Filtro para el agua de refrigeración de un circuito primario de una central nuclear y método para filtrar el agua de refrigeración.

Filtro (28) para un circuito primario (14) que transporta agua de refrigeración

(12) de una central nuclear (2) con un recipiente de reactor (4) que tiene una abertura de salida (20a,b) de una tubería de agua de alimentación (16a,b) para el agua de refrigeración (12), que fluye hacia el interior (22) del recipiente del reactor (4), que es accesible durante un paro para inspección de la central nuclear (2) y está situado en una pared interior (23) del recipiente del reactor (4),

- Que tiene un soporte de base (29) que tiene una entrada (30)

- Que tiene al menos un cartucho de filtro (34) que se encuentra sobre el soporte de base(29), de manera que se puede reemplazar y está acoplado a la entrada (30) como si se tratara de un fluido,

- Que tiene un dispositivo de fijación (36), que se fija de tal modo al orificio de salida (20a,b), que la entrada se acopla al orificio de salida (20a,b) como si se tratara de un fluido.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2011/058818.

Solicitante: AREVA GmbH.

Inventor/es: BROCKMÖLLER-MEINERS,ARNE.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION G — FISICA > FISICA NUCLEAR; TECNICA NUCLEAR > REACTORES NUCLEARES (reactores de fusión, reactores... > Disposiciones para el tratamiento, para la manipulación,... > G21C19/307 (especialmente adaptados para líquidos (descontaminación de líquidos G21F 9/04))
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > PROCEDIMIENTOS O APARATOS FISICOS O QUIMICOS EN GENERAL > SEPARACION (separación de sólidos por vía húmeda... > B01D35/00 (Elementos filtrantes que poseen características que no están especificamente cubiertas por los grupos B01D 24/00 - B01D 33/00, o para aplicaciones no especificamente cubiertas por las clases B01D 24/00 - B01D 33/00; Dispositivos auxiliares para la filtración; Estructura de la carcasa del filtro)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > PROCEDIMIENTOS O APARATOS FISICOS O QUIMICOS EN GENERAL > SEPARACION (separación de sólidos por vía húmeda... > B01D27/00 (Filtros de cartucho del tipo desechable)
  • SECCION G — FISICA > FISICA NUCLEAR; TECNICA NUCLEAR > PROTECCION CONTRA LOS RAYOS X, RAYOS GAMMA, RADIACIONES... > Tratamiento de materiales contaminados por la radiactividad;... > G21F9/04 (Tratamiento de líquidos)
  • SECCION G — FISICA > FISICA NUCLEAR; TECNICA NUCLEAR > REACTORES NUCLEARES (reactores de fusión, reactores... > Disposiciones para el tratamiento, para la manipulación,... > G21C19/30 (con purificación continua del material fluyente en circulación, p. ej. por extracción de productos de fisión)

PDF original: ES-2454552_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Filtro para el agua de refrigeración de un circuito primario de una central nuclear y método para filtrar el agua de refrigeración

La invención se refiere a un filtro para un circuito primario de una central nuclear. El circuito primario conduce al agua de refrigeración que se va a filtrar. La invención hace también referencia a un método para filtrar dicha agua de refrigeración.

El agua de refrigeración que circula por el circuito primario de una central nuclear desemboca en general en varios orificios de salida en el interior del recipiente del reactor. Los orificios de salida son, por ejemplo, los llamados tubos CI hasta C4 de un reactor de agua en ebullición. En el funcionamiento del reactor las piezas montadas posteriormente se sujetan mediante bridas generalmente a los orificios de salida, que por ejemplo distribuyen el agua de refrigeración circulante. En el reactor de agua hirviendo mencionado hablaremos de un distribuidor del agua de alimentación. En una parada para una inspección de la central este distribuidor se desmonta por los tubos C1-4, de manera que las bridas de conexión quedan libres.

Durante el funcionamiento de una central nuclear se detectan siempre cuerpos extraños en el agua de refrigeración del circuito primario de una central nuclear. Se trata, por ejemplo, de piezas diminutas de los elementos de combustión o de las piezas montadas posteriormente, que se disuelven en el recipiente del reactor durante el funcionamiento.

Por ejemplo se sabe que en una central nuclear con un reactor de agua en ebullición se emplean mallas de tejido a base de alambres metálicos. Las mallas se emplean como aislante para proteger la vasija a presión del reactor de pérdidas de calor. Los alambres metálicos presentan un diámetro de 0, 1µm. Las mallas se colocarán en la vasija del reactor y allí se cortarán de forma adecuada. Por ello quedan en el agua de refrigeración restos de los cortes en forma de trozos de alambre. Este tipo de piezas mínimas se encuentran como piezas suspendidas o flotantes en el agua de refrigeración y provocan, por ejemplo, daños en los elementos de combustión en el funcionamiento de la central. Estas piezas debido a su tamaño mínimo o a su multitud no se pueden extraer una por una, por ejemplo, mediante los manipuladores, sino que únicamente mediante una filtración específica del agua de refrigeración.

Se podría pensar en incorporar filtros a las tuberías del circuito primario que se encuentran fuera del recipiente del reactor. Pero es un proceso costoso, ya que el sistema de refrigeración del reactor se modificaría. Se necesitaría para ello un método de autorización oficial y costoso. Además la sustancia filtrada, que se recoge por fuera del recipiente del reactor en el filtro del sistema de tubos, suele ser altamente radioactiva. En la zona del filtro se crea por lo tanto por fuera del recipiente del reactor una fuente de irradiación, que según las circunstancias puede ser una dosis considerable. Se deben tomar medidas de protección frente a la radiación que son costosas, problemáticas y caras, especialmente en un cambio de filtro.

De la DE 36 03 951 C2 se conoce un dispositivo de filtración que se coloca en el lugar de un elemento de combustión en la placa inferior que soporta el núcleo, para filtrar el agua circulante del circuito primario.

El cometido de la presente invención consiste en lograr un filtro mejor además de un método de filtración mejor del agua de refrigeración mencionada.

En lo que se refiere al filtro el cometido se resuelve mediante un filtro conforme a la reivindicación 1. La invención es adecuada para aquellas centrales nucleares, cuyo orificio de salida que desemboca en el interior del reactor para el agua de refrigeración sea accesible durante un paro de inspección de la central, de manera que allí se pueda colocar el filtro. En otras palabras, debe ser posible montar el filtro en el orificio de salida al menos durante el paro para la inspección. El filtro está en un estado montado en el interior del recipiente del reactor bajo agua, es decir en el agua de refrigeración.

El filtro conforme a la invención presenta un soporte de base, el cual presenta una entrada para el agua de refrigeración que se va a filtrar. El filtro contiene además al menos un cartucho de filtro intercambiable en el soporte de base, que se encuentra acoplado a la entrada. De acuerdo con la invención el filtro presenta un dispositivo de fijación sobre el que se fija el recipiente del reactor en el orificio de salida. La fijación tiene lugar de manera que la entrada se acopla al orificio de salida para el paso de fluidos.

El agua de refrigeración que sale del orificio de salida fluye además por la entrada hacia el cartucho de filtro y lo atraviesa, y el agua se filtra. El agua filtrada sale o bien por la salida conectada al cartucho de filtro del soporte de base o bien directamente por el cartucho de filtro. En un último caso y expresándolo con otras palabras degenera la salida hacia un orificio de descarga del cartucho de filtro. Puesto que el filtro se encuentra en el interior del reactor, el agua que sale va directamente al interior del reactor.

En otras palabras, si el filtro está fijado al orificio de salida el agua de refrigeración que fluye por el orificio de salida debe en su camino por la entrada y el cartucho de filtro, pasar por el filtro, antes de llegar a la salida del filtro en el

interior del recipiente del reactor. Toda el agua de refrigeración que fluye a través del orificio de salida será inicialmente filtrada y totalmente filtrada pasará al recipiente del reactor. Solamente entonces seguirá su curso por el circuito refrigerante.

La idea básica de la invención es conectar un filtro a los orificios de salida fácilmente accesibles durante el paro por inspección, y hacer funcionar el circuito refrigerante incluso en el paro por inspección, para que el agua de refrigeración circule a través del filtro durante el paro por revisión y sea filtrada. En el reactor de agua en ebullición antes mencionado, son posibles, por ejemplo, durante el funcionamiento de la revisión flujos de aproximadamente 500 l/s por tubo de conexión. Un rendimiento del filtro planificado para un filtro conectado corresponde a aprox. 100 l/s por tubo. En un funcionamiento de este tipo en un reactor conocido se cambia todo el agua de refrigeración de una sola vez, es decir el agua circula por los cuatro filtros en los tubos C1-C4 después de un periodo de tiempo de 6 horas. Tras circular por el circuito primario durante un periodo completo de paro para inspección de por ejemplo tres meses, y después de que el agua de refrigeración pase varias veces por los filtros se podrán separar trozos pequeños de tejido. Un concepto comparable a filtrar el agua del circuito primario solamente durante el paro por inspección se desconoce.

Puesto que el filtro únicamente se utiliza durante la revisión y no durante el funcionamiento de la central y además no está fijo, es decir se instala durante el funcionamiento, no se necesita ninguna autorización. El montaje del filtro es sencillo y barato si se compara con el montaje en una tubería situada fuera del reactor. Puesto que el filtro se encuentra dentro del núcleo del reactor, donde existe material radioactivo y el filtro se encuentra sumergido en el agua de refrigeración, existen ventajas técnicas desde el punto de vista de la radiación. Durante el filtrado la sustancia filtrada recogida se mantiene en el cartucho del filtro bajo el agua, de manera que aquí no se forma ninguna carga adicional para la central. El montaje y el desmontaje se realizan bajo el agua, es decir protegidos de la radiación. El cambio del cartucho también se realiza bajo el agua y por lo tanto no... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Filtro (28) para un circuito primario (14) que transporta agua de refrigeración (12) de una central nuclear (2)

con un recipiente de reactor (4) que tiene una abertura de salida (20a, b) de una tubería de agua de alimentación (16a, b) para el agua de refrigeración (12) , que fluye hacia el interior (22) del recipiente del reactor (4) , que es accesible durante un paro para inspección de la central nuclear (2) y está situado en una pared interior (23) del recipiente del reactor (4) ,

-Que tiene un soporte de base (29) que tiene una entrada (30)

- Que tiene al menos un cartucho de filtro (34) que se encuentra sobre el soporte de base (29) , de manera que se puede reemplazar y está acoplado a la entrada (30) como si se tratara de un fluido,

- Que tiene un dispositivo de fijación (36) , que se fija de tal modo al orificio de salida (20a, b) , que la entrada se acopla al orificio de salida (20a, b) como si se tratara de un fluido.

2. Filtro (28) conforme a la reivindicación 1, en el que el recipiente del reactor (4) es un reactor de agua a ebullición y el orificio de salida (20a, b) es el suministro del agua de alimentación del mismo.

3. Filtro 28 conforme a una de las reivindicaciones anteriores, en el que el soporte de base (29) tiene una brida 20 (54) que tiene la entrada (30) que se puede fijar al orificio de salida (20a, b) .

4. Filtro 28 conforme a una de las reivindicaciones anteriores, en el que el cartucho de filtro (34) se ha alineado en el estado montado de manera que la sustancia filtrada recogida (70) está dispuesta en el mismo en la dirección de la fuerza de la gravedad (9) .

5. Filtro (28) conforme a la reivindicación 4, en el que el cartucho de filtro (34) en un estado montado es extraíble del soporte base (29) , de manera que la sustancia filtrada recogida (70) descansa en éste en la dirección de la fuerza gravitacional (9) .

6. Filtro 28 conforme a una de las reivindicaciones anteriores, en el que en el estado montado la entrada (30) está situada en la parte inferior (41) del filtro (28) , en la dirección de la fuerza de la gravedad (9) , teniendo un tubo ascendente (48) que va desde la entrada (30) hasta la parte superior (43) , donde dicho tubo ascendente circula desde la parte superior (43) hasta dentro del cartucho de filtro (34) .

7. Filtro 28 conforme a una de las reivindicaciones anteriores, en el cual el cartucho de filtro (34) tiene una pieza de filtración que se adapta a la sustancia filtrada deseada (70) .

8. Método para filtrar el agua de refrigeración (12) de un circuito primario (14) de una estación de energía nuclear (2) con un recipiente de reactor (4) que tiene un orificio de salida (20a, b) de una tubería de agua de alimentación (16a, b) para el agua de refrigeración (12) , que desemboca en el interior (22) del recipiente del reactor (4) , que es accesible durante un paro para inspección de la central nuclear (2) y está situado en una pared interior

(23) del recipiente del reactor (4) , en el cual durante el paro para la inspección:

-Se fija un filtro (28) conforme a una de las reivindicaciones 1 hasta 7 por medio de un dispositivo de fijación 45 (36) con su entrada (30) acoplada al orificio de salida (20a, b) ,

- El agua de refrigeración (12) circula por el orificio de salida (20a, b) ,

- El filtro (28) es retirado por el orificio de salida (20a, b) .

9. Método conforme a la reivindicación 8, en el cual toda el agua de refrigeración (12) circula varias veces por 50 el filtro (28) .

10. Método conforme a la reivindicación 8 ó 9, en el cual:

- Se interrumpe la circulación del agua de refrigeración (12) ,

-Un cartucho de filtro (34) con la sustancia filtrada (70) es extraído del filtro (28) en presencia del agua de refrigeración (12) ,

- Se introduce un nuevo cartucho de filtro (34) en el filtro (28) ,

- Se pone en marcha de nuevo la circulación del agua de refrigeración (12) .