ENSAMBLADO DE COMBUSTIBLE NUCLEAR QUE COMPRENDE UN DISPOSITIVO INTERIOR DE REFUERZO.

Ensamblado (1) de combustible nuclear, del tipo que comprende un grupo de varillas de combustible nuclear (3) y un esqueleto de soporte (5) que tiene:

- dos conteras (7, 9),

- unos tubos guía (11) que unen las conteras, y

- unas rejillas (13) de soporte de las varillas fijadas a los tubos guía, extendiéndose las varillas de combustible nuclear (3) a lo largo de una dirección longitudinal (A) y estando dispuestas en una red sensiblemente regular, comprendiendo el ensamblado al menos un dispositivo (21) de refuerzo del esqueleto de soporte (5) dispuesto entre dos rejillas de soporte (13) sucesivas y fijado a unos tubos guía (11), estando dispuesto el dispositivo de refuerzo (21) en el interior del grupo de varillas (3) y que tiene una extensión transversal inferior a la (E) de la red de varillas (3)

Ensamblado de combustible nuclear que comprende un dispositivo interior de refuerzo.

La presente invención se refiere a los ensamblados de combustible nuclear.

Se aplica, por ejemplo, a los ensamblados para reactores nucleares de agua a presión.

Generalmente, los ensamblados de combustible nuclear comprenden unas varillas de combustible nuclear y un esqueleto de soporte que tiene dos conteras, unos tubos guía que unen las conteras, y unas rejillas de soporte de las varillas.

Las rejillas de soporte comprenden cada una dos juegos de placas entrecruzadas y una cintura exterior, que delimitan así unas células atravesadas unas por los tubos guía y otras por las varillas de combustible. Las placas están provistas de medios de soporte de las varillas en los nodos de una red sensiblemente regular y están fijadas a al menos determinados de los tubos guía.

Al menos una de las rejillas de soporte garantiza además el soporte de las varillas. Para ello, está habitualmente provista de muelles, recortados en las placas o añadidos a las placas, y destinados a presionar las varillas sobre unos abultamientos estampados en las placas y que constituyen otras caras de las células.

Las otras rejillas solamente tiene como función la de soporte de las varillas en los nodos de la red. Para ello comprenden, sobre cada cara de cada célula atravesada por una varilla, unos abultamientos de apoyo de la varilla.

También se conocen a partir de FR-2 665 291 unas rejillas adicionales de mezclado destinadas a ser intercaladas entre las rejillas de soporte y que están provistas de unas aletas para mejorar el mezclado del fluido refrigerante que circula a través de los ensamblados.

EP-261 544 también describe una rejilla de mezclado. Esta rejilla está desprovista de cintura periférica pero tiene una extensión transversal superior a la de la red de varillas de combustible nuclear, en especial para poder encajar-las.

SE-2001/03 730 describe un esqueleto de ensamblado de combustible nuclear provisto de una pieza de refuerzo.

Tras su fabricación, los ensamblados se extienden de manera rectilínea y verticalmente a lo largo de una dirección llamada axial. Una vez colocados en el reactor, estos ensamblados se deforman debido a la irradiación y pueden adoptar formas de C, S o W.

Estas deformaciones plantean muchos problemas. En funcionamiento, hacen más difícil la inserción de las grapas de control y de parada en los tubos guía.

Durante el mantenimiento, estas deformaciones aumentan los riesgos de enganche entre los ensamblados, por ejemplo durante operaciones de carga y de descarga del núcleo del reactor.

Un objetivo de la invención es resolver este problema limitando la deformación de los ensamblados de combustible nuclear sometidos a irradiación.

A tal efecto, la invención tiene por objeto un ensamblado de combustible nuclear según la reivindicación 1.

Según modos particulares de realización, el ensamblado puede comprender una o varias de las características de las reivindicaciones 2 a 14.

La invención será mejor comprendida con la lectura de la descripción siguiente, ofrecida únicamente a título de ejemplo, y hecha haciendo referencia a los dibujos adjuntos, en los cuales:

- la figura 1 es una vista esquemática en alzado de un ensamblado de combustible nuclear según un primer modo de realización de la invención,

- la figura 2 es una vista esquemática parcial y en perspectiva que ilustra un dispositivo intermedio de refuerzo del ensamblado de la figura 1,

- la figura 3 es una vista esquemática en planta que compara la estructura y la extensión del dispositivo intermedio de refuerzo de la figura 2 con respecto a la red de varillas de combustible nuclear y con una rejilla de soporte del ensamblado de la figura 1,

- la figura 4 es una vista esquemática parcial y en sección que ilustra la unión con los tubos guía de una variante del dispositivo intermedio de refuerzo de la figura 2,

- la figura 5 es un gráfico que compara la rigidez de un ensamblado clásico con el ensamblado de la figura 1, antes de la irradiación,

- la figura 6 es una vista análoga a la figura 5, después de la irradiación,

- la figura 7 es una vista análoga a la figura 3 que ilustra una variante del dispositivo intermedio de refuerzo de la figura 2,

- la figura 8 es una vista esquemática en alzado de un ensamblado de combustible nuclear según un segundo modo de realización de la invención, habiéndose omitido dos filas de varillas para hacer visibles los dispositivos intermedios de refuerzo,

- la figura 9 es una vista análoga a la de la figura 3 que ilustra un dispositivo intermedio de refuerzo del ensamblado de la figura 8,

- la figura 10 es una vista análoga a la figura 8 que ilustra una variante del segundo modo de realización de la invención,

- la figura 11 es un gráfico que compara la rigidez de un ensamblado clásico y de los ensamblados de las figuras 8 y 10, después de la irradiación,

- la figura 12 es una vista análoga a la figura 3 que ilustra un tercer modo de realización de la invención, y

- la figura 13 es una vista análoga a la figura 12 que ilustra una variante del tercer modo de realización de la invención.

La figura 1 ilustra esquemáticamente un ensamblado 1 de combustible nuclear para reactor de agua a presión. El ensamblado 1 se extiende verticalmente y de manera rectilínea a lo largo de una dirección longitudinal A.

El ensamblado 1 comprende principalmente unas varillas 3 de combustible nuclear y una estructura o esqueleto 5 de soporte de las varillas 3.

De manera clásica, las varillas 3 se extienden verticalmente y están dispuestas según una red sensiblemente regular de base cuadrada, tal como se ve en la figura 3 en la cual las varillas 3 están representadas a trazos.

En el ejemplo representado, el ensamblado 1 comprende un grupo de 264 varillas 3 y la red forma, vista en planta, un cuadrado de 17 varillas de lado. Por lo tanto, el grupo de varillas 3 tiene cuatro caras laterales 6 de 17 varillas cada una.

El esqueleto de soporte 5 comprende clásicamente:

Las conteras 7 y 9 están fijadas a los extremos longitudinales de los tubos guía 11.

Tal como se puede ver en la figura 3 en la cual una rejilla de soporte 13 está representada a trazos, cada rejilla de soporte 13 comprende por ejemplo dos juegos de placas 15 entrecruzadas y una cintura periférica 17 que envuelve a la capa periférica 19 de las varillas 3.

La rejilla 13 delimita unas células 20 cuya mayor parte recibe cada una a una varilla 3. Se prevén unos abultamientos no representados en las placas 15 para suministrar apoyos a las varillas 3 y mantenerlas en los nodos de la red. Las otras células 20 reciben cada una un tubo guía 11.

También de manera clásica, las rejillas de soporte 13 están fijadas a los tubos guía 11 y distribuidas a lo largo de la altura de las varillas 3.

La retención axial de las varillas 3 puede garantizarse con una única rejilla de soporte 13, por ejemplo la rejilla 13 superior, provista con este objetivo de muelles de empuje de las varillas 3 contra unos abultamientos, recortados en sus placas 15 o añadidos a estas.

Según la invención, el ensamblado 1 comprende, entre las rejillas de soporte 13, unos dispositivos intermedios 21 de refuerzo del esqueleto 5.

Por las razones expuestas en lo que sigue, estos dispositivos de refuerzo 21 no son visibles desde el exterior del ensamblado 1 y por lo tanto se han representado a trazos en la figura 1.

En el ejemplo representado, un dispositivo intermedio de refuerzo 21 está previsto entre cada par de rejillas de soporte 13.

Al ser la estructura de los dispositivos intermedios de refuerzo 21 análoga, un único dispositivo 21 será descrito haciendo referencia a las figuras 2 y 3. Se notará que únicamente unos tramos de los tubos guía 11 han sido representados en la figura 2. En la figura...

1. Ensamblado (1) de combustible nuclear, del tipo que comprende un grupo de varillas de combustible nuclear (3) y un esqueleto de soporte (5) que tiene:

2. Ensamblado según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que el dispositivo de refuerzo (21) no se extiende en la capa (19) de varillas (3) periféricas.

3. Ensamblado según la reivindicación 2, caracterizado por el hecho de que el dispositivo de refuerzo (21) no se extiende entre la capa (19) de varillas periféricas y la capa adyacente (29) de varillas.

4. Ensamblado según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que el dispositivo de refuerzo (21) se extiende longitudinalmente sensiblemente hasta la rejilla de soporte (13) inmediatamente superior.

5. Ensamblado según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que el dispositivo de refuerzo (21) delimita, por encima de la rejilla de soporte (13) inmediatamente inferior, al menos un paso (45; 49) de circulación transversal de un fluido refrigerante destinado a fluir a través del ensamblado (1).

6. Ensamblado según la reivindicación 5, caracterizado por el hecho de que el dispositivo de refuerzo (21) se extiende longitudinalmente sensiblemente hasta la rejilla de soporte (13) inmediatamente inferior, y por el hecho de que el paso está formado por una abertura (45) dispuesta en el extremo inferior (43) del dispositivo de refuerzo (21).

7. Ensamblado según la reivindicación 5, caracterizado por el hecho de que el extremo inferior (43) del dispositivo de refuerzo (21) está dispuesto a distancia de la rejilla de soporte (13) inmediatamente inferior para delimitar el paso (49) de circulación transversal del fluido refrigerante.

8. Ensamblado según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que el dispositivo de refuerzo (21) está fijado a al menos dos tubos guía (11).

9. Ensamblado según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que el dispositivo de refuerzo (21) es una placa sensiblemente plana.

10. Ensamblado según la reivindicación 9, caracterizado por el hecho de que el dispositivo de refuerzo (21) es sensiblemente paralelo a una cara (6) del grupo de varillas de combustible nuclear (3).

11. Ensamblado según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado por el hecho de que el dispositivo de refuerzo (21) es un codo que forma al menos una L.

12. Ensamblado según la reivindicación 11, caracterizado por el hecho de que el codo está dispuesto en una esquina del grupo de varillas de combustible nuclear (3).

13. Ensamblado según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que el dispositivo de refuerzo (21) está desprovisto de medios de mezclado de un fluido refrigerante destinado a fluir a través del ensamblado.

14. Ensamblado según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que el dispositivo de refuerzo (21) está desprovisto de medios de soporte de las varillas de combustible nuclear (3).