Máquina de carga de elementos combustibles (2) con un dispositivo elevador (8) que comprende un mástil guía (12) y una pinza de elementos combustibles (16) que se puede sacar de modo telescópico fuera del mástil guía (12),

presentando la pinza de elementos combustibles (16) en su extremo inferior un dispositivo prensor (18), estando anclado el mástil guía (12) en un carro de grúa (6) que se puede desplazar en un plano horizontal, estando dispuesta en la pinza de elementos combustibles (16) una cámara de vídeo (32) unida por el lado de datos con el puesto de mandos (34), cuya dirección de visión está orientada hacia abajo, estando dispuesto entre el objetivo de la cámara de vídeo (32) y el extremo inferior de la pinza de elementos combustibles (16) un endoscopio (38), estando rodeada la cámara de vídeo (32) y el endoscopio (38) así como unos medios luminosos, por un tubo de protección y conducción (36), caracterizada porque la pinza de elementos combustibles (16) está realizada como doble pinza con una pinza de barras de control (20) conducida por su interior, y porque la cámara de vídeo (32), el endoscopio (38) y los medios luminosos están integrados en un tubo interior (39) cerrado de modo estanco al agua y que se puede intercambiar deslizándolo desde arriba dentro del tubo de protección y conducción (36).

La invención se refiere a una máquina de carga de elementos combustibles con un dispositivo elevador que comprende un mástil guía y una pinza de elementos combustibles que se puede extender de forma telescópica desde el mástil guía, presentando la pinza de elementos combustibles en su extremo inferior un dispositivo prensor, estando el mástil guía anclado en un carro de grúa que se puede desplazar en un plano horizontal.

Las máquinas de carga de elementos combustibles, o de forma más abreviada las máquinas de carga, están situadas preferentemente en la contención de seguridad o en el edificio de elementos combustibles de una planta nuclear, por ejemplo una planta de un reactor de agua a presión o un reactor de agua en ebullición. Mediante la máquina de carga se transportan generalmente los elementos combustibles entre el reactor de la planta y una piscina de almacenamiento de elementos combustibles. Al efectuar un cambio de elementos combustibles se transportan los elementos combustibles agotados desde el reactor a la piscina de almacenamiento, y al mismo tiempo se carga el reactor con nuevos elementos combustibles. Mediante la máquina de carga también se pueden cambiar de ubicación o manipular los elementos combustibles dentro del reactor. El desarrollo de tales procesos de manipulación se realiza por lo general de acuerdo con un plan de secuencia de operaciones previamente establecido, se protocoliza y se controla varias veces.

La máquina de carga está realizada por lo general en forma de un dispositivo elevador a modo de grúa que va fijado en un carro de grúa que se puede desplazar a lo largo de un puente grúa. El puente grúa a su vez se puede desplazar generalmente en una dirección horizontal perpendicular a su dirección longitudinal a lo largo de unos carriles, de modo que el carro de la grúa con el dispositivo elevador se puede posicionar a voluntad dentro de un campo de acción predeterminado por las dimensiones del puente grúa y la extensión del camino de raíles, en un plano horizontal geodésico. El dispositivo elevador comprende un mástil guía anclado por su extremo superior en el carro de la grúa y una pinza de elementos combustibles que se puede extender telescópicamente hacia abajo desde el mástil guía. Para la realización del proceso de sujeción propiamente dicho la pinza de elementos combustibles presenta en su extremo inferior un dispositivo prensor con una serie de garras de sujeción. Especialmente en el caso de reactores de agua a presión, la pinza de elementos combustibles también puede estar realizada como lo que se denomina una doble pinza, mediante la cual se puede manipular y mover de modo simultáneo o alternativo la manipulación del conjunto del elemento combustible, una barra de control dispuesta en el elemento combustible, o un cuerpo de estrangulamiento introducido en el tubo guía de la barra de control. Además, entre la pinza de elementos combustibles y el mástil guía puede estar previsto como elemento telescópico adicional lo que se denomina una campana centradora.

Para el alojamiento y soporte de los elementos combustibles está previsto generalmente un bastidor de almacenamiento situado en la piscina de almacenamiento. Dentro de un bastidor de almacenamiento de esta clase están situados los elementos combustibles, que presentan una forma alargada, en una ubicación de trabajo o de almacenamiento que les está asignada de modo actual. Los elementos combustibles están orientados para ello en dirección geodésica vertical, es decir que se encuentran puestos de pie. También en la piscina del reactor de un reactor de agua a presión los elementos combustibles están densamente compactados y en posición erguida unos junto a otros, si bien por lo general sin una guía superior o similar. Mirando verticalmente desde arriba, los elementos combustibles forman por lo tanto un dibujo a modo de damero o a modo de rejilla, pudiendo caracterizarse el emplazamiento de cada uno de los elementos combustibles mediante dos coordenadas en un sistema de coordenadas bidimensional de orientación horizontal. Un sistema de coordenadas especialmente conveniente presenta un eje de coordenadas orientado en la dirección de la extensión del puente grúa y una dirección perpendicular a aquella, es decir en la dirección del camino de raíles para el carro de la grúa.

Si para efectuar un cambio de elementos combustibles se ha de recoger por ejemplo mediante la máquina de carga un elemento combustible posicionado en la piscina del reactor para transportarlo a la piscina de almacenamiento, se desplaza para ello el carro de la grúa primeramente con el dispositivo elevador que lleva sujeto a una posición de referencia correspondiente a la ubicación del elemento combustible. Los datos de ubicación del elemento combustible que se precisan para esto están registrados generalmente en un puesto de mando de la máquina de carga. La ubicación actual del carro de la grúa y/o del puente grúa se determina mediante una medición de recorrido y se compara con la respectiva especificación de valor absoluto, de modo que este primer paso del proceso de recogida y transporte puede efectuarse de modo automatizado mediante el correspondiente control de las unidades de accionamiento del carro de la grúa y del puente grúa grúa. A continuación se extiende la pinza de elementos combustibles hacia abajo con el fin de sujetar con el dispositivo prensor situado en su extremo inferior el elemento combustible. Ahora bien, en este proceso se puede producir demoras en el tiempo especialmente debido a elementos combustibles que estén colocados torcidos en la piscina del reactor o en la piscina de almacenamiento.

Si bien en la pinza de elementos combustibles están dispuestas generalmente unas garras de sujeción y en la campana centradora generalmente unos mandriles centradores que mueven un elemento combustible que esté ligeramente inclinado a la posición necesaria para encajar en las garras de sujeción de la pinza de elementos combustibles, sin embargo en el caso de que existan unas variaciones de posición que rebasen las tolerancias admisibles conformes al diseño, se requiere por lo general un reposicionamiento manual del dispositivo elevador, es decir una nueva alineación del carro de la grúa y/o del Puente grúa de la grúa. Dado que los procesos de centraje y sujeción normalmente tienen lugar por motivos técnicos de radiación a varios metros por debajo de la superficie del agua de la piscina del reactor o de la piscina de almacenamiento, y la zona de visibilidad está muy limitada debido al mástil guía y a la campana centradora, resulta difícil o incluso totalmente imposible la supervisión visual desde la máquina de carga o desde el borde de la piscina. Con lo cual solamente queda la posibilidad de efectuar un reposicionamiento relativamente complejo según el principio de "prueba y error". Dado que por una forma de proceder de esta clase no se pueden excluir totalmente errores de manipulación, tal como por ejemplo la sujeción y cambio de ubicación de un elemento combustible "erróneo" cuya identificación no coincide con la identificación establecida en el plan de secuencia de operaciones, se requiere además un control posterior de la nueva carga.

Durante la carga y descarga del cambio de elementos combustibles de acuerdo con los turnos, durante la cual se realizan típicamente unos cien procesos de desplazamiento y cambio de ubicación, se producen en la actualidad y debido a los problemas de manipulación descritos, unos tiempos de demora de hasta diez horas. Durante el cambio de elementos combustibles está apagado el reactor. Con el fin de mantener lo más reducida posible la falta de producción de energía generada durante el cambio de elementos combustibles se tiende a realizar el cambio de elementos combustibles en un periodo de tiempo lo más corto posible.

Por la memoria descriptiva LU 45 804 A1 se conoce una máquina de carga de elementos combustibles conforme al preámbulo de la reivindicación 1. Comprende una videocámara situada en la pinza de elementos combustibles para efectuar la observación de los procesos de sujeción y manipulación. Para proteger la videocámara de la radiación emitida por los elementos combustibles está situado un endoscopio entre el objetivo de la cámara y el extremo inferior de la pinza de elementos combustibles. Además están previstos unos elementos luminosos para iluminar la zona de imagen captada por la cámara. La videocámara, el endoscopio y los elementos luminosos están rodeados de una carcasa a modo de un tubo de protección y conducción.

La presente invención se basa en el objetivo de perfeccionar de tal modo una... [Seguir leyendo]

1. Máquina de carga de elementos combustibles (2) con un dispositivo elevador (8) que comprende un mástil guía

(12) y una pinza de elementos combustibles (16) que se puede sacar de modo telescópico fuera del mástil guía (12), presentando la pinza de elementos combustibles (16) en su extremo inferior un dispositivo prensor (18), estando anclado el mástil guía (12) en un carro de grúa (6) que se puede desplazar en un plano horizontal, estando dispuesta en la pinza de elementos combustibles (16) una cámara de vídeo (32) unida por el lado de datos con el puesto de mandos (34), cuya dirección de visión está orientada hacia abajo, estando dispuesto entre el objetivo de la cámara de vídeo (32) y el extremo inferior de la pinza de elementos combustibles (16) un endoscopio (38), estando rodeada la cámara de vídeo (32) y el endoscopio (38) así como unos medios luminosos, por un tubo de protección y conducción (36),

caracterizada porque

la pinza de elementos combustibles (16) está realizada como doble pinza con una pinza de barras de control (20) conducida por su interior, y porque la cámara de vídeo (32), el endoscopio (38) y los medios luminosos están integrados en un tubo interior (39) cerrado de modo estanco al agua y que se puede intercambiar deslizándolo desde arriba dentro del tubo de protección y conducción (36).

2. Máquina de carga (2) según la reivindicación 1,

caracterizada porque

el campo de visión de la cámara de vídeo (32) cubre al menos parcialmente una zona de sujeción que comprende el dispositivo prensor (18).

3. Máquina de carga (2) según la reivindicación 1 ó 2,

caracterizada porque

la cámara de vídeo (32) presenta una unidad convertidora separada físicamente del sistema óptico de captación, estando situado el sistema óptico de captación en la parte inferior de la pinza de elementos combustibles (16), y la unidad convertidora por encima de aquella a cierta separación.

4. Máquina de carga (2) según la reivindicación 1, 2 o 3,

caracterizada porque

el endoscopio (38) está realizado como endoscopio rígido con un sistema óptico de lentes.

5. Máquina de carga (2) según una de las reivindicaciones 1 a 4,

caracterizada porque

en el dispositivo elevador (8), en particular en la pinza de elementos combustibles (16), van fijados unos medios luminosos para iluminar una zona de sujeción que incluye el dispositivo prensor (18).

6. Máquina de carga (2) según una de las reivindicaciones 1 a 5,

caracterizada porque

el tubo de protección y conducción (36) está situado en el exterior de la pinza de elementos combustibles (16).

7. Máquina de carga (2) según una de las reivindicaciones 1 a 6,

caracterizada porque

entre el mástil guía (12) y la pinza de elementos combustibles (16) está prevista una campana centradora (14) que forma un elemento telescópico.

8. Máquina de carga (2) según una de las reivindicaciones 1 a 7,

caracterizada porque

el puesto de mando (34) comprende un monitor de visualización (44) para la presentación de las señales de vídeo transmitidas desde la cámara de vídeo (32).

9. Máquina de carga (2) según una de las reivindicaciones 1 a 8,

caracterizada porque

el puesto de mando (34) comprende una instalación electrónica de tratamiento de datos (52).

10. Máquina de carga (2) según la reivindicación 9,

caracterizada porque

la instalación para tratamiento de datos (52) está equipada con un módulo de tratamiento de imágenes (46).

11. Máquina de carga (2) según la reivindicación 10,

caracterizada porque

el módulo de tratamiento de imágenes (46) está comunicado por el lado de salida de datos con un módulo de control

(50) que controla la ubicación del carro de la grúa (6) y/o del Puente grúa (4).

12. Máquina de carga (2) según la reivindicación 10 u 11,

caracterizada porque

el módulo de tratamiento de imágenes (46) incluye un módulo de identificación gráfica (54) para el reconocimiento y la identificación de las características de identificación aplicadas a un elemento combustible (10).

13. Máquina de carga (2) según una de las reivindicaciones 10 a 12,

caracterizada porque

el módulo de tratamiento de imágenes (46) está unido por el lado de datos con un módulo de gestión (56) para elementos combustibles.