METODO DE FABRICACION DE UNA BARRA DE AGUA PARA UN CONJUNTO DE COMBUSTIBLE DE REACTOR NUCLEAR CON SECCIONES DE TRANSICION CON UN DIAMETRO QUE AUMENTA/DISMINUYE GRADUALMENTE.

Un método para fabricar un tubo de agua de refrigeración (10) para usar en un reactor nuclear,

comprendiendo dicho método los pasos de:

A. obtener una longitud del tubo cilíndrico (100) que tiene una primera sección final (30), una segunda sección final (40) y una sección central (20) que está entre la primera sección final y la segunda sección final;

B. reducir el diámetro de la primera sección final (200, 300, 400) para formar una primera sección reducida (32) y una primera sección de transición (34) entre la primera sección reducida y la sección central;

C. reducir el diámetro de la segunda sección final (500, 600, 700) para formar una segunda sección reducida (42) y una segunda sección de transición (44) entre la segunda sección reducida y la sección central;

D. recortar la primera sección reducida y la segunda sección reducida (800) para proporcionar el tubo de agua de refrigeración con una longitud de acabado global; y

E. crear una abertura (16) en las paredes de cada una de la primera sección reducida y la segunda sección reducida (900)

Método de fabricación de una barra de agua para un conjunto de combustible de reactor nuclear con secciones de transición con un diámetro que aumenta/disminuye gradualmente.

Campo de la invención

La presente invención se refiere a un método de fabricación de tubos de agua de refrigeración para usar en núcleos de reactor nuclear y, más específicamente, a tubos de agua de refrigeración formados a partir de una sola pieza de tubo.

Antecedentes

En el presente estado de la técnica, los tubos de agua de refrigeración se usan en los núcleos de reactor nuclear para ayudar a retirar el calor y facilitar el flujo de neutrones. Los tubos de agua de refrigeración conocidos se fabrican ensamblando y soldando juntos numerosos componentes y piezas de acoplamiento de diferente tamaño. Dicho tubo se describe y se muestra, por ejemplo, en el documento US 5.553.108. Los tubos de agua de refrigeración conocidos dejan algo que desear porque las soldaduras deben prepararse e inspeccionarse cuidadosamente para evitar fallos cuando los tubos están en funcionamiento. Adicionalmente, los pasos de soldadura e inspección se añaden al coste de fabricación de los tubos de agua de refrigeración.

El documento EP 0 859 369 describe un proceso para producir un tubo de guía de un conjunto de combustible de reactor nuclear que incluye laminar un blanco tubular en un laminador de paso de peregrino. El proceso incluye los pasos de laminar partes del blanco tubular sobre un mandril que tiene múltiples secciones, teniendo cada sección un diámetro externo diferente. El proceso proporciona un tubo de guía que tiene un diámetro externo constante y diferentes espesores de pared a lo largo de su longitud.

Sumario de la invención

De acuerdo con la presente invención, se proporciona un método para fabricar un tubo de agua de refrigeración de acuerdo con la reivindicación 1.

Breve descripción de las vistas de los dibujos

El sumario anterior, así como la siguiente descripción detallada, se entenderán mejor cuando se lean junto con las figuras de los dibujos, en las que:

La Figura 1 es una vista en perspectiva fragmentada que muestra un tubo de agua de refrigeración graduado; y

La Figura 2 es un diagrama de bloques que ilustra un método para fabricar el tubo de agua de refrigeración graduado mostrado en la Figura 1.

Descripción detallada de la realización preferida

Con referencia a las figuras de los dibujos, y a la Figura 1 específicamente, se muestra un tubo de agua de refrigeración designado de forma general con el número de referencia 10. El tubo 10 está formado por una sola pieza de tubo cilíndrico. El tubo 10 se configura para instalarse en una posición generalmente vertical en un haz de barras de combustible dentro de un reactor nuclear. El tubo 10 se forma de cualquier material que sea sustancialmente transparente a los neutrones presentes en un núcleo de reactor nuclear operativo. Preferiblemente, el tubo 10 se forma de una aleación resistente a corrosión que permita el paso de neutrones tal como zircaloy. Una nueva característica del tubo 10 es que no contiene ninguna soldadura, a diferencia de los tubos de agua de refrigeración conocidos.

El tubo 10 tiene un extremo superior 12 y un extremo inferior 14 que están adaptados para conectarse a los componentes en el núcleo del reactor nuclear. Se forma una pluralidad de aberturas 16 en el extremo superior 12 y en el extremo inferior 14 para permitir que el agua de refrigeración fluya hacia dentro y hacia fuera del tubo 10 a medida que el agua se calienta en el reactor. Más específicamente, las aberturas 16 en el extremo inferior 14 del tubo 10 se dimensionan y sitúan para permitir que el agua de refrigeración calentada del reactor fluya hacia el tubo 10. El tubo 10 funciona como una tubería elevadora y transporta el agua calentada hacia arriba hacia el extremo superior 12 del tubo. El agua en el tubo 10 no entra en contacto directo con las barras de combustible y, por lo tanto, absorbe menos calor según sube. Como resultado, una parte sustancial del agua de refrigeración que se desplaza hacia arriba por el tubo permanece líquida y no se vaporiza. Las aberturas en el extremo superior del tubo 10 se dimensionan y sitúan para permitir la descarga del agua de refrigeración desde el interior del tubo de vuelta al reactor. El agua de refrigeración que se libera desde el extremo superior 12 del tubo en la fase vapor sube al sistema de recogida de vapor del reactor. El agua de refrigeración que se descarga desde el extremo superior del tubo en la fase líquida rellena el agua de refrigeración del líquido fuera del tubo de agua de refrigeración. Como resultado, el tubo de agua de refrigeración permite que permanezca más agua de refrigeración en la fase líquida hacia la parte superior del haz de barras de combustible. Esto proporciona una fase líquida más homogénea en el haz de barras de combustible para facilitar el flujo de neutrones en el reactor.

La estructura del tubo de agua de refrigeración 10 se describirá ahora con más detalle. El tubo 10 está comprendido por una sola pieza de tubo que tiene una serie de secciones con diferentes diámetros. Por facilidad de referencia, las secciones se separan visualmente unas de otras en la Figura 1 por líneas discontinúas.

La disposición y configuración de las secciones en el tubo 10 puede variar dependiendo de numerosos factores que incluyen, aunque sin limitación, la instalación particular de un reactor y las normas de seguridad aplicables. En la Figura 1, el tubo 10 se muestra como un cilindro alargado que tiene una sección central 20. Una primera sección final 30 se extiende desde la sección central 20 en una primera dirección y es coaxial con la sección central. Una segunda sección final 40 se extiende desde la sección central 20 en una segunda dirección y es coaxial con la sección central y la primera sección final 30.

La primera sección final 30 incluye una primera sección reducida 32. La primera sección reducida 32 termina en el extremo superior 12 del tubo 10. El diámetro de la primera sección reducida 32 es significativamente menor que el diámetro de la sección central 20. Preferiblemente, la proporción del área de la sección transversal de la primera sección reducida al área de la sección transversal de la sección central es de aproximadamente 0,35 a aproximada- mente 0,38.

La primera sección final 30 incluye adicionalmente una primera sección de transición 34 dispuesta entre la primera sección reducida 32 y la sección central 20. En particular, la primera sección de transición 34 tiene una parte de cuello estrecha 36 adyacente a la primera sección reducida 32 y una parte de cuello más ancha 38 adyacente a la sección central 20. El diámetro de la pared lateral de la primera sección de transición 34 aumenta desde la parte de cuello estrecha 36 hasta la parte de cuello más ancha 38. Preferiblemente, el diámetro de la pared lateral aumenta linealmente de manera que la primera sección de transición 34 tiene la forma general de un cono truncado, como se muestra en la Figura 1. Más preferiblemente, el diámetro de la pared lateral de la primera sección de transición 34 aumenta linealmente de manera que se define un ángulo ahusado de aproximadamente 11º a aproximadamente 13º entre la pared lateral y el eje longitudinal del tubo 10.

La segunda sección final 40 incluye una segunda sección reducida 42. La segunda sección reducida 42 termina en el extremo inferior 14 del tubo 10. El diámetro de la segunda sección reducida 42 es significativamente menor que el diámetro de la sección central 20. Preferiblemente, la proporción del área de la sección transversal de la segunda sección reducida 42 al área de la sección transversal de la sección central es de aproximadamente 0,35 a aproximada- mente 0,38.

La segunda sección final 40 incluye adicionalmente una segunda sección de transición 44 que se dispone entre la segunda sección reducida 42 y la sección central 20. Igual que la primera sección de transición 34, la segunda sección de transición 44 tiene una parte de cuello estrecha 46 adyacente a la segunda sección reducida 42 y una parte de cuello más ancha 48 adyacente a la sección central 20. El diámetro de la pared lateral de la segunda sección de transición 44 aumenta desde la parte de cuello estrecha 46 hasta la parte de cuello más ancha 48. Preferiblemente, el diámetro de la pared lateral aumenta linealmente de manera que la segunda sección de transición 44 tiene la forma general de un cono truncado, como se muestra...

1. Un método para fabricar un tubo de agua de refrigeración (10) para usar en un reactor nuclear, comprendiendo dicho método los pasos de: