Filtro de residuos para instalación de reactor nuclear y ensamblaje de combustible nuclear que comprende tal filtro de residuos.

Filtro de residuos (20) para una instalación de reactor nuclear, del tipo que es en la forma de una pantalla, que tiene una cara de entrada inferior

(22) y una cara de salida superior (24) y que comprende una pluralidad de placas (26) dispuestas una al lado de la otra de manera separada y que delimitan entre ellas pasajes de flujo (28) que se extienden a través del filtro de residuos desde la cara de entrada inferior (22) hasta la cara de salida superior (24), teniendo cada pasaje (28) una sección intermedia (44) desviada con respecto a una sección de entrada (40) y una sección de salida (42), teniendo cada placa (26) una porción inferior (30) que se extiende desde la cara de entrada (22), una porción superior (32) que se extiende desde la cara de salida (24) y una porción intermedia ondulada (34) que se extiende entre la porción inferior (30) y la porción superior (32) y que delimita una sección intermedia (44) con la porción intermedia (34) de cada placa (26) adyacente, caracterizado porque al menos una placa (26) está formada con accesorios de captura de residuos (46, 60) distribuidos a lo largo de la porción inferior (30) de la placa (26) y que sobresalen hacia dentro de al menos un pasaje (28) delimitado por la placa (26).

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2012/059298.

Solicitante: AREVA NP.

Nacionalidad solicitante: Francia.

Dirección: Tour AREVA, 1 Place Jean Millier 92400 Courbevoie FRANCIA.

Inventor/es: KOCH, ROBERT, BLAVIUS, DIRK, FRIEDRICH, ERHARD, TOLAR,JAMES.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION G — FISICA > FISICA NUCLEAR; TECNICA NUCLEAR > REACTORES NUCLEARES (reactores de fusión, reactores... > Elementos combustibles para reactor o sus conjuntos;... > G21C3/32 (Haces de elementos combustibles en forma de agujas, de barras o de tubos paralelos)
  • SECCION G — FISICA > FISICA NUCLEAR; TECNICA NUCLEAR > REACTORES NUCLEARES (reactores de fusión, reactores... > Elementos combustibles para reactor o sus conjuntos;... > G21C3/322 (Medios para influenciar el flujo del refrigerante a través o alrededor de los haces)

PDF original: ES-2548837_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Filtro de residuos para instalación de reactor nuclear y ensamblaje de combustible nuclear que comprende tal filtro de residuos 5 [0001] La presente invención se refiere a un filtro de residuos para una instalación de reactor nuclear.

Un ensamblaje de combustible nuclear para reactor de agua ligera comprende convencionalmente un conjunto de varillas de combustible alargadas que se extienden en paralelo las unas con las otras. En uso, el 10 ensamblaje de combustible está orientado verticalmente en un núcleo de reactor nuclear y se hace que un fluido refrigerante fluya hacia arriba entre las varillas de combustible.

Podría haber residuos presentes en el fluido refrigerante y dañar las varillas de combustible requiriéndose de ese modo que se retirara o se reemplazara el ensamblaje de combustible o las varillas de 15 combustible dañadas. De manera conocida, una trampa o filtro de residuos se sitúa aguas arriba del conjunto de varillas de combustible para atrapar residuos.

El documento EP-0-455-010-A1 da a conocer un filtro de residuos que tiene una pluralidad de placas que tienen una forma de onda que delimita entre ellas pasajes de flujo. La curvatura de los pasajes permite atrapar 20 residuos mientras que limita la resistencia al flujo del filtro de residuos.

Sin embargo, los residuos finos y cortos orientados perpendicularmente a la dirección de flujo pueden pasar a través del filtro y los residuos alargados flexibles más largos también pueden pasar a través del filtro.

El documento EP-2-204-819-A1 da a conocer un filtro de residuos que comprende canales de flujo en forma de zigzag definidos por deflectores superpuestos provistos de sets de orificios alineados para alojar un pasador del extremo inferior de la varilla de combustible nuclear.

Un objeto de la invención es proporcionar un filtro de residuos que permita el atrapamiento de residuos 30 mejorado, a saber residuos finos por ejemplo en la forma de hilos cortos o flexibles.

Para este fin, la invención propone un filtro de residuos como se define en la reivindicación 1.

En otras formas de realización, el filtro de residuos comprende una o varias de las características 35 definidas en las reivindicaciones 2 -14, tomadas de forma aislada o en cualquier combinación técnicamente factible.

La invención también se refiere a un ensamblaje de combustible nuclear como se define en la reivindicación 15.

La invención y sus ventajas se entenderán mejor al leer la siguiente descripción dada únicamente a modo de ejemplo y con referencia a los dibujos anexos, en los que:

- La Figura 1 es una vista en alzado lateral de corte parcial de un ensamblaje de combustible nuclear de reactor de agua presurizada que comprende un filtro de residuos de acuerdo con la invención;

-La Figura 2 es una vista en alzado lateral de corte parcial de un ensamblaje de combustible nuclear de reactor de agua hirviendo que comprende un filtro de residuos de acuerdo con la invención;

- Las Figuras 3 y 4 son vistas en sección parciales ampliadas del filtro de residuos de las Figuras 1 y 2, tomadas 50 respectivamente a lo largo de III-III en la Figura 4 y a lo largo de IV-IV en la Figura 3;

- La Figura 5 es una vista desde abajo del filtro de residuos de las Figuras 3 y 4;

- Las Figuras 6 y 7 son vistas en sección parciales ampliadas del filtro de residuos correspondiente al de las Figuras 55 3 -5, antes del ensamblaje del filtro de residuos;

- La Figura 8 es una vista desde arriba parcial del filtro de residuos de las Figuras 3 y 4;

- La Figura 9 es una vista análoga a la de la Figura 4 de una forma de realización alternativa;

- La Figura 10 es una vista análoga a la de la Figura 5 de otra forma de realización alternativa; y -Las Figuras 11 y 12 son figuras análogas a las de las Figuras 3 y 4 de otra forma de realización alternativa.

Un ensamblaje de combustible nuclear como los ilustrados en las Figuras 1 y 2 se extiende a lo largo de un eje longitudinal L. El eje L se extiende verticalmente cuando el ensamblaje de combustible se dispone en el interior de un reactor nuclear. En adelante, los términos "superior" e "inferior" se refieren a la posición del ensamblaje de combustible en un reactor nuclear.

El ensamblaje de combustible nuclear 2 ilustrado en la Figura 1 está adaptado para un Reactor de Agua Presurizada (PWR) . Comprende un conjunto de varillas de combustible nuclear 4 y una estructura 6 para soportar las varillas de combustible 4.

Cada varilla de combustible 4 comprende un revestimiento tubular, gránulos de combustible nuclear apilados en el revestimiento, y tapas que cierran los extremos superior e inferior del revestimiento.

La estructura 6 comprende una boquilla inferior 8, una boquilla superior 10, una pluralidad de tubos de guía 12 y rejillas de soporte 14 distribuidas a lo largo de los tubos de guía 12. 20 [0016] La boquilla inferior 8 y la boquilla superior 10 están separadas la una de la otra a lo largo del eje longitudinal L.

Los tubos de guía 12 se extienden longitudinalmente entre la boquilla inferior 8 y la boquilla superior 10 y conectan las boquillas 8, 10. Los tubos de guía 12 mantienen una separación longitudinal predeterminada entre las boquillas 8, 10. Cada tubo de guía 12 se abre hacia arriba para permitir la inserción de una varilla de control hacia abajo en el interior del tubo de guía 12.

Las rejillas 14 se distribuyen a lo largo de los tubos de guía 12 y se conectan a ellos. Las varillas de 30 combustible 4 se extienden longitudinalmente entre las boquillas 8, 10 a través de las rejillas 14. Las rejillas 14 soportan las varillas de combustible 4 transversalmente y longitudinalmente.

La boquilla inferior 8 comprende una placa de anclaje inferior 16, un faldón 19 que se extiende hacia abajo desde la placa de anclaje inferior 16, un filtro de residuos 20 situado por debajo de la placa de anclaje inferior 16 y en el interior del faldón 19 para filtrar refrigerante que entra en el ensamblaje de combustible 2, y patas 18 que extienden el faldón 19 hacia abajo para posicionar el ensamblaje de combustible en la placa inferior del núcleo del reactor nuclear.

Las boquillas 8, 10 se disponen para permitir un flujo de refrigerante vertical a través del ensamblaje de 40 combustible 2 desde el extremo inferior hacia el extremo superior del mismo como se indica mediante la flecha F en la Figura 1.

El ensamblaje de combustible nuclear 2 ilustrado en la Figura 2, donde las mismas referencias numéricas que en la Figura 1 designan elementos similares, es para un reactor de agua hirviendo (BWR) . Comprende un 45 conjunto de varillas de combustible nuclear 4 y un canal de agua tubular 13 contenido en un canal de combustible tubular 15. Las varillas de combustible 4, el canal de agua 13 y el canal de combustible 15 se extienden longitudinalmente en paralelo al eje L.

Cada varilla de combustible 4 comprende un revestimiento tubular, gránulos de combustible nuclear 50 apilados en el revestimiento, y tapas que cierran los extremos superior e inferior del revestimiento.

Las varillas de combustible 4 se disponen en un enrejado y el canal de agua 13 reemplaza al menos una de las varillas de combustible 4 en el enrejado. El canal de combustible 15 está cortado parcialmente para mostrar el interior del ensamblaje de combustible 2 y algunas varillas de combustible están cortadas para mostrar el canal de 55 agua 13.

El ensamblaje de combustible de BWR 2 comprende una boquilla inferior 8, una boquilla superior 10 y rejillas de soporte 14 distribuidas a lo largo del canal de agua 13 y conectadas a él. Sólo dos rejillas espaciadoras 14 son visibles en la Figura 2. La función de... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Filtro de residuos (20) para una instalación de reactor nuclear, del tipo que es en la forma de una pantalla, que tiene una cara de entrada inferior (22) y una cara de salida superior (24) y que comprende una 5 pluralidad de placas (26) dispuestas una al lado de la otra de manera separada y que delimitan entre ellas pasajes de flujo (28) que se extienden a través del filtro de residuos desde la cara de entrada inferior (22) hasta la cara de salida superior (24) , teniendo cada pasaje (28) una sección intermedia (44) desviada con respecto a una sección de entrada (40) y una sección de salida (42) , teniendo cada placa (26) una porción inferior (30) que se extiende desde la cara de entrada (22) , una porción superior (32) que se extiende desde la cara de salida (24) y una porción intermedia ondulada (34) que se extiende entre la porción inferior (30) y la porción superior (32) y que delimita una sección intermedia (44) con la porción intermedia (34) de cada placa (26) adyacente, caracterizado porque al menos una placa (26) está formada con accesorios de captura de residuos (46, 60) distribuidos a lo largo de la porción inferior (30) de la placa (26) y que sobresalen hacia dentro de al menos un pasaje (28) delimitado por la placa (26) .

2. Filtro de residuos de acuerdo con la reivindicación 1, en el que los accesorios de captura de residuos (46, 60) definen espacios de captura de residuos (48, 62) que se ahúsan hacia arriba.

3. Filtro de residuos de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, en el que cada par de accesorios de captura 20 de residuos adyacentes de la placa (26) definen un espacio de captura de residuos (48) que se ahúsa hacia arriba.

4. Filtro de residuos de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, en el que la placa (26) está formada con accesorios de captura de residuos proporcionados como álabes (46) , estando cada álabe (46) cortado en la placa (26) y doblado o torcido.

5. Filtro de residuos de acuerdo con la reivindicación 4, en el que los álabes (46) están cortados en un borde inferior de la placa (26) .

6. Filtro de residuos de acuerdo con la reivindicación 4 ó 5, en el que la placa (26) está formada con 30 álabes (46) adyacentes torcidos en la misma dirección.

7. Filtro de residuos de acuerdo con la reivindicación 4 ó 5, en el que la placa (26) está formada con álabes (46) doblados en una dirección o torcidos en una dirección que alternan con álabes (46) doblados en la dirección opuesta, respectivamente torcidos en la dirección opuesta.

8. Filtro de residuos de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 -3, en el que la placa (26) está formada con accesorios de captura de residuos proporcionados como dientes (60) cortados en la placa (26) , sobresaliendo cada diente (60) oblicuamente en el interior de un pasaje (28) delimitado por la placa (26) y hacia abajo.

9. Filtro de residuos de acuerdo con la reivindicación 8, que comprende dientes (60) que sobresalen de una cara 36 de la placa (26) que alternan con dientes (60) que sobresalen de la cara (36) opuesta de la placa (26) .

10. Filtro de residuos de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, que comprende tiras de 45 conexión (50) que cruzan las placas (26) para mantener la separación entre las placas (26) .

11. Filtro de residuos de acuerdo con la reivindicación 10, en el que cada placa (26) comprende ranuras de conexión (52) que se extienden desde el borde superior de la placa (26) , recibiendo cada ranura (52) una tira de conexión (50) que cruza la placa (26) .

12. Filtro de residuos de acuerdo con la reivindicación 10 u 11, en el que cada tira de conexión (50) está formada con medios de separación (56, 58) para mantener la separación entre las porciones superiores (32) de dichas placas (26) .

13. Filtro de residuos de acuerdo con una cualquiera de las reivindicacione.

10. 12, en el que cada tira de conexión (50) está formada con pestañas de separación (56) cortadas en el borde superior de la tira de conexión (50) , estando cada pestaña de separación (56) torcida.

14. Filtro de residuos de acuerdo con una cualquiera de las reivindicacione.

10. 13, en el que el borde 7

inferior de cada tira de conexión (50) está formada con hendiduras de trabamiento (54) , cada una para acoplarse al extremo inferior cerrado de una ranura (52) de la placa (26) en la que es recibida la tira de conexión (50) .

15. Ensamblaje de combustible nuclear (2) que comprende un conjunto de varillas de combustible (4) y un 5 filtro de residuos (20) de acuerdo con cualquier reivindicación precedente.