Dispositivo para estabilizar un conjunto secador de vapor en una vasija de presión de un reactor nuclear.

Un dispositivo para estabilizar un conjunto (18) de secador en una vasija (10) de presión de reactor de un reactor nuclear,

que comprende un brazo (202) de reacción conformado y posicionado para acoplarse a, y rotar alrededor de, un soporte (30) de retención de una cabeza superior (12) de la vasija de presión del reactor, y un muelle (36) acoplado al brazo (202) de reacción, estando posicionado el muelle para aplicar una fuerza estabilizadora (38) a una ménsula (28) de soporte del secador de vapor del conjunto (18) de secador con respecto a la vasija (10) de presión de reactor.

Dispositivo para estabilizar un conjunto secador de vapor en una vasija de presión de un reactor nuclear Campo La presente divulgación se refiere a reactores nucleares y, más específicamente, a dispositivos y procedimientos para estabilizar un conjunto secador en una vasija de presión de un reactor nuclear.

Antecedentes La exposición de esta sección proporciona meramente información sobre antecedentes relacionados con la presente divulgación y pueden no constituir la técnica anterior.

Una vasija de presión de reactor (RPV) de un reactor nuclear, tal como un reactor de agua en ebullición (BWR) , típicamente tiene una forma cilíndrica y está cerrada, en ambos extremos, por una cabeza inferior y una cabeza superior desmontable. Una guía superior está típicamente separada por encima de una placa del núcleo dentro de la vasija de presión de reactor. Una envoltura del núcleo, o envoltura, rodea típicamente el núcleo del reactor y está soportada por una estructura de soporte de la envoltura. La envoltura tiene una forma generalmente cilíndrica y rodea y soporta tanto la placa del núcleo como la guía superior. Hay un espacio o anillo situado entre la vasija de presión de reactor cilíndrica y la envoltura con forma cilíndrica.

Dentro del núcleo se genera calor y el agua que circula hacia arriba a través del núcleo es convertida al menos parcialmente en vapor. Unos separadores de vapor situados sobre la parte superior de la envoltura separan el vapor y el agua. Unos secadores de vapor situados por encima del conjunto separador eliminan el agua residual del vapor. El vapor desaguado sale de la vasija de presión de reactor a través de una salida de vapor situada cerca de la cabeza superior de la vasija.

Típicamente, una vasija de presión de reactor incluye una cabeza superior asegurada a la vasija de presión de reactor con unos pernos de cierre de la vasija. Un secador de vapor convencional está posicionado dentro de la vasija de presión de reactor para eliminar el agua residual arrastrada en el vapor que sale de los separadores de vapor. Está posicionado mediante su faldón de soporte del secador, que descansa encima de cuatro a seis ménsulas de apoyo del secador sujetas a la carcasa de la vasija. Durante las condiciones de un accidente con pérdida de refrigerante (LOCA) , el desplazamiento hacia arriba del secador de vapor también esta limitado por un conjunto de retención del secador de vapor. El conjunto de retención del secador de vapor a menudo incluye una pluralidad de abrazaderas de retención de la RPV (Vasija de Presión de Reactor) conectadas al secador de vapor mediante unas correspondientes anillas de barra de izado del secador de vapor unidas a unas barras de izado del secador de vapor. Un conjunto de retención del secador de vapor típico para secadores de vapor de BWR (Reactor de Agua en Ebullición) convencionales incluye cuatro soportes de retención de la VPR sujetos al interior de la cabeza superior de la vasija de presión de reactor. Durante la construcción del reactor, las correspondientes anillas de barra de izado del secador de vapor se ajustan típicamente de manera que sus superficies superiores tengan un huelgo de entre 1, 27 cm y 2, 54 cm aproximadamente hasta la superficie inferior de los soportes de retención del secador de vapor para permitir la expansión térmica diferencial entre la vasija de presión del reactor y la barra de izado del secador de vapor.

Sin embargo, los secadores convencionales de vapor diseñados para un BWR pueden presentar movimientos vibratorios durante el funcionamiento, lo que se manifiesta por un desgaste inusual o, en algunos casos, el agrietado de las superficies superiores de contacto de las ménsulas de apoyo del secador de vapor que soportan el secador de vapor dentro de la vasija de presión de reactor. El desgaste y las grietas indican que el secador está oscilando debido a un contacto desigual con sus ménsulas de apoyo. El conjunto de retención del secador de vapor actual está generalmente ideado para funcionar únicamente durante un accidente de rotura de la tubería de vapor (es decir, un accidente con pérdida de refrigerante (LOCA) ) , en el cual el secador se eleva completamente de sus ménsulas de apoyo, que soportan el anillo de soporte del secador de vapor. Por lo tanto, el conjunto de retención del secador de vapor no es efectivo como soporte de estabilización para evitar el movimiento vibratorio del secador de vapor durante el funcionamiento normal.

Existe la preocupación adicional de que la operación en plantas de reactor que implementan operaciones de aumento de la potencia (operaciones a potencia superior a la potencia nominal de salida) puede ser más susceptible al movimiento vibratorio del secador de vapor debido a un flujo de vapor y una caída de la presión mayores a través del secador. El conjunto de secador de vapor y/o su ménsula de apoyo pueden desgastarse o sufrir otros daños durante dicho movimiento vibratorio. Cuando esto ocurre, el movimiento vibratorio del secador de vapor aumenta adicionalmente y el movimiento vibratorio y el daño aumentan si el reactor continúa funcionando debido al posicionamiento desigual del secador de vapor y/o los soportes de retención.

Típicamente, el conjunto de secador de vapor se inspecciona durante el mantenimiento de la parada de recarga de combustible en el reactor. Cuando se observan daños o un contacto irregular con las ménsulas de apoyo, se utiliza una comprobación por oscilación del secador de vapor para evaluar la acción correctiva requerida. La comprobación determina la magnitud y localización de la desigualdad en las interfaces que soportan el secador y el anillo de soporte del secador entre las respectivas ménsulas de apoyo de acoplamiento del secador de vapor que están sujetas a la carcasa superior de la VPR. La comprobación se lleva a cabo induciendo la oscilación del secador, lo que puede incluir insertar un calce en una localización de ménsula de apoyo, y aplicar un peso de basculamiento encima del secador en una localización excéntrica, luego en la localización diagonalmente opuesta. La magnitud de basculamiento se mide utilizando unos indicadores de cuadrante que registran el movimiento relativo de la parte superior de las barras de izado del secador. Este procedimiento de comprobación se repite con diversos compensadores y posiciones del peso. Dado que los valores medidos incluyen los efectos del alabeo debido a la flexibilidad del secador y a la separación no uniforme de las ménsulas de apoyo, se requieren cálculos de ajuste para determinar las magnitudes del desgaste o falta de uniformidad.

Si las comprobaciones indican desgaste o asentamiento no uniforme del conjunto de secador de vapor sobre las ménsulas de apoyo, típicamente se efectúa un ajuste mediante el amolado de la base de una o más de las superficies de contacto o apoyo del anillo de soporte del secador. Generalmente durante la comprobación y los procesos de amolado, no puede llevarse a cabo un mantenimiento o corrección adicionales del reactor dentro de la vasija de presión de reactor, y el secador de vapor no puede retirarse hasta que la comprobación se haya completado. Por lo tanto, la comprobación y modificación del conjunto de secador y las ménsulas de apoyo es un elemento de camino crítico durante el mantenimiento del reactor y por lo tanto aumenta la cantidad de tiempo en que el reactor está apagado.

Sumario Los presentes inventores han reconocido que la reducción o eliminación de las vibraciones del secador de vapor, y de los daños resultantes, pueden aumentar la vida del conjunto secador de vapor, reducir la duración del camino crítico requerida para las mediciones del apoyo del secador, y reducir los intervalos de mantenimiento del reactor. Los inventores han logrado con éxito diseñar un dispositivo y un procedimiento para estabilizar un conjunto de secador de vapor dentro de una vasija de presión de reactor de un reactor nuclear. Esto puede incluir modernizar o modificar un reactor nuclear existente. Al proporcionar una mejor estabilización del secador de vapor, los diversos beneficios pueden incluir uno o más de entre un mejor funcionamiento de un conjunto de reactor nuclear, intervalos de mantenimiento más cortos, y menores costes de mantenimiento.

De acuerdo con la reivindicación 1 se define un dispositivo de acuerdo con la presente invención, con realizaciones específicas en las reivindicaciones adjuntas.

Breve descripción de los dibujos La FIG. 1 ilustra una porción superior de una vasija de presión de reactor (VPR) de un reactor de agua en ebullición que incluye un secador de vapor... [Seguir leyendo]

1. Un dispositivo para estabilizar un conjunto (18) de secador en una vasija (10) de presión de reactor de un reactor nuclear, que comprende un brazo (202) de reacción conformado y posicionado para acoplarse a, y rotar alrededor de, un soporte (30) de retención de una cabeza superior (12) de la vasija de presión del reactor, y un muelle (36)

acoplado al brazo (202) de reacción, estando posicionado el muelle para aplicar una fuerza estabilizadora (38) a una ménsula (28) de soporte del secador de vapor del conjunto (18) de secador con respecto a la vasija (10) de presión de reactor.

2. El dispositivo de la reivindicación 1, en el cual el muelle (36) está precargado para proporcionar una precarga de estabilización continua al conjunto (18) de secador durante las operaciones normales.

3. El dispositivo de la reivindicación 2, en el cual el muelle (36) está precargado para proporcionar una fuerza (38) precargada descendente al conjunto (18) de secador y contra una ménsula (28) de soporte del secador de vapor del conjunto (18) de secador tras colocar la cabeza superior (12) sobre la vasija (10) de presión de reactor.

4. El dispositivo de la reivindicación 1, en el cual el muelle (36) está posicionado entre el conjunto (18) de secador y la cabeza superior (12) de la vasija (10) de presión de reactor y está configurado para aplicar una fuerza 15 descendente (38) al conjunto (18) de secador únicamente durante el movimiento vertical ascendente del conjunto (18) de secador.

5. El dispositivo de la reivindicación 1, en el cual el muelle (36) está posicionado entre un soporte (30) de retención de la cabeza superior (12) de la vasija (10) de presión del reactor y una barra (34) de izado del conjunto (18) de secador y proporciona una fuerza estabilizadora descendente (38) a la barra (34) de izado desde el soporte (30) de retención, comprendiendo adicionalmente un huelgo estabilizador dimensionado para permitir que el muelle (36) flexione hacia arriba penetrando dentro del huelgo estabilizador.

6. El dispositivo de la reivindicación 1, en el cual el brazo (202) de reacción incluye una primera porción adaptada para acoplarse con el soporte (30) de retención y una segunda porción adaptada para acoplarse con el muelle (36) , estando configurado el brazo de reacción para posicionar el muelle (36) y que proporcione una fuerza estabilizadora descendente (38) con respecto al soporte (30) de retención.