Un conjunto combustible (10) de un reactor nuclear que comprende:

un haz de elementos combustibles que incluye un conjunto de varillas (11, 12) de combustible y de varillas (23, 230, 56, 57) de agua montado en una placa superior de sujeción (13, 52) y alojado en paredes de un canal (20), y una protección (26, 36, 50) contra desechos montada al menos parcialmente en el canal y por encima o por debajo de la placa superior de sujeción, extendiéndose la protección a las paredes del canal o sobre las mismas, en el que la protección es porosa, caracterizado porque la protección (26, 36, 50) contra desechos está situada adyacente a la placa superior de sujeción (13, 52) e incluye aberturas para recibir tapones extremos superiores de cierre de las varillas (11, 12) de combustible y varillas (24) de unión en el haz de elementos combustibles

Antecedentes de la invención

La presente invención versa acerca de un conjunto combustible nuclear que incluye un haz de elementos combustibles y una placa de sujeción para soportar el conjunto combustible y, en particular, versa acerca de una protección contra desechos unido a la placa superior de sujeción (UTP) del conjunto de haces de elementos combustibles.

En un conjunto combustible, fluye líquido refrigerante/moderador al interior del conjunto a través del fondo y sale como una mezcla de agua/vapor por la parte superior. El núcleo incluye una pluralidad de haces de elementos combustibles dispuestos lado a lado en vertical, cada uno de los cuales contiene una pluralidad de varillas de combustible. Los haces de elementos combustibles incluyen un alojamiento formado por un canal metálico hueco. Los haces de elementos combustibles también incluyen una o más placas de sujeción que soportan las varillas de combustible en el haz. Por lo general, un haz incluye una placa superior de sujeción cerca de la parte superior del conjunto combustible y una placa inferior de sujeción en la parte inferior del conjunto combustible.

Pueden caer desechos a través de una placa superior de sujeción convencional y llegar a alojarse dentro del conjunto combustible, en el que los desechos pueden provocar la corrosión de las varillas de combustible por arrastre de metal en condiciones normales de funcionamiento. La corrosión por arrastre de metal es potencialmente dañina para las varillas de combustible, lo que da como resultado lo que típicamente se denomina un “haz de combustible con fuga”.

Los esfuerzos convencionales para abordar la caída de desechos al interior de un conjunto combustible se centran típicamente en la evitación de desechos dentro del propio refrigerante y en los conductos de flujo de refrigerante. Los esfuerzos convencionales implican típicamente controles administrativos relativos al tratamiento de los conductos de flujo de refrigerante y a la manipulación de los conjuntos combustibles, de modo que los desechos no entren en los conductos ni en los conjuntos combustibles. Estos controles están diseñados para aliviar las fuentes de desechos, de modo que no caigan desechos al interior de los conjuntos combustibles. No obstante, existe el riesgo de que caigan desechos en un conjunto combustible, especialmente mientras se detiene el flujo de refrigerante y el núcleo del reactor está abierto. Hace tiempo que se percibe la necesidad de procedimientos y dispositivos para garantizar que no caigan desechos en los conjuntos combustibles, especialmente mientras está detenido el flujo de refrigerante, durante operaciones de recarga de combustible y con un patrón de flujo inverso del refrigerante.

Breve descripción de la invención

La presente invención proporciona un conjunto combustible de un reactor nuclear que comprende: un haz de elementos combustibles que incluye un conjunto de varillas de combustible y de varillas de agua montado en una placa superior de sujeción y alojado en paredes de un canal, y una protección contra desechos montado al menos parcialmente en el canal y por encima o por debajo de la placa superior de sujeción, extendiéndose la protección a las paredes del canal o sobre las mismas, en el que la protección es porosa, caracterizado porque la protección contra desechos está situada adyacente a la placa superior de sujeción e incluye aberturas para recibir tapones extremos superiores de cierre de las varillas de combustible y varillas de unión en el haz de elementos combustibles.

La presente invención proporciona, además, un procedimiento para evitar que caigan desechos en un haz de elementos combustibles de un reactor nuclear que incluye un conjunto de varillas de combustible y de varillas de agua montado en una placa superior de sujeción y alojado en paredes de un canal, comprendiendo el procedimiento las etapas de: insertar una protección contra desechos para cubrir una zona superior abierta del canal en el que la inserción de la protección sitúa la protección por encima o por debajo de la placa superior de sujeción, incluyendo dicha protección aberturas para recibir tapones extremos superiores de cierre de las varillas de combustible y varillas de unión en el haz de elementos combustibles; mantener la protección adyacente a la placa superior de sujeción mientras el haz de elementos combustibles está en un núcleo de un reactor nuclear en funcionamiento; hacer fluir refrigerante a través del haz y la protección contra desechos durante el funcionamiento del núcleo; y capturar o desviar los desechos para que no caigan en el haz de elementos combustibles con la protección contra desechos.

La protección contra desechos puede ser un material poroso flexible y la inserción de la protección contra desechos puede incluir la puesta en contacto de un perímetro de la protección contra las paredes del canal.

La inserción de la protección contra desechos puede incluir la disposición de un reborde de la protección para que sobresalga por encima de las paredes del canal, y puede también incluir el corte de una hendidura en la protección y encajar la hendidura en torno a un asa que se extiende hacia arriba desde las paredes del canal.

La inserción de la protección contra desechos puede incluir, además, disponer una parte inferior de la protección en las paredes del canal y que el reborde de la protección sobresalga por encima de las paredes.

El procedimiento de la invención puede incluir, además, el plagado de la protección, la retirada de la protección plegada y la descarga de los desechos capturados en la protección de la protección retirada.

Breve descripción de los dibujos

La FIGURA 1 es una vista lateral en corte transversal de un conjunto combustible convencional, estando cortadas una porción del canal y las varillas de combustible, las placas de sujeción y las varillas de agua.

La FIGURA 2 es una vista en perspectiva de la parte superior y los laterales de una porción superior de un conjunto combustible con una primera realización de una placa perforada para evitar que los desechos caigan en el conjunto combustible.

La FIGURA 3 es una vista en perspectiva de la parte superior y los laterales de una porción superior de un conjunto combustible con una protección en forma cónica contra desechos para evitar que los desechos caigan en el conjunto combustible.

La FIGURA 4 es una vista desde arriba de la parte superior de un conjunto combustible que muestra una placa perforada de protección contra desechos unida a la cara inferior de la placa superior de sujeción.

Descripción detallada de la invención

La FIGURA 1 es una vista lateral en corte transversal de un conjunto combustible 10 conformado generalmente como una columna vertical con una sección transversal cuadrada. Típicamente, el conjunto incluye, por ejemplo, un conjunto de varillas largas 11 de combustible y varillas cortas 12 de combustible dispuestas en paralelo. Las varillas de combustible están soportadas por una placa superior 13 de sujeción, a placa inferior 14 de sujeción y uno o más separadores 15 dispuestos en emplazamientos a lo largo de la longitud de las de combustible. Se extienden muelles 16 de dilatación desde el tapón extremo superior de cierre de las varillas largas 11 de combustible hasta la cara inferior de la placa superior 13 de sujeción. Tuercas hexagonales 17 fijan las varillas 24 de unión, que se extienden a través de la placa superior de sujeción, mientras que el extremo opuesto de cada una de las varillas de unión está fijado a la placa inferior de sujeción del conjunto combustible. Las placas de sujeción, especialmente la placa inferior de sujeción, incluyen láminas muelle 18 en las paredes laterales externas de la placa inferior de sujeción que se acoplan con un canal 20 que proporciona un alojamiento hueco para el haz de varillas 11, 12 de combustible, varillas 23, 230 de agua, placas 13, 14 de sujeción, varillas 24 de unión y separadores 15.

Típicamente, el canal 20 es un tubo hueco alargado, de sección transversal rectangular y que tiene una longitud que cubre la longitud de las varillas de combustible en el conjunto combustible. Generalmente, un asa 22 elevadora con forma de U está unida o forma parte de la placa superior 13 de sujeción. El asa 22 puede usarse para elevar y hacer descender el conjunto 10 de haces de elementos combustibles en un núcleo 21 de reactor o para mover el conjunto de otra manera.

Pueden entrar desechos por la parte superior... [Seguir leyendo]

1. Un conjunto combustible (10) de un reactor nuclear que comprende:

un haz de elementos combustibles que incluye un conjunto de varillas (11, 12) de combustible y de varillas (23, 230, 56, 57) de agua montado en una placa superior de sujeción (13, 52) y alojado en paredes de un canal (20), y

una protección (26, 36, 50) contra desechos montada al menos parcialmente en el canal y por encima o por debajo de la placa superior de sujeción, extendiéndose la protección a las paredes del canal o sobre las mismas, en el que la protección es porosa,

caracterizado porque la protección (26, 36, 50) contra desechos está situada adyacente a la placa superior de sujeción (13, 52) e incluye aberturas para recibir tapones extremos superiores de cierre de las varillas (11, 12) de combustible y varillas (24) de unión en el haz de elementos combustibles.

2. Un conjunto combustible de un reactor nuclear según la reivindicación 1 en el que la protección contra desechos comprende una placa plana (50) asentada en el canal.

3. Un conjunto combustible de un reactor nuclear según la reivindicación 2 en el que la placa plana (50) está montada en la placa superior de sujeción.

4. Un conjunto combustible de un reactor nuclear según las reivindicaciones 2 o 3 en el que la placa plana (50) hace contacto con las paredes del canal sustancialmente a lo largo de toda la anchura de cada pared.

5. Un conjunto combustible de un reactor nuclear según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 4 en el que la placa plana (50) incluye al menos una abertura que encaja ajustada sobre un componente del conjunto que se extiende hacia arriba a través de la placa superior de sujeción.

6. Un haz de elementos combustibles de un reactor nuclear según la reivindicación 1 en el que la protección (36) contra desechos incluye un reborde superior (38) que se extiende horizontalmente por encima y sobre las paredes del canal, lados inclinados (40) y un fondo (42) dentro del canal y fijado a la placa superior de sujeción

o al canal.

7. Un procedimiento para evitar que caigan desechos en un haz (10) de elementos combustibles de un reactor nuclear que incluye un conjunto de varillas (11, 12) de combustible y de varillas (23, 230, 56, 57) de agua montado en una placa superior de sujeción (13, 52) y alojado en paredes de un canal (20), comprendiendo el procedimiento las etapas de:

insertar una protección (26, 36, 50) contra desechos para cubrir una zona superior abierta del canal (20) en el que la inserción de la protección (26, 36, 50) sitúa la protección por encima o por debajo de la placa superior de sujeción (13, 52), incluyendo dicha protección (26, 36, 50) aberturas para recibir tapones extremos superiores de cierre de las varillas (11, 12) de combustible y varillas (24) de unión en el haz de elementos combustibles;

mantener la protección (26, 36, 50) adyacente a la placa superior de sujeción (13, 52) mientras el haz (10) de elementos combustibles está en un núcleo de un reactor nuclear en funcionamiento;

hacer fluir refrigerante a través del haz (10) y la protección (26, 36, 50) contra desechos durante el funcionamiento del núcleo; y

capturar o desviar los desechos para que no caigan en el haz (10) de elementos combustibles con la protección (26, 36, 50) contra desechos.

8. El procedimiento según la reivindicación 7 en el que los desechos son capturados o desviados mientras se detiene el flujo de refrigerante o se invierte el flujo de refrigerante.