TERMINAL INFERIOR CON DISPOSITIVO ANTIRRESIDUOS CON DEFLECTOR PARA ENSAMBLAJE DE COMBUSTIBLE NUCLEAR Y ENSAMBLAJE CORRESPONDIENTE.

Terminal inferior con dispositivo antirresiduos con deflector para ensamblaje de combustible nuclear y ensamblaje correspondiente. La presente invención se refiere a un terminal inferior para ensamblaje de combustible de reactor nuclear de agua ligera, comprendiendo el ensamblaje unas barras de combustible y un esqueleto de soporte de las barras de combustible, extendiéndose las barras de combustible a lo largo de una dirección longitudinal y estando dispuestas en los nudos de una red sustancialmente regular, comprendiendo el esqueleto de soporte un terminal inferior y un terminal superior y unos elementos de unión de los terminales, estando las barras de combustible dispuestas longitudinalmente entre los terminales, siendo el terminal inferior del tipo que comprende: - unos salientes de orientación del flujo del agua del reactor a lo largo de los extremos longitudinales inferiores de las barras de combustible, estando los salientes dispuestos en unos nudos de la red sustancialmente regular para ser colocados en la prolongación longitudinal de por lo menos algunas de las barras de combustible y/o de por lo menos algunos de los elementos de unión del esqueleto de soporte, y - un dispositivo antirresiduos que delimita unos canales de flujo del agua. La invención se aplica en particular, pero no exclusivamente, a la realización de terminales inferiores de ensamblajes de combustible nuclear para reactores nucleares de agua ligera (LWR en inglés). Clásicamente, un terminal inferior de ensamblaje de combustible nuclear cumple tres funciones. La primera es una función de comportamiento mecánico, puesto que el terminal forma parte del esqueleto del ensamblaje de combustible nuclear y el ensamblaje descansa sobre la placa inferior del núcleo por medio del mismo. La segunda función es una función de distribución del agua de refrigeración que circula en el núcleo del reactor verticalmente de abajo hacia arriba con una velocidad ascendente muy importante. Más precisamente, el agua penetra en el núcleo a través de la placa inferior del núcleo, y después atraviesa el terminal inferior, antes de entrar en contacto con las superficies exteriores de las barras de combustible. La tercera es una función de retención de los residuos. En efecto, al circular en el circuito primario del reactor nuclear, el agua de refrigeración se carga con los residuos eventualmente presentes. Es deseable impedir que estos residuos pasen a encallarse entre las barras de combustible y los elementos que las sostienen, en particular a nivel de la rejilla inferior del esqueleto. En efecto, estos residuos, sometidos entonces a las solicitaciones hidráulicas axiales y transversales importantes en esta zona, podrían desgastar las vainas de las barras de combustible y provocar unas pérdidas de estanqueidad así como un aumento del porcentaje de actividad del circuito primario del reactor. Esta función está asegurada por unos dispositivos antirresiduos que pueden estar integrados o aplicados sobre el terminal inferior, y estar más o menos elaborados. El documento US nº 5.030.412 describe un dispositivo antirresiduos elaborado que delimita unos pasos que forman, en sección vertical, sucesivamente dos deflectores, lo cual permite retener el mayor número de residuos. Sin embargo, los terminales inferiores provistos de dichos dispositivos antirresiduos más elaborados conducen a una pérdida de carga más importante. Esta pérdida de carga se traduce por una menor eficacia del enfriado de las barras de combustible nuclear y por la necesidad de compensar esta pérdida de carga suplementaria por el aumento de la transparencia hidráulica de otros componentes del ensamblaje de combustible nuclear y/o por un esfuerzo de sostenimiento axial más elevado ejercido por la placa superior del núcleo sobre el ensamblaje de combustible nuclear. Por otra parte, la cohabitación en el seno de un mismo núcleo de reactor de ensamblajes de combustible nuclear provistos de terminales inferiores con baja pérdida de carga y de ensamblajes provistos de terminales inferiores con pérdida de carga más importante es también problemática. La misma conduce en efecto a unas redistribuciones del agua de refrigeración en la parte inferior de las barras de los ensamblajes, que provoca unos flujos laterales que pueden alcanzar unas velocidades importantes. Estos flujos laterales podrían conducir al dañado de las barras por rozamiento de sus vainas sobre las rejillas del esqueleto. Dicho fenómeno se denomina generalmente "fretting". Más generalmente, dichos fenómenos de fretting podrían aparecer entre la rejilla inferior del esqueleto de soporte y las vainas de las barras de combustible nuclear, incluso cuando el núcleo está cargado de ensamblajes con terminales inferiores que inducen la misma pérdida de carga, debido a las vibraciones de los extremos inferiores de las barras de combustible nuclear. 2 ES 2 367 854 T3 Estos fenómenos de fretting podrían inducir unos daños en las vainas susceptibles de provocar la liberación de productos o de gases de fisión en el agua del circuito primario. Para resolver este problema de fretting, el documento FR 2 864 324 ha descrito un terminal inferior del tipo citado. Preferentemente, los extremos inferiores de las barras de combustible nuclear son retenidos axialmente y lateralmente en unos bloques que coronan los salientes de orientación del flujo de agua. Esta retención, así como el guiado mejorado del agua de refrigeración por los salientes alrededor de las barras de combustible nuclear, permite limitar las vibraciones de los extremos inferiores de las barras y por tanto reducir los riesgos de dañado por fretting. El terminal inferior de este documento puede estar provisto además de un dispositivo antirresiduos aplicado encima de la red de salientes de orientación del flujo del agua de refrigeración. Como variante, este dispositivo puede estar realizado de una sola pieza con la red de salientes. Un terminal inferior de este tipo es satisfactorio pero resulta deseable incrementar aún más su capacidad de retención de los residuos. Un objetivo de la invención es resolver este problema proporcionando un terminal inferior del tipo citado, que presenta una capacidad de retención de los residuos mejorada, induciendo al mismo tiempo una pérdida de carga reducida. Con este fin, la invención tiene por objeto un terminal inferior del tipo citado, caracterizado porque por lo menos algunos de los canales de flujo del agua están dispuestos en unos nudos de la red sustancialmente regular, porque unos salientes de orientación están dispuestos por lo menos en parte en dichos canales para delimitar con estos últimos unos pasos de agua, y porque por lo menos un paso de agua comprende una primera sección y una segunda sección que están desplazadas radialmente entre sí con respecto al nudo correspondiente de la red para formar un deflector. Según unos modos particulares de realización, el terminal puede comprender una o varias de las características siguientes, considerada(s) aisladamente o según todas las combinaciones técnicamente posible(s): - ninguna línea de flujo de agua puede atravesar longitudinalmente de forma rectilínea el paso, - el paso de agua comprende una tercera sección desplazada radialmente de la segunda sección con respecto al nudo correspondiente de la red, sucediéndose la primera sección, la segunda sección y la tercera sección para formar dos deflectores sucesivos de sentidos inversos, - por lo menos uno de los pasos de agua rodea el saliente correspondiente, - por lo menos un paso de agua tiene una parte corriente abajo que diverge en el sentido de flujo del agua, - por lo menos un paso de agua tiene una parte corriente arriba que converge en el sentido de flujo del agua, - el dispositivo antirresiduos está realizado de una sola pieza con los salientes, - el terminal comprende por lo menos una rejilla suplementaria de retención de los residuos aplicada corriente arriba y/o corriente abajo de los pasos, - el terminal comprende por lo menos un manguito de retención de los residuos que se extiende longitudinalmente entre el extremo corriente abajo de un canal de flujo de agua y un bloque que corona el saliente correspondiente, - el manguito comprende una zona desprovista de abertura de flujo de agua y que delimita con el saliente una cavidad de entrampado de los residuos, - el terminal comprende unos medios de retención lateral de los extremos longitudinales inferiores de sustancialmente todas las barras de combustible, y - los medios de retención presentan unos orificios de recepción de los extremos longitudinales inferiores de las barras de combustible practicados en unos bloques que coronan los salientes. La invención tiene además por objeto un ensamblaje de combustible nuclear para reactor nuclear, comprendiendo el ensamblaje unas barras de combustible y un esqueleto... [Seguir leyendo]

1. Terminal inferior (7) para ensamblaje de combustible (1) de reactor nuclear de agua ligera, comprendiendo el ensamblaje (1) unas barras de combustible (3) y un esqueleto (5) de soporte de las barras de combustible (3), extendiéndose las barras de combustible (3) a lo largo de una dirección longitudinal (A) y estando dispuestas en los nudos de una red sustancialmente regular, comprendiendo el esqueleto de soporte (5) un terminal inferior (7) y un terminal superior (9) y unos elementos (11) de unión de los terminales (7, 9), estando las barras de combustible (3) dispuestas longitudinalmente entre los terminales (7, 9), comprendiendo el terminal inferior (7): ES 2 367 854 T3 - unos salientes (39) de orientación del flujo del agua del reactor para ser colocados a lo largo de los extremos longitudinales inferiores (19) de las barras de combustible (3), estando los salientes (39) dispuestos en unos nudos de la red sustancialmente regular para ser colocados en la prolongación longitudinal de por lo menos algunas de las barras de combustible (3) y/o de por lo menos algunos de los elementos de unión (11) del esqueleto de soporte (5), y - un dispositivo antirresiduos (43) que delimita unos canales (47) de flujo del agua, caracterizado porque por lo menos algunos de los canales (47) de flujo del agua están dispuestos en unos nudos de la red sustancialmente regular, porque unos salientes de orientación (39) están dispuestos por lo menos en parte en dichos canales (47) para delimitar con estos últimos unos pasos de agua (51), y porque por lo menos un paso de agua (51) comprende una primera sección (S1) y una segunda sección (S2) que están desplazadas radialmente entre sí con respecto al nudo correspondiente de la red para formar un deflector (56). 2. Terminal según la reivindicación 1, en el que ninguna línea de flujo de agua puede atravesar longitudinalmente de forma rectilínea el paso (51). 3. Terminal según la reivindicación 1 ó 2, en el que el paso de agua (51) comprende una tercera sección (S3) desplazada radialmente de la segunda sección (S2) con respecto al nudo correspondiente de la red, sucediéndose la primera sección (S1), la segunda sección (S2) y la tercera sección (S3) para formar dos deflectores sucesivos (56, 64) de sentidos inversos. 4. Terminal según una de las reivindicaciones anteriores, en el que por lo menos uno de los pasos de agua (51) rodea el saliente (39) correspondiente. 5. Terminal según una de las reivindicaciones anteriores, en el que por lo menos un paso de agua (51) tiene una parte corriente abajo que diverge en el sentido de flujo del agua. 6. Terminal según una de las reivindicaciones anteriores, en el que por lo menos un paso de agua (51) tiene una parte corriente arriba que converge en el sentido de flujo del agua. 7. Terminal según una de las reivindicaciones anteriores, en el que el dispositivo antirresiduos (43) está realizado de una sola pieza con los salientes (39). 8. Terminal según una de las reivindicaciones anteriores, que comprende por lo menos una rejilla suplementaria de retención de los residuos (31, 65) aplicada corriente arriba y/o corriente abajo de los pasos (51). 9. Terminal según una de las reivindicaciones anteriores, que comprende por lo menos un manguito de retención de los residuos (67) que se extiende longitudinalmente entre el extremo corriente abajo de un canal (47) de flujo de agua y un bloque (33) que corona el saliente (39) correspondiente. 10. Terminal según la reivindicación 9, en el que el manguito (67) comprende una zona (75) desprovista de abertura de flujo de agua y que delimita con el saliente (39) una cavidad de entrampado de los residuos. 11. Terminal según una de las reivindicaciones anteriores, que comprende unos medios (57) de retención lateral de los extremos longitudinales inferiores de sustancialmente todas las barras de combustible (33). 12. Terminal según la reivindicación 11, en el que los medios de retención comprenden unos orificios (57) de recepción de los extremos longitudinales inferiores de las barras de combustible practicados en unos bloques (33) que coronan los salientes (39). 13. Ensamblaje de combustible (1) para reactor nuclear, comprendiendo el ensamblaje (1) unas barras de combustible (3) y un esqueleto (5) de soporte de las barras de combustible (3), extendiéndose las barras de combustible (3) a lo largo de una dirección longitudinal (A) y estando dispuestas en los nudos de una red sustancialmente regular, comprendiendo el esqueleto de soporte (5) un terminal inferior (7) y un terminal superior (9) 9 ES 2 367 854 T3 y unos elementos (11) de unión de los terminales (7, 9), estando las barras de combustible (3) dispuestas longitudinalmente entre los terminales (7, 9), en el que el terminal (7) inferior es un terminal según una de las reivindicaciones anteriores, estando los salientes (39) dispuestos longitudinalmente bajo unas barras de combustible (3) o unos elementos (11) de unión de los terminales (7, 9). ES 2 367 854 T3 11 ES 2 367 854 T3 12 ES 2 367 854 T3 13 ES 2 367 854 T3 14 ES 2 367 854 T3 ES 2 367 854 T3 16