Respiradero de la cabeza de la vasija de presión de un reactor y procedimientos de utilización del mismo.

Un respiradero (100) interno de la cabeza de un reactor nuclear, que comprende:

una vasija

(12) de presión del reactor;

una cabeza (29) superior configurada para sellar un extremo superior de la vasija (12) de presión del reactor;

una tubería superior (110) unida a y que se extiende a lo largo de una superficie interna de la cabeza (29) superior,

incluyendo la tubería superior (110) un respiradero (119) situado en una posición interior más elevada de la cabeza (29) superior y un embudo (111) dispuesto en un terminal de la tubería superior, y

una tubería inferior (120) unida a y que se extiende a lo largo de una superficie interna de la vasija (12) de presión del reactor, incluyendo la tubería inferior (120) un fuelle (121) comprimible, en el que el embudo (111) de la tubería superior (110) está conformado para acoplarse de manera amovible con un terminal de la tubería inferior (120) en un punto (130) de conexión;

caracterizado porque la tubería inferior (120) termina en o por encima de un fondo de la cabeza (29) superior y se extiende por encima de la vasija (12) de presión del reactor cuando la tubería superior (110) es retirada de la misma y en el que el fuelle (121) comprimible está configurado para acortar la tubería inferior (120) cuando está acoplada con la tubería superior (110) , de forma que el punto (130) de conexión es un punto en el que la cabeza (29) superior se une a la vasija (12) de presión del reactor

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E11195291.

Solicitante: GE-HITACHI NUCLEAR ENERGY AMERICAS LLC.

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 3901 CASTLE HAYNE ROAD WILMINGTON, NC 28401 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: GELS,JOHN L, KECK,DAVID J, DEAVER,GERALD A.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION G — FISICA > FISICA NUCLEAR; TECNICA NUCLEAR > REACTORES NUCLEARES (reactores de fusión, reactores... > Vasijas de presión; Vasijas de contención; Contención... > G21C13/02 (Detalles)

PDF original: ES-2480717_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Respiradero de la cabeza de la vasija de presión de un reactor y procedimientos de utilización del mismo Antecedentes

Como se muestra en la FIG. 1, un reactor nuclear convencional, como por ejemplo un Reactor de Agua en Ebullición (BWR), puede Incluir una vasija de presión del reactor (RPV) 12 con una forma genéricamente cilindrica. La RPV 12 puede estar cerrada en un extremo Inferior por una cabeza 28 del fondo y en un extremo superior por una cabeza 29 superior amovible. Un escudo 34 del núcleo de forma cilindrica puede rodear el núcleo 36 del reactor, el cual incluye varios elementos combustibles que generan energía por fisión. El escudo 34 puede ser soportado en un extremo por un soporte 38 del escudo y puede Incluir una cabeza 39 amovible del escudo y un conjunto de tubos separadores en el otro extremo. Unos haces de combustible pueden estar alineados por una placa 48 del núcleo situada en la base del núcleo 36. Una o más hojas 20 de control pueden extenderse hacia arriba por dentro del núcleo 36, para controlar la reacción en cadena de fisión dentro de los elementos combustibles del núcleo 36. De manera adicional, uno o más tubos 50 de instrumental pueden extenderse por dentro del núcleo 36 del reactor desde el exterior de la RPV 12, por ejemplo a través de la cabeza 28 del fondo, permitiendo que un instrumental, por ejemplo unos controles neutrónlcos y unos termopares sean insertados y encerrados dentro del núcleo 36 desde una posición exterior.

Se hace circular un refrigerante líquido, por ejemplo agua, hacia arriba a través del núcleo 36 y de una placa 48 del núcleo y es, al menos parcialmente, convertido en vapor por el calor generado por fisión en los elementos combustible. El vapor es separado y secado en el conjunto de tubos separadores y en las estructuras 15 secadoras de vapor y sale de la RPV 12 a través de una tobera 3 principal de vapor cerca de la tubería superior de la RPV 12. El refrigerante que circula por y que es sometido a ebullición en la RPV 12 es típicamente puro y desionlzado, excepto en relación con algunos aditivos que potencian la química del refrigerante. En el curso de la operación, los productos de fisión pueden fugarse de manera inadvertida dentro del refrigerante debido a un fallo de los elementos combustible dispuestos dentro del núcleo 36, o se puede producir hidrógeno en los elementos combustibles por radiólisis y otras reacciones. Estos y otros episodios pueden provocar que gases no condensables emigren hacia arriba por medio del refrigerante de la RPV 12 y se agrupen en la cabeza 29 superior, donde reduce el volumen de la RPV y presentan problemas de explosión y otros riesgos de la mecánica de fluidos.

Tradicionalmente, se dispone un respiradero 80 de la cabeza en la cabeza 29 superior para impedir la acumulación de gases no condensables en la cabeza 29 superior y también para proporcionar un respiradero para el escape del aire durante el llenado de la RPV 12 en las pruebas y en las suspensiones de funcionamiento de la planta. El respiradero 80 de la cabeza incluye un paso obturable a través de la cabeza 29 superior y una tubería externa que conduce los gases hasta un conducto 3 de vapor o hasta un área de sumidero (no mostrada) por fuera de la RPV 12.

El documento US 2010/290576 describe un reactor de agua en ebullición que incorpora una vasija de presión del reactor nuclear y una tubería pasante. La vasija de presión del reactor incluye un tronco del cuerpo principal y una tapa superior que cubre desde arriba un extremo superior del tronco del cuerpo principal. La tubería pasante penetra por el lateral del tronco del cuerpo principal y presenta una sección de apertura al mismo nivel con o a más altura que el extremo abierto superior del tronco del cuerpo principal de la vasija de presión del reactor. La tubería pasante puede estar conectada al sumidero dispuesto por fuera de la vasija de presión del reactor en el fondo del pozo seco.

Sumario

La invención se refiere a un respiradero de una cabeza de reactor nuclear y a un procedimiento de instalación de un respiradero interior de la cabeza en un reactor nuclear según lo definido en las reivindicaciones adjuntas.

Una tubería está dispuesta por dentro de la vasija de presión del reactor con un respiradero cerca de la superficie interior de más arriba de la cabeza superior del reactor, donde el gas se puede acumular durante las pruebas u operaciones hidrostáticas. La tubería de las formas de realización ejemplares se extiende hacia abajo desde la parte de más arriba de la cabeza superior y pasa al exterior de la vasija de presión del reactor para permitir que el gas escape o que sea expulsado de manera forzada fuera del reactor sin tubería externa dispuesta sobre la cabeza superior. La tubería puede pasar al exterior del reactor por medio de cualquier penetración, incluyendo una salida de vapor situada por debajo de la cabeza superior. La tubería puede estar unidad a la cabeza superior y / o a la vasija de presión del reactor mediante cualquier mecanismo o estructura de unión, incluyendo piezas de sujeción fijadas a las superficies internas de la cabeza superior y / o a la vasija de presión del reactor. Dichas piezas de sujeción pueden consistir en cualquier cantidad o tipo para que permita un cierto movimiento relativo de la tubería en emplazamientos deseados y / o fijar rígidamente la tubería y las superficies internas en emplazamientos deseados.

La tubería puede incluir una sección inferior y superior que se acoplan de manera amovible entre sí en un punto de conexión donde la cabeza superior se una con la vasija de presión del reactor. Dicho acoplamiento amovible puede llevarse a cabo con un fuelle comprimible y un embudo para recibir la sección de tubería con los fuelles. En un estado no comprimido, desunido, solo la tubería con los fuelles pueden extenderse por encima de la parte de más arriba de la brida de la vasija de presión del reactor para impedir extensiones o proyecciones desde la cabeza

superior. Una tobera de penetración puede estar dispuesta de forma que pase al exterior de la vasija de presión del reactor a través de una penetración dispuesta en la vasija de presión del reactor o en la cabeza superior o inferior o en cualquier otra penetración. La tubería puede estar fabricada a partir de materiales de seguridad de reactores nucleares, incluyendo acero al carbono, acero inoxidable y / o una aleación de Ni-Cr-Fe elegida en combinaciones apropiadas para evitar incompatibilidades de material.

Breve descripción de los dibujos

A continuación se describirán formas de realización de la invención, solo a modo de ejemplo, con referencia a los dibujos que se acompañan, en los cuales:

La FIG. 1 es una ilustración de una Vasija de Presión de Reactor Nuclear y de sus partes internas.

La FIG. 2 es una Ilustración de un respiradero interno de la cabeza.

La FIG. 3 es una vista de perfil esquemática del respiradero interno de la cabeza de la FIG. 2.

Las FIGS. 4A y 4B son ilustraciones detalladas de un punto de conexión de la FIG. 2.

Descripción detallada

En las líneas que siguen, se describirán con detalle ejemplos y formas de realización con referencia a los dibujos adjuntos. Sin embargo, los detalles estructurales y funcionales divulgados en la presente memoria son meramente representativos a los fines de la descripción de las formas de realización. Por ejemplo, aunque pueden describirse formas de realización con referencia a un Reactor de Agua en Ebullición (BWR), se entiende que las formas de realización pueden ser utilizadas en otros tipos de plantas nucleares. Las formas de realización ejemplares pueden tomar cuerpo de muchas formas alternativas y no deben considerarse como limitadas solo a las formas... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1.- Un respiradero (100) interno de la cabeza de un reactor nuclear, que comprende: una vasija (12) de presión del reactor;

una cabeza (29) superior configurada para sellar un extremo superior de la vasija (12) de presión del reactor;

una tubería superior (110) unida a y que se extiende a lo largo de una superficie interna de la cabeza (29) superior,

Incluyendo la tubería superior (110) un respiradero (119) situado en una posición interior más elevada de la cabeza (29) superior y un embudo (111) dispuesto en un terminal de la tubería superior, y

una tubería inferior (120) unida a y que se extiende a lo largo de una superficie interna de la vasija (12) de presión del reactor, incluyendo la tubería inferior (120) un fuelle (121) comprimible, en el que el embudo (111) de la tubería superior (110) está conformado para acoplarse de manera amovible con un terminal de la tubería inferior (120) en un punto (130) de conexión;

caracterizado porque la tubería inferior (120) termina en o por encima de un fondo de la cabeza (29) superior y se extiende por encima de la vasija (12) de presión del reactor cuando la tubería superior (110) es retirada de la misma y en el que el fuelle (121) comprimible está configurado para acortar la tubería inferior (120) cuando está acoplada con la tubería superior (110), de forma que el punto (130) de conexión es un punto en el que la cabeza (29) superior se une a la vasija (12) de presión del reactor.

2 - El respiradero interno de la cabeza del reactor nuclear de la reivindicación 1, en el que el fuelle (121) comprimible está configurado para asentarse contra el embudo (111) con una presión suficiente para sellar una vía de flujo entre la tubería inferior (120) y la tubería superior (110) acopladas.

3 - El respiradero (100) interno de la cabeza del reactor nuclear de cualquier reivindicación 1 o 2, en el que la tubería inferior (120) incluye además una tobera (125) de penetración que pasa al exterior de la vasija de presión del reactor.

4.- El respiradero (100) Interno de la cabeza del reactor nuclear de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que el fuelle (121) comprimible está fabricado en acero Inoxidable, en el que el embudo (111) y la tobera (125) de penetración están fabricados en una aleación de Nl-Cr-Fe, y en el que las porciones restantes de la tubería superior (111) y la tubería Inferior (120) están fabricadas en acero al carbono.

5.- El respiradero (100) Interno de la cabeza del reactor nuclear de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que las tuberías (110, 120) superior e inferior están configuradas para dar salida al gas acumulado en la cabeza (29) superior al exterior de la vasija (12) de presión del reactor sin que ninguna tubería (110, 120) esté dispuesta sobre ninguna superficie externa de la cabeza (29) superior.

6.- El respiradero (100) Interno de la cabeza del reactor nuclear de cualquier reivindicación precedente, que comprende además:

una salida (3) de vapor conectada a la vasija (12) de presión del reactor por debajo de la cabeza (29) superior, pasando la tubería inferior (120) por fuera de la vasija (12) de presión del reactor donde la salida (3) de vapor conecta con la vasija (12) de presión del reactor.

7.- El respiradero (100) interno de la cabeza del reactor nuclear de cualquier reivindicación precedente, que comprende además:

una pluralidad de piezas de sujeción (115) que unen la tubería superlor(HO) y la tubería inferior (120) a las superficies internas de la cabeza (29) superior y a la vasija (12) de presión del reactor.

8.- El respiradero (100) interno de la cabeza del reactor nuclear de la reivindicación 7, en el que cada una de las piezas de sujeción (115) de más abajo que unen la tubería (120) superior a la superficie Interna de la cabeza (29) superior y que unen la tubería inferior (130) a la superficie interna de la vasija (12) de presión del reactor están soldadas a las tuberías superior e inferior (110, 120) , para impedir el desplazamiento relativo entre la tubería y la pieza de sujeción.

9.- Un procedimiento de instalación de un respiradero (100) interno de la cabeza de acuerdo con la reivindicación 1, comprendiendo el procedimiento:

la fijación de la tubería superior (110) a la superficie interna de la cabeza (29) superior del reactor nuclear de forma que el respiradero dispuesto en la tubería superior (110) quede situado cerca de la parte de más

arriba por dentro de la cabeza (29) superior y el embudo de la tubería superior (110) quede situado cerca del fondo de la cabeza (29) superior opuesta a la parte de más arriba;

la fijación de la tubería inferior (120) a la superficie interna de la vasija (12) de presión del reactor del reactor nuclear en una posición correspondiente a la tubería superior (110) ; y

el paso del extremo de la tubería Inferior (120) al exterior de la vasija (12) de presión del reactor.