APARATO Y PROCEDIMIENTO PARA PROTEGER UN CONJUNTO DE BOQUILLA DE LA BOMBA DE CHORRO Y UNA MEZCLADORA DE ENTRADA.

Una bomba de chorro para un reactor de agua hirviendo, que incluye un aparato para minimizar o eliminar la deposición de materiales particulados cargados sobre las superficies interiores metálicas de las paredes de conductos de flujo de la bomba (18) de chorro,

comprendiendo dicho aparato:

un tubo ascendente (20) de entrada para recibir un flujo de fluido refrigerante;

una mezcladora (23) de entrada para recibir el flujo de fluido refrigerante de dicho tubo ascendente que incluye una boquilla (24) y una sección mezcladora (25) para recibir flujo de fluido refrigerante de dicha boquilla y un flujo de fluido refrigerante inducido desde un espacio anular (16) entre una vasija (10) del reactor y una envuelta (14) del núcleo; caracterizada porque

se proporciona un revestimiento no conductor (31) a lo largo de las superficies interiores de las paredes de al menos una porción de dicha mezcladora (23) de entrada para eliminar o minimizar la deposición de materiales particulados cargados del flujo de fluido refrigerante a lo largo de dichas porciones de las paredes interiores

Aparato y procedimiento para proteger un conjunto de boquilla de la bomba de chorro y una mezcladora de entrada.

La presente invención versa acerca de un aparato y procedimientos para eliminar o inhibir sustancialmente la deposición electrostática de partículas cargadas del fluido refrigerante sobre la superficie de una mezcladora de entrada de una bomba de chorro que forma parte de un sistema de recirculación de agua en un reactor nuclear de agua hirviendo, y para inhibir la fisuración por corrosión por esfuerzos latentes de las partes metálicas. La presente invención versa en particular acerca de un revestimiento aislante de barrera que elimina o inhibe sustancialmente la interacción entre el alojamiento metálico conductor de la mezcladora de entrada del conjunto de bomba de chorro y las partículas iónicas en el fluido.

En un reactor nuclear de agua hirviendo, se define un espacio anular entre la envuelta del núcleo y la pared de la vasija del reactor nuclear. Las bombas de chorro están ubicadas en el espacio anular para hacer recircular fluido refrigerante a través del reactor. El sistema de recirculación hace circular el medio refrigerante alrededor del núcleo del reactor nuclear. Las bombas de chorro, que no contienen partes móviles, proporcionan un recorrido de circulación interna para el flujo refrigerante del núcleo. Normalmente, hay instalado un número sustancial de bombas de chorro, por ejemplo, del orden de dieciséis a veinticuatro, en este espacio anular. Cada conjunto de bomba de chorro consiste en un conjunto de tubo ascendente, una abrazadera del tubo ascendente, dos conjuntos de mezcladora de entrada, y dos conjuntos difusores. La mezcladora de entrada incluye una boquilla y una entrada de succión. La boquilla puede tener un orificio o cinco orificios, dependiendo del diseño de la bomba de chorro. La parte superior de la mezcladora de entrada está fijada de forma mecánica a la parte superior de la pieza de transición del tubo ascendente, mientras que el extremo de salida de la mezcladora de entrada encaja en una junta deslizante con la parte superior del difusor. La mezcladora de entrada es un componente desmontable.

Una bomba de recirculación, externa a la vasija del reactor, ejerce una succión desde el flujo descendente del fluido refrigerante en el espacio anular. Se bombea el fluido refrigerante a una mayor presión, y se distribuye a través de un colector a las bombas de chorro, en las que el fluido refrigerante fluye en una dirección ascendente a través de los tubos ascendentes. El fluido refrigerante se divide en la pieza de transición y cambia de dirección. Entonces, se acelera en una dirección descendente a través de las boquillas y se introduce en una sección mezcladora de la bomba de chorro. Las boquillas provocan un flujo de velocidad elevada del fluido refrigerante que es aproximadamente un tercio del flujo del núcleo y se descarga en las mezcladoras de entrada. El momento hace que el agua circundante a la región del tubo de descenso del anillo también entre en la sección mezcladora donde se mezcla con el flujo de salida de las boquillas para su flujo a través de la sección mezcladora y el difusor. Entonces, el fluido refrigerante fluye hacia arriba entre los tubos de guiado de accionamiento de la barra de control y se distribuye para su flujo a lo largo de las barras individuales de combustible dentro de los canales de combustible.

Con el paso del tiempo, los contaminantes se acumulan en la superficie interior de las mezcladoras de entrada, incluyendo las boquillas de las bombas de chorro, formando una capa de "productos de corrosión". También existe la potencialidad de una fisuración por corrosión por esfuerzos latentes a lo largo de estas superficies. Se cree que la acumulación de los "productos de corrosión" es provocada por partículas cargadas suspendidas en el fluido refrigerante que interactúa con la superficie interna metálica de la mezcladora de entrada que induce una carga triboelectrostática sobre la superficie. Esta carga crea un potencial electrostático que atrae las partículas suspendidas en el fluido a la superficie metálica donde forman una capa de partículas contaminantes. Se observa la mayor deposición de los "productos de corrosión" en las zonas que experimentan un caudal de velocidad elevada.

En el caso de que la capa acumulada llegue a ser excesiva, el rendimiento del sistema de circulación se degradará. Esta degradación afectará a la eficacia de la central debido a que las bombas de recirculación deben funcionar a mayor velocidad para mantener el flujo del núcleo. La degradación del rendimiento de la bomba de chorro también puede tener como resultado una vibración extrema de la bomba de chorro y dañar los componentes de la bomba de chorro. Al final, la mezcladora de entrada deberá ser limpiada de forma mecánica o sustituida durante un mantenimiento regular y paradas para la recarga del combustible. Este procedimiento es caro y lleva mucho tiempo. Por consiguiente, es importante que se elimine la capa de "productos de corrosión", que se minimice sustancialmente o que se reduzca su tasa de "acumulación" y que se mantenga sin obstrucciones un recorrido del flujo.

En el pasado, se han propuesto procedimientos de limpieza que eliminan la capa de los "productos de corrosión" de la superficie interior de la mezcladora de entrada. Estos procedimientos requieren el desmontaje de la mezcladora de entrada del reactor para su limpieza en el depósito de combustible. Esto se lleva a cabo, normalmente, durante paradas programadas regulares del reactor, momentos en los que se lleva a cabo el mantenimiento necesario. Se ha propuesto un procedimiento que utiliza un circuito eléctrico que minimiza la deposición electrostática de partículas cargadas en las superficies de la mezcladora de entrada que están expuestas al potencial eléctrico del caudal libre (véase la patente U.S. nº 5.444.747). Este procedimiento emplea un circuito de CC con un bucle de realimentación de elemento activo que ajusta el potencial de la superficie de la mezcladora de entrada para minimizar el flujo neto a la superficie conductora interna de las partes y, por lo tanto, minimiza la deposición de material particulado. Sin embargo, este procedimiento requiere una atención y un mantenimiento significativos.

En consecuencia, sigue habiendo una necesidad para un aparato y procedimientos para proteger las mezcladoras de entrada de las bombas de chorro contra una acumulación de contaminantes. Además, sigue existiendo una necesidad para una solución al problema de la acumulación de "productos de corrosión" que degrada gradualmente su rendimiento y requiere la necesidad de limpiar y mantener periódicamente la bomba de chorro.

La presente invención proporciona una bomba de chorro para un reactor de agua hirviendo conforme a la reivindicación 1 y un procedimiento para minimizar o eliminar la deposición de materiales particulados cargados en las superficies metálicas interiores de las paredes de una bomba de chorro conforme a la reivindicación 6.

Conforme a una realización preferente de la presente invención, se proporciona un revestimiento aislante para su aplicación en las superficies de la mezcladora de entrada para reducir el potencial electrostático entre el flujo de fluido iónico y tales superficies y eliminar o reducir de ese modo la acumulación de productos de corrosión. Sin el potencial electrostático, la capa de material particulado no se forma o se inhibe sustancialmente o se reduce su formación. Además, el revestimiento aislante reduce la susceptibilidad de las superficies de la mezcladora de entrada a una fisuración por corrosión por esfuerzos latentes al reducir el potencial electroquímico (ECP).

Para conseguir lo anterior y conforme a una realización preferente de la presente invención, se proporcionan las superficies interiores de la mezcladora de entrada con un revestimiento que reduce o elimina la acumulación de partículas cargadas en aquellas superficies. En particular, las superficies interiores de cada mezcladora de entrada están revestidas con un material dieléctrico. El revestimiento no conductor aísla eléctricamente las superficies de estas partes del flujo y, por lo tanto, interfiere con el potencial electrostático provocado por la carga triboelectrostática sobre las superficies internas metálicas de la mezcladora de entrada y, por lo tanto, el potencial para la interacción con partículas cargadas suspendidas en el agua. Por lo tanto, el revestimiento elimina o inhibe en gran medida la interacción del alojamiento metálico conductor y de las partículas iónicas en el fluido refrigerante. Las partículas cargadas...

1. Una bomba de chorro para un reactor de agua hirviendo, que incluye un aparato para minimizar o eliminar la deposición de materiales particulados cargados sobre las superficies interiores metálicas de las paredes de conductos de flujo de la bomba (18) de chorro, comprendiendo dicho aparato:

2. Una bomba de chorro conforme a la Reivindicación 1, en la que dichas porciones de superficie interior de las paredes incluyen porciones de la superficie interior de dichas paredes de las boquillas.

3. Una bomba de chorro conforme a la Reivindicación 1 o 2, en la que dichas porciones de superficie interior de las paredes incluyen porciones de superficie interior de dicha sección mezcladora (25).

4. Una bomba de chorro conforme a cualquier Reivindicación precedente, en la que los materiales particulados comprenden partículas cargadas en el flujo de fluido refrigerante, comprendiendo dicho revestimiento un material dieléctrico.

5. Una bomba de chorro conforme a la Reivindicación 4, en la que dicho revestimiento comprende un óxido cerámico.

6. Un procedimiento para minimizar o eliminar la deposición de materiales particulados sobre superficies metálicas interiores de las paredes que definen un conducto de flujo de fluido refrigerante en una bomba (18) de chorro para un reactor nuclear, que comprende la etapa de:

7. Un procedimiento conforme a la Reivindicación 6, en el que la etapa de deposición incluye vaporizar un precursor del material de óxido cerámico en un reactor de deposición de vapor químico.

8. Un procedimiento conforme a la Reivindicación 6, en el que se aplica dicho material mediante deposición de vapor químico.

9. Un procedimiento conforme a una cualquiera de las Reivindicaciones 6 a 8, en el que la etapa de deposición incluye calentar dicha boquilla (24) y dicha sección mezcladora (25) en una cámara de vacío.