a la dirección longitudinal.

La distancia entre el extremo del saliente y la ranura puede ser importante para la fuerza axial del material. En una realización de la invención, la distancia es igual de larga, o al menos igual de larga, que el espesor de la pared de la funda. En otra realización, la distancia es dos o tres veces más larga que el espesor de la pared de la funda, o incluso más.

El espesor de la pared de la funda también puede ser importante para la fuerza axial del material. En una realización de la invención, el espesor de pared está en el intervalo de ,2-,5 mm.

La funda puede estar dividida en varias ranuras. En una realización de la invención, la funda tiene 3, 4, 5 ó 6 ranuras.

El perfil de los salientes puede variar. En una realización de la invención, el saliente tiene un perfil cilindrico visto en una sección longitudinal.

Breve descripción de los dibujos

La presente invención se explicará ahora con más detalle por medio de una descripción de varias realizaciones y con referencia a los dibujos adjuntos.

La figura 1 muestra una vista lateral de un conjunto de combustible para un reactor nuclear de agua a presión.

La figura 2 muestra una vista parcialmente en sección de una fijación de un dispositivo de manguito de guia a una tobera superior del conjunto de combustible en la figura 1.

La figura 3 muestra una vista en despiece de las partes mostradas en la figura 2.

Descripción detallada de varias... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un conjunto de combustible (1) para un reactor nuclear de agua a presión, que comprende una estructura de extremo inferior (6),

una estructura de extremo superior que incluye una tobera superior (5), una pluralidad de varillas de combustible (2) alargadas,

una pluralidad de manguitos de guía (3) que se extienden longitudinalmente que se extienden en una dirección longitudinal de la estructura de extremo inferior (6) a la tobera superior (5), incluyendo dicha tobera superior (5) un pasaje que se extiende a través de la tobera superior (5) y un ranura anular (1) formada en dicho pasaje, y

una funda alargada (11) para la fijación del manguito de guía (3) a la tobera superior (5),

teniendo la funda (11) al menos tres ranuras (12) en la porción de extremo superior de dicha funda (11), extendiéndose cada ranura (12) hacia abajo desde un extremo superior de dicha funda (11), en la que la porción de extremo superior de la funda (11) incluye al menos tres salientes (13), asentándose dichos salientes (13) en dicha ranura anular (1) cuando dicha funda (11) está en una posición de bloqueo expandido dentro de dicho pasaje, y en el que cada saliente (13) tiene dos extremos y se extiende entre dos de las ranuras (12), caracterizado porgue al menos uno de los extremos del saliente (13) se extiende en una posición a una distancia (d) de la respectiva ranura (12).

2. El conjunto de combustible de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porgue el saliente (13) tiene una porción de extremo en el extremo respectivo, en el que la porción de extremo tiene una forma curvada en una sección longitudinal y en una sección transversal a lo largo del saliente (13).

3. El conjunto de combustible de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porgue ambos extremos del saliente (13) se extienden en una posición a una distancia (d) de la respectiva ranura (12).

4. El conjunto de combustible de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porgue los salientes (13) se proporcionan de modo que hay un saliente (13) entre cada par de ranuras (12) adyacentes.

5. El conjunto de combustible de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porgue los salientes (13) se proporcionan circunferencialmente uno después de otro.

6. El conjunto de combustible de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porgue la funda (11) tiene un espesor de pared visto en una dirección radial respecto a la dirección longitudinal y la distancia (d) entre el extremo del saliente (13) y la ranura (12) es al menos Igual de largo que el espesor de pared de la funda

(11).

7. El conjunto de combustible de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porgue la funda (11) tiene un espesor de pared visto en una dirección radial respecto a la dirección longitudinal y la distancia (d) entre el extremo del saliente (13) y la ranura (12) es dos o tres veces más larga que el espesor de la pared de la funda (11).

8. El conjunto de combustible de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 6 a 7, caracterizado porgue la funda (11) tiene un espesor de pared visto en una dirección radial respecto a la dirección longitudinal y el espesor de pared de la funda (11) está en el intervalo de ,2 a ,5 mm.

9. El conjunto de combustible de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porgue la funda (11) tiene 3, 4, 5 ó 6 ranuras (12).

1. El conjunto de combustible de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porgue el saliente (13) tiene un perfil cilindrico visto en una sección longitudinal.