SISTEMAS Y PROCEDIMIENTOS PARA LA DISPOSICIÓN DE UNO O MÁS COMPONENTES RADIACTIVOS DE REACTORES NUCLEARES DE INSTALACIONES NUCLEARES.

Sistemas y procedimientos para la disposición de uno o más componentes radiactivos de reactores nucleares de instalaciones nucleares.

Un sistema para la disposición de uno o más componentes radiactivos de un reactor nuclear puede incluir un primer receptáculo configurado para recibir el uno o más componentes radiactivos

, un marco configurado para soportar el primer receptáculo en el reactor nuclear, y un dispositivo configurado para separar el uno o más componentes radiactivos en dos o más porciones durante la bajada del uno o más componentes radiactivos al primer receptáculo. Un procedimiento para la disposición de uno o más componentes radiactivos de un reactor nuclear puede incluir ensamblar un sistema para la disposición del uno o más componentes radiactivos, y mover el sistema ensamblado a una zona de un núcleo de reactor. Un procedimiento para la disposición de uno o más componentes radiactivos de un reactor nuclear puede incluir ensamblar un sistema para la disposición del uno o más componentes radiactivos en una zona de un núcleo de reactor.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/US2013/073965.

Solicitante: GE-HITACHI NUCLEAR ENERGY AMERICAS LLC.

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 3901 Castle Hayne Roa 28401 - Wilmington NC North Carolina ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: GUNDRUM,Michael Joseph, SWICK,Chris, CAPOBIANCO,Joseph.

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,... > G21C19/32 (Aparatos para retirar objetos o materiales radiactivos del área de descarga del reactor, p. ej. para llevarlo a un lugar de almacenamiento; Aparatos para manipular objetos o materiales radiactivos en el interior del lugar de almacenamiento o extraerlos de éste (medios para desembarazarse de residuos de materiales de desecho G21F 9/00))
  • SECCION G — FISICA > FISICA NUCLEAR; TECNICA NUCLEAR > REACTORES NUCLEARES (reactores de fusión, reactores... > Vigilancia; Ensayos > G21C17/10 (Combinaciones estructurales del elemento combustible, de la barra de control, del núcleo del reactor, o de la estructura del moderador con instrumentos sensibles, p. ej. para la medida de la radiactividad, de los esfuerzos)
  • SECCION G — FISICA > FISICA NUCLEAR; TECNICA NUCLEAR > REACTORES NUCLEARES (reactores de fusión, reactores... > Disposiciones para el tratamiento, para la manipulación,... > G21C19/20 (Disposiciones para introducción de objetos en el interior de la vasija de presión; Disposiciones para manipular objetos en el interior de la vasija de presión; Disposiciones para extraer objetos de la vasija de presión)
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SISTEMAS Y PROCEDIMIENTOS PARA LA DISPOSICIÓN DE UNO O MÁS COMPONENTES RADIACTIVOS DE REACTORES NUCLEARES DE INSTALACIONES NUCLEARES.

Fragmento de la descripción:

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SISTEMAS Y PROCEDIMIENTOS PARA LA DISPOSICIÓN DE UNO O MÁS COMPONENTES RADIACTIVOS DE REACTORES NUCLEARES DE INSTALACIONES NUCLEARES

ANTECEDENTES

Campo Las realizaciones a modo de ejemplo se refieren, en general, a sistemas y procedimientos para la disposición de uno o más componentes radiactivos de reactores nucleares de instalaciones nucleares. Las realizaciones a modo de ejemplo también se refieren a sistemas y procedimientos para la disposición de uno o más componentes radiactivos de instalaciones nucleares de reactor de agua en ebullición ("RAE") . Los sistemas y procedimientos pueden ser particularmente ventajosos en la reducción del tiempo de ruta crítica durante una parada de la instalación (por ejemplo, para recarga) , reduciendo o eliminando la necesidad de transferencia sustancialmente horizontal de uno o más componentes radiactivos, y/o reduciendo la exposición a radiación del personal relacionado con los sistemas y procedimientos para la disposición de uno o más componentes radiactivos. Los sistemas y procedimientos se pueden usar también en otros tipos de instalaciones nucleares cuyas nomenclaturas y funciones precisas pueden depender del o los tipos y/o de la fabricación o fabricaciones específicas de las instalaciones nucleares.

Descripción de la técnica relacionada FIG. 1 es una vista en sección, con partes seccionadas, de vasija a presión de reactor ("VPR") 100 en un RAE de la técnica relacionada. Durante el funcionamiento del RAE, el agua de enfriamiento que circula dentro de la VPR 100 puede ser calentada por fisión nuclear producida en el núcleo 102. El agua de alimentación puede ser admitida dentro de la VPR 100 por la entrada de agua de alimentación 104 y burbujeador de agua de alimentación 106 (un tubo de forma anular que incluye aberturas para distribuir circunferencialmente el agua de alimentación dentro de la VPR 100) . El agua de alimentación procedente del burbujeador de agua de alimentación 106 puede fluir hacia abajo a través de un anillo bajante 108 (una región anular entre la VPR 100 y la carcasa de núcleo 110) .

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La carcasa de núcleo 110 puede ser de un cilindro de acero inoxidable que rodea el núcleo 102. El núcleo 102 puede incluir una multiplicidad de conjuntos de haces combustibles 112 (dos matrices 2x2, por ejemplo, se muestran en FIG. 1) . Cada matriz de conjuntos de haces combustibles 112 puede estar soportada en o cerca de su parte superior por la guía superior 114 y/o en o cerca de su parte inferior por la placa de núcleo 116. La guía superior 114 puede proporcionar soporte lateral para la parte superior de los conjuntos de haces combustibles 112 y/o puede mantener un espacio combustible-canal correcto para permitir la inserción de la barra de control.

El agua de enfriamiento puede fluir hacia abajo a través del anillo de bajante 108 y/o dentro de la cámara inferior de núcleo 118. El agua de enfriamiento en la cámara inferior de núcleo 118 puede a su vez fluir hacia arriba a través del núcleo 102. El agua de enfriamiento puede entrar en los conjuntos combustibles 112, en los que una capa límite de ebullición se puede establecer. Una mezcla de agua y vapor puede salir del núcleo 102 y/o puede entrar en la cámara superior de núcleo 120 bajo la cabeza de carcasa122. La cámara superior de núcleo 120 puede proporcionar un punto muerto entre la mezcla de vapor-agua que sale del núcleo 102 y que entra en columnas ascendentes 124. Las columnas ascendentes 124 pueden disponerse sobre la cabeza de carcasa 122 y en comunicación fluida con la cámara superior de núcleo 120.

La mezcla de vapor-agua puede fluir a través de las columnas ascendentes 124 y/o puede entrar en los separadores de vapor 126 (que pueden ser, por ejemplo, del tipo centrífugo de flujo axial) . Los separadores de vapor 126 pueden sustancialmente separar la mezcla de vapor-agua en agua líquida y vapor. El agua líquida separada puede mezclarse con el agua de alimentación en la cámara de mezclado 128. Esta mezcla puede entonces volver al o núcleo 102 por el anillo bajante 108. El vapor separado puede pasar a través de secadores de vapor 130 y/o puede entrar en cúpula de vapor 132. El vapor secado se puede retirar de la VPR 100 por la salida de vapor 134 para su uso en turbinas y otros equipos (no mostrados) .

El RAE también puede incluir un sistema de recirculación de refrigerante que proporciona el flujo de convección forzada a través del núcleo 102 necesaria para alcanzar la densidad de potencia necesaria. Una porción del agua puede ser aspirada desde el extreme inferior del anillo bajante 108 por la salida de agua de recirculación 136 y/o se puede forzar mediante una bomba de recirculación centrífuga (no mostrada) en una pluralidad de conjuntos de bombas de chorro 138 (de las cuales solo se muestra una) mediante las entradas de agua

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de recirculación 140. Los conjuntos de bombas de chorro 138 se pueden distribuir circunferencialmente alrededor de la carcasa de núcleo 110 y/o puede proporcionar el flujo de núcleo de reactor requerido Como se muestra en FIG. 1, un conjunto de bomba de chorro de la técnica relacionada 138 puede incluir un par de mezcladores de entrada 142. A Un RAE de la técnica relacionada puede incluir 16 a 24 mezcladores de entrada 142. Cada mezclador de entrada 142 puede tener un codo 144 soldado al mismo que recibe el agua de una bomba de recirculación (no mostrada) por el elevador de entrada 146. Un mezclador de entrada 142 a modo de ejemplo puede incluir un conjunto de cinco boquillas distribuidas circunferencialmente formando ángulos iguales alrededor del eje del mezclador de entrada 142. Cada boquilla puede ahusarse radialmente hacia dentro en su salida. El conjunto de bomba de chorro 138 puede ser activado por estas boquillas convergentes. Cinco aberturas de entrada secundarias pueden estar radialmente fuera de las salidas de boquilla. Por lo tanto, a medida que los chorros de agua salen de las boquillas, el agua del anillo bajante 108 puede ser retirada del mezclador de entrada 142 por las aberturas de entrada secundarias, donde se puede mezclar con el agua de enfriamiento de la bomba de recirculación. El agua de enfriamiento puede entonces fluir dentro del difusor 148.

FIG. 2 es una vista en planta superior de un núcleo 200 en un RAE de técnica relacionada. El núcleo 200 puede incluir haces combustibles 202, haces combustibles periféricos 204, y/o barras de control 206. Dos o más de los haces combustibles 202 pueden incluirse en conjuntos de haces combustibles 208. El núcleo 200 puede incluir, por ejemplo, cientos o miles de haces combustibles 202 y/o decenas o cientos de haces combustibles periféricos 204. Como se muestra en FIG. 2, por ejemplo, el núcleo 200 puede incluir aproximadamente mil veintiocho (1.028) haces combustibles 202, aproximadamente ciento cuatro (104) haces combustibles periféricos 204, y/o aproximadamente doscientos sesentainueve (269) barras de control 206.

La distribución de los haces combustibles 202, haces combustibles periféricos 204, y/o barras de control 206 en el núcleo 200 pueden o no ser simétricos. Además, existe simetría, se puede incluir uno o más de simetría de imagen especular, simetría diagonal, simetría de rotación, simetría de traslación, simetría de cuadrante, y simetría de octante. Como se muestra en FIG. 2, por ejemplo, una o más barras de control 206 se pueden disponer en o cerca de un centro geométrico del núcleo 200.

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El núcleo 200 también puede incluir uno o más tipos de monitores de neutrones. Estos monitores pueden incluir, por ejemplo, uno o más monitores de intervalo de fuente, uno o más monitores de intervalo intermedio, y/o uno o más monitores de intervalo de potencia. En un RAE...

 


Reivindicaciones:

1. Un sistema para la disposición de uno o más componentes radiactivos de un reactor nuclear de una instalación nuclear, caracterizado porque el sistema comprende:

un primer receptáculo configurado para recibir el uno o más componentes radiactivos; un marco configurado para soportar el primer receptáculo en el reactor nuclear; y un dispositivo configurado para separar el uno o más componentes radiactivos en dos o más porciones durante la bajada del uno o más componentes radiactivos en el primer receptáculo.

2. El sistema de la reivindicación 1, caracterizado porque el uno o más componentes radiactivos comprenden la instrumentación de núcleo.

1.

3. El sistema de la reivindicación 1, caracterizado porque el marco está configurado para soportar verticalmente el primer receptáculo en el reactor nuclear usando un soporte de combustible del reactor nuclear.

4. El sistema de la reivindicación 1, caracterizado porque el marco está configurado para soportar verticalmente el dispositivo en el reactor nuclear usando un soporte de combustible del reactor nuclear.

5. El sistema de la reivindicación 1, caracterizado porque el marco está configurado para 25 soportar horizontalmente el primer receptáculo en el reactor nuclear usando una guía superior del reactor nuclear.

6. El sistema de la reivindicación 1, caracterizado porque el marco está configurado para soportar horizontalmente el dispositivo en el reactor nuclear usando una guía superior del 30 reactor nuclear.

7. El sistema de la reivindicación 1, caracterizado porque cuando el dispositivo separa el uno o más componentes radiactivos en las dos o más porciones, el dispositivo está conectado operativamente al marco.

3.

8. El sistema de la reivindicación 1, caracterizado porque comprende, además: 32

un segundo receptáculo configurado para recibir el uno o más componentes radiactivos; en el que el marco está además configurado para soportar el segundo receptáculo en el reactor nuclear, y en el que el sistema está configurado para permitir la sustitución del primer receptáculo por el segundo receptáculo sin retirar el marco de una zona de un núcleo de reactor del reactor nuclear.

9. El sistema de la reivindicación 8, caracterizado porque el sistema está configurado además para permitir la sustitución del primer receptáculo por el segundo receptáculo cuando el dispositivo no está conectado operativamente al marco.

10. El sistema de la reivindicación 1, caracterizado porque el primer receptáculo comprende subdivisiones internas configuradas para facilitar la organización de las dos o más porciones.

11. Un procedimiento para la disposición de uno o más componentes radiactivos de un reactor nuclear de una instalación nuclear, caracterizado porque el procedimiento comprende:

ensamblar un sistema para la disposición del uno o más componentes radiactivos, comprendiendo el sistema un primer receptáculo configurado para recibir el uno o más componentes radiactivos, un marco configurado para soportar el primer receptáculo en el reactor nuclear, y un dispositivo configurado para separar el uno o más componentes radiactivos en dos o más porciones; mover el sistema ensamblado a una zona de un núcleo de reactor del reactor nuclear; bajar el uno o más componentes radiactivos al primer receptáculo; separar el uno o más componentes radiactivos en las dos o más porciones usando el dispositivo; y retirar las dos o más porciones en el primer receptáculo de la zona del núcleo de reactor del reactor nuclear.

12. El procedimiento de la reivindicación 11, caracterizado porque la bajada del uno o más componentes radiactivos al primer receptáculo y la separación del uno o más 33

componentes radiactivos usando el dispositivo se repiten según las necesidades para separar el uno o más componentes radiactivos en las dos o más porciones.

13. El procedimiento de la reivindicación 11, caracterizado porque la retirada de las dos o más porciones en el primer receptáculo de la zona del núcleo de reactor del reactor nuclear comprende retirar el sistema ensamblado de la zona del núcleo de reactor del reactor nuclear.

14. El procedimiento de la reivindicación 11, caracterizado porque comprende, además:

desensamblar al menos parte del sistema ensamblado antes de retirar las dos o más porciones en el primer receptáculo de la zona del núcleo de reactor del reactor nuclear.

15. El procedimiento de la reivindicación 11, caracterizado porque comprende, además:

sellar el primer receptáculo antes de retirar las dos o más porciones en el primer receptáculo de la zona del núcleo de reactor del reactor nuclear.

16. Un procedimiento para la disposición de uno o más componentes radiactivos de un reactor nuclear de una instalación nuclear, caracterizado porque el procedimiento comprende:

al menos ensamblar parcialmente un sistema para la disposición del uno o más componentes radiactivos en una zona de un núcleo de reactor del reactor nuclear, comprendiendo el sistema un primer receptáculo configurado para recibir el uno o más componentes radiactivos, un marco configurado para soportar el primer receptáculo en el reactor nuclear, y un dispositivo configurado para separar el uno o más componentes radiactivos en dos o más porciones;

bajar el uno o más componentes radiactivos al primer receptáculo; separar el uno o más componentes radiactivos en las dos o más porciones usando el dispositivo; y retirar las dos o más porciones en el primer receptáculo de la zona del núcleo de reactor del reactor nuclear.

17. El procedimiento de la reivindicación 16, caracterizado porque la bajada del uno o más componentes radiactivos al primer receptáculo y la separación del uno o más componentes radiactivos usando el dispositivo se repiten según necesidades para separar el uno o más componentes radiactivos en las dos o más porciones.

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18. El procedimiento de la reivindicación 16, caracterizado porque la retirada de las dos o más porciones en el primer receptáculo de la zona del núcleo de reactor del reactor nuclear comprende retirar el sistema ensamblado de la zona del núcleo de reactor del reactor nuclear.

1.

19. El procedimiento de la reivindicación 16, caracterizado porque comprende además:

desensamblar al menos parte del sistema ensamblado antes de retirar las dos o más porciones en el primer receptáculo de la zona del núcleo de reactor del reactor 15 nuclear.

20. El procedimiento de la reivindicación 16, caracterizado porque comprende además:

sellar el primer receptáculo antes de retirar las dos o más porciones en el primer 20 receptáculo de la zona del núcleo de reactor del reactor nuclear.