Dispositivo de conexión para conectar un tubo guía a una boquilla de extremo inferior en un ensamble de combustible nuclear.

Dispositivo de conexión para conectar un tubo guía (12) a una boquilla inferior (8) en un ensamble de combustible nuclear (2),

del tipo que comprende un tornillo (20), un cuerpo (22) que tiene un agujero (26) para atornillar el tornillo (20) a una tuerca (18) a través del agujero (26) con el tornillo (20) que limita con una superficie de contacto (32) del cuerpo (22), un dispositivo de aseguramiento (24) para evitar el aflojamiento 5 del tornillo (20), caracterizado porque el dispositivo de aseguramiento (24) se adapta para retener el tornillo (20) en el cuerpo (22) después de desatornillar el tornillo (20), el dispositivo de aseguramiento (24) que comprende un miembro de aseguramiento elástico (46, 60) adaptado para empujar axialmente el tornillo (20) a lo largo del eje del tornillo (S) hacia la superficie de contacto (32).

Dispositivo de conexión para conectar un tubo guía a una boquilla de extremo inferior en un ensamble de combustible nuclear La presente invención se relaciona con un dispositivo de conexión para conectar un tubo guía a una boquilla inferior en un ensamble de combustible nuclear, del tipo que comprende un tornillo, un cuerpo que tiene un agujero para atornillar el tornillo a una tuerca a través del agujero con el tornillo que limita con una superficie de contacto del cuerpo, un dispositivo de aseguramiento para evitar el aflojamiento del tornillo.

Un ensamble de combustible nuclear para el reactor de agua presurizado (PWR) que comprende un grupo de barras de combustible y una estructura, la estructura comprende una boquilla inferior, una boquilla superior, una pluralidad de tubos guía que conectan las boquillas y que soportan las rejillas distribuidas a lo largo de los tubos guía entre las boquillas, los grupos de barras de combustible están soportados por las rejillas entre las boquillas.

Los tubos guía se conectan de manera general a la boquilla inferior mediante dispositivos de conexión del tipo mencionado anteriormente, el agujero se proporciona en la boquilla y el tornillo se engancha a través del agujero en la tuerca proporcionado en el extremo inferior de un tubo guía.

En una realización convencional, la cabeza del tornillo tiene una pared vertical anular que se extiende contigua al agujero una vez se aprieta el tornillo en su posición ajustada. Las porciones diamétricas opuestas de la pared anular en la cabeza del tornillo luego se abulta dentro de las cavidades proporcionadas en el agujero, proporcionando así un dispositivo de aseguramiento que evita el auto desatornillamiento del tornillo.

La patente US 4 668 469 describe un dispositivo de conexión del tipo mencionado anteriormente que comprende un manguito de aseguramiento anular que rodea la cabeza del tornillo, el manguito tiene un par de proyecciones comunicadas en las ranuras correspondientes del cuerpo para asegurar el manguito en rotación con relación al cuerpo, el manguito está en comunicación friccional con la cabeza de impulsión del tornillo para asegurar el tornillo en rotación con relación al cuerpo.

Durante las operaciones de mantenimiento, es deseable retirar la boquilla inferior, por ejemplo para reemplazar una de las barras de combustible. Así es necesario desatornillar los tornillos de los dispositivos de conexión para retirar la boquilla inferior.

Sin embargo, los dispositivos de conexión de la técnica anterior tienen dispositivos de aseguramiento que se ha encontrado son inconvenientes durante la operación de mantenimiento. Para retirar la boquilla inferior, se necesita retirar completamente todos los dispositivos de conexión de los tubos guía de la boquilla inferior. Los dispositivos de 30 seguridad se desechan frecuentemente después de un solo uso, debido a las grietas y fisuras de las partes que se protuberantes de la cabeza de tornillo formada allí mediante la operación de desatornillado y necesitan ser reemplazadas. Esto lleva a la producción de material fragmentado irradiado que se tiene que almacenar en un grupo de reactores nucleares antes de evacuación y almacenamiento final. Las partes reutilizables de los dispositivos de conexión, si existen, se almacenan temporalmente hasta reutilización. Existe un riesgo de falla de los dispositivos de conexión durante el desensamble y reensamble de la boquilla inferior que puede provocar incidentes durante la caída, las operaciones de manipulación adicionales y posteriormente un riesgo de dosis de radiación incrementada para los operadores.

El objetivo de la invención es proporcionar un dispositivo de conexión que facilite las operaciones de mantenimiento.

Para este fin, la invención propone un dispositivo de conexión del tipo mencionado anteriormente, en donde el dispositivo de aseguramiento se adapta para retener el tornillo en el cuerpo después de desatornillar el tornillo, el dispositivo de aseguramiento comprende un miembro de aseguramiento elástico adaptado para empujar axialmente el tornillo a lo largo del eje del tornillo hacia la superficie de contacto.

En otras realizaciones, el dispositivo de conexión comprende una o más de las siguientes características, tomadas en aislamiento o en cualquier combinación técnicamente factible:

45. el dispositivo de aseguramiento comprende un miembro de aseguramiento elástico adaptado para ser activado luego de apretar el tornillo y para empujar axialmente el tornillo a lo largo del eje del tornillo hacia la superficie de contacto;

- el miembro de aseguramiento elástico es un anillo radialmente elástico montado en una ranura de montaje anular proporcionada en el cuerpo o el tornillo;

- el dispositivo de aseguramiento comprende una ranura de aseguramiento proporcionada en el otro lado del cuerpo y el tornillo para recibir el anillo cuando el tornillo se aprieta en la tuerca;

- el dispositivo de aseguramiento comprende una ranura de retención proporcionada en el otro lado del cuerpo y el tornillo para recibir el anillo cuando el tornillo se desatornilla;

- la ranura de retención se adapta para permitir empujar el tornillo fuera del cuerpo al ejercer una fuerza axial suficiente por el anillo para pasar la ranura de retención;

- el dispositivo de conexión comprende un miembro de aseguramiento elástico dispuesto permanentemente para empujar axialmente el tornillo a lo largo del eje del tornillo hacia la superficie de contacto;

- el dispositivo de conexión comprende un miembro de aseguramiento elástico en la forma de un resorte axialmente comprimible precargado para empujar axialmente el tornillo hacia la superficie de contacto; y

- el resorte helicoidal es y tiene un extremo superior que hace contacto con un asiento superior del tornillo y un extremo inferior que hace contacto con un asiento inferior del cuerpo, el extremo superior tiene un diámetro menor que el extremo inferior.

La invención también se relaciona con un ensamble nuclear que comprende un grupo de barras de combustible y una estructura para soportar las barras de combustible, la estructura comprende una boquilla superior, una boquilla inferior y tubos guía que se extienden entre la boquilla superior y la boquilla inferior, y por lo menos un dispositivo de conexión como se definió anteriormente que conecta el extremo inferior de un tubo guía a la boquilla inferior.

La invención y sus ventajas se entenderán mejor en la lectura de la siguiente descripción dada solo por vía de ejemplo y con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

- La Figura 1 es una vista lateral en elevación de un ensamble de combustible nuclear que comprende un dispositivo de conexión de acuerdo con la invención;

- Las Figuras 2 y 3 son vistas en sección transversal de uno de los dispositivos de conexión en dos configuraciones diferentes;

- La Figura 4 es una vista en perspectiva de un miembro elástico de un dispositivo de aseguramiento del dispositivo de conexión de las Figuras 2 y 3; y

- Las Figuras 5 y 6 son vistas que corresponden a aquellas de la Figura 2 e ilustra otras realizaciones del dispositivo de conexión.

El ensamble de combustible nuclear 2 ilustrado en la Figura 1 se adapta para un reactor PWR. Este comprende un grupo de barras de combustible nuclear 4 y una estructura 6 para soportar las barras de combustible 4.

El ensamble 2 se extiende a lo largo del eje longitudinal L. El eje L se extiende verticalmente cuando el ensamble 2 se dispone dentro de un reactor nuclear. En lo sucesivo, los términos "superior" e "inferior" se refieren a la posición del ensamble 2 en un reactor nuclear.

Cada barra de combustible 4 comprende una cubierta tubular, glóbulos de montones de combustible nuclear en la cubierta, y tapas que cierran los extremos superior e inferior de la cubierta.

La estructura 6 comprende una boquilla inferior 8, una boquilla superior 10, una pluralidad de tubos guía 12 y rejillas de soporte 14 distribuidas a lo largo de los tubos guía 12.

La boquilla inferior 8 y la boquilla superior 10 se separan entre sí a lo largo del eje L. Los tubos guía 12 se extienden longitudinalmente entre la boquilla inferior 8 y la boquilla superior 10 y conectan las boquillas 8, 10. Los tubos guía 12 mantienen una separación longitudinal predeterminada entre las boquillas 8, 10.

Las rejillas 14 se distribuyen a lo largo de los tubos guía 12 y se conectan a ellos. Los grupos de barras de combustible 4 se extienden... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo de conexión para conectar un tubo guía (12) a una boquilla inferior (8) en un ensamble de combustible nuclear (2) , del tipo que comprende un tornillo (20) , un cuerpo (22) que tiene un agujero (26) para atornillar el tornillo (20) a una tuerca (18) a través del agujero (26) con el tornillo (20) que limita con una superficie de contacto (32) del cuerpo (22) , un dispositivo de aseguramiento (24) para evitar el aflojamiento del tornillo (20) , caracterizado porque el dispositivo de aseguramiento (24) se adapta para retener el tornillo (20) en el cuerpo (22) después de desatornillar el tornillo (20) , el dispositivo de aseguramiento (24) que comprende un miembro de aseguramiento elástico (46, 60) adaptado para empujar axialmente el tornillo (20) a lo largo del eje del tornillo (S) hacia la superficie de contacto (32) .

2. Dispositivo de conexión de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el dispositivo de aseguramiento (24) comprende un miembro de aseguramiento elástico (46, 60) adaptado para ser activado luego de apretar el tornillo

(20) y para empujar axialmente el tornillo (20) a lo largo del eje del tornillo (S) hacia la superficie de contacto (32) .

3. Dispositivo de conexión de acuerdo con la reivindicación 2, en donde el miembro de aseguramiento elástico es un anillo radialmente elástico (46) montado en una ranura de montaje anular (44) proporcionada en el cuerpo (22)

o el tornillo (20) .

4. Dispositivo de conexión de acuerdo con la reivindicación 3, en donde el dispositivo de aseguramiento (24) comprende una ranura de aseguramiento (48) proporcionada en el otro lado del cuerpo (22) y el tornillo (20) para recibir el anillo (46) cuando el tornillo (20) se aprieta en la tuerca (18) .

5. Dispositivo de conexión de acuerdo con la reivindicación 4, en donde el dispositivo de aseguramiento (24) comprende una ranura de retención (50) proporcionada en el otro lado del cuerpo (22) y el tornillo (20) para recibir el anillo (46) cuando se desatornilla el tornillo.

6. Dispositivo de conexión de acuerdo con la reivindicación 5, en donde la ranura de retención (50) se adapta para permitir empujar el tornillo (20) fuera del cuerpo (22) al ejercer una fuerza axial suficiente por el anillo (46) para pasar la ranura de retención (50) .

7. Dispositivo de conexión de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, que comprende un miembro de aseguramiento elástico (60) dispuesto permanentemente para empujar axialmente el tornillo (20) a lo largo del eje del tornillo (S) hacia la superficie de contacto (32) .

8. Dispositivo de conexión de acuerdo con la reivindicación 7, que comprende un miembro de aseguramiento elástico (60) en la forma de un resorte axialmente comprimible (60) precargado para empujar axialmente el tornillo

(20) hacia la superficie de contacto (32) .

9. Dispositivo de conexión de acuerdo con la reivindicación 8, en donde el resorte (60) es helicoidal y tiene un extremo superior (68) que limita con un asiento superior (64) del tornillo (20) y un extremo inferior (66) que limita con un asiento inferior (62) del cuerpo (22) , el extremo superior (68) tiene diámetro menor que el extremo inferior (66) .

10. Dispositivo de conexión de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, que comprende una tuerca (18) , el tornillo (20) se adapta para atornillar en la tuerca (18) a través del agujero (26) .

11. Ensamble de combustible nuclear (2) que comprende un grupo de barras de combustible (4) y una estructura (6) para soportar los grupos de barras de combustible (4) , la estructura (6) comprende una boquilla superior (10) , una boquilla inferior (8) y tubos guía (12) que se extienden entre la boquilla superior (10) y la boquilla inferior (8) , y por lo menos un dispositivo de conexión de acuerdo con cualquier reivindicación precedente y conectar el extremo inferior de un tubo guía (12) a la boquilla inferior (8) .

12. Ensamble de combustible nuclear (2) de acuerdo con la reivindicación 11, en donde el cuerpo (22) se separa y es distinto de la boquilla inferior (8) .

13. Ensamble de combustible nuclear (2) de acuerdo con la reivindicación 11, en donde la boquilla inferior (8) se utiliza como el cuerpo (22) , el agujero (26) se proporciona directamente a través de la boquilla inferior (8) .