ABRAZADERA PARA TUBERIA.

Una abrazadera para tubería para reforzar una junta soldada entre dos tuberías,

que tiene una pluralidad de segmentos de abrazadera circunferenciales que se atornillan entre sí alrededor de la junta. Un extremo axial de la abrazadera tiene crestas extendidas circunferencialmente que se extienden hacia dentro y se asientan en surcos circunferenciales correspondientes en una tubería a un lado de la junta. El otro extremo axial de la abrazadera tiene dedos espaciados circunferencialmente que se extienden hacia dentro y ajustan en cavidades correspondientes al otro lado de la junta soldada. Cualquiera de las crestas o dedos o ambos de ellos tiene un abocinado cuya sección transversal se reduce en una dirección hacia dentro y ajusta en surcos o cavidades complementarios a cualquiera de los lados de la junta. El abocinado empuja uno hacia el otro los lados opuestos de la junta soldada a medida que los segmentos de abrazadera se aprietan entre sí.

ABRAZADERA PARA TUBERíA

OBJETO DE LA INVENCiÓN

Esta invención se refiere generalmente a abrazaderas para tuberías y, más directamente, es particularmente adecuada para reparar montajes de montante de bomba de eyección en una vasija de presión de un reactor nuclear de agua en ebullición.

ANTECEDENTES DE LA INVENCiÓN

Una vasija de presión de un reactor de agua en ebullición tiene típicamente una forma generalmente cilíndrica y está cerrada en ambos extremos por una cabeza inferior y una cabeza superior removible. Una guía superior está espaciada típicamente por encima de una placa del núcleo en la vasija de presión del reactor. Una cubierta del núcleo rodea típicamente un núcleo y está soportada por una estructura de soporte de la cubierta. Particularmente, la cubierta tiene una forma generalmente cilíndrica y rodea tanto la placa del núcleo como la guía superior. La guía superior incluye diversas aberturas a través de las cuales se insertan haces de elementos combustibles, con los haces de elementos combustibles soportados por la placa del núcleo.

El agua entra en la vasija del reactor de presión a través de una boquilla de entrada en la pared lateral de la vasija de presión del reactor. Un montaje de montante de bomba de eyección está acoplado a la boquilla de entrada y el montaje de montante de bomba de eyección incluye típicamente, en parte, un manguito térmico, un codo inferior y una tubería de montante. El manguito térmico se extiende a través de la boquilla de entrada y está soldado a un extremo del codo. En algunas plantas una extensión, conocida asimismo como vástago, está soldada entre el manguito térmico y el codo. El otro extremo del codo está soldado a la tubería de montante. La tubería de montante está situada entre la pared lateral de la vasija de presión del reactor y la cubierta y se extiende de modo sustancialmente paralelo a las mismas, en el espacio relativamente estrecho entre la vasija de presión del reactor y la cubierta.

Durante el funcionamiento, el montaje de bomba de eyección dirige un flujo de recirculación al interior de la vasija de presión del reactor. Por consiguiente, se fuerza el paso de cantidades sustanciales de agua a través del montaje de bomba de eyección y se ejercen fuerzas hidráulicas y vibraciones significativas sobre el montaje de bomba de eyección, incluyendo el codo del montaje de bomba de eyección. Además, y durante el funcionamiento, se genera una gran cantidad de calor dentro de la vasija de presión del reactor,

aplicando por consiguiente una tensión térmica sobre el montaje de bomba de eyección. Estas fuerzas hidráulicas, tensiones de vibración, y tensiones térmicas pueden provocar agrietamientos de corrosión por tensión en el codo de la tubería de montante, y en casos extremos, el codo de la tubería de montante podría separarse del manguito térmico, lo que no es deseable.

El agrietamiento de corrosión por tensión es un fenómeno conocido que tiene lugar en componentes del reactor, tales como miembros estructurales, tuberías, fijaciones y soldaduras, expuestos a agua a alta temperatura. Los componentes del reactor están sometidos a una diversidad de tensiones asociadas, por ejemplo, con diferencias de expansión térmica, la presión de funcionamiento necesaria para la contención del agua de refrigeración de reactor, y otras fuentes tales como tensiones residuales de soldadura, trabajo en frío y otros tratamientos de metal no homogéneos. Además, la química del agua, la soldadura, tratamientos térmicos y radiación pueden aumentar la susceptibilidad del metal en un componente a mostrar agrietamiento de corrosión por tensión.

Sería deseable proporcionar un aparato que proporcione soporte a un codo de montante de bomba de eyección, y más particularmente, a la conexión entre el codo de montante y el manguito térmico. Preferiblemente, tal aparato mantendría presión axial entre el codo de montante y el manguito térmico para minimizar fugas en el caso de que la soldadura entre ambos fallara. Adicionalmente, sería deseable asimismo proporcionar un aparato tal que sea fácil de instalar de modo remoto como un repuesto en el espacio de acceso limitado disponible. Una serie de diseños de abrazadera han intentado abordar estos problemas, por ejemplo, los documentos de patente US 6.053.652, 6.086.120, 6.108.391, 6.264.203 Y6.375.230. Todavía se desean mejoras adicionales para controlar la cantidad de cualquier fuga y facilitar la instalación en un área muy confinada. Además, se desea proporcionar tal soporte tanto para la soldadura entre el manguito térmico y la extensión y la soldadura entre la extensión y el

codo en aquellas plantas que emplean una extensión. Además es deseable proporcionar un soporte tal que tenga en consideración el grosor reducido del codo en comparación con el manguito térmico.

BREVE DESCRIPCiÓN DE LA INVENCiÓN

Éstos y otros objetivos se alcanzan mediante la abrazadera de esta invención que comprende en parte un primer segmento de abrazadera que tiene una superficie interna radial que se corresponde sustancialmente con la curvatura de la circunferencia de un primer segmento correspondiente de los extremos complementarios del codo y el manguito térmico. El primer segmento de abrazadera es preferiblemente semicircular, teniendo una primera cresta contigua a un primer extremo axial. Preferiblemente, la primera cresta se extiende hacia dentro en una dirección paralela a un vector de fuerza que empuja el primer segmento de abrazadera contra un segundo segmento de abrazadera, y circunferencialmente para corresponderse con un surco circunferencial correspondiente en la pared externa del codo contigua al extremo del codo que está acoplado con el manguito térmico. Un primer segmento de abrazadera tiene un primer dedo contiguo al segundo extremo axial. El primer dedo se extiende hacia dentro en una dirección paralela al vector de fuerza que empuja el primer segmento de abrazadera contra el

segundo segmento de abrazadera, para acoplarse con una cavidad correspondiente en el manguito térmico en la proximidad del extremo del manguito que se conecta con el codo. Una dimensión circunferencial de la primera cresta es sustancialmente mayor que una dimensión circunferencial correspondiente del primer dedo. La abrazadera de esta invención incluye además un segundo segmento de abrazadera que tiene una superficie interna radial que se corresponde sustancialmente con la curvatura del primer segmento de abrazadera. El segundo segmento de abrazadera tiene una segunda cresta contigua a un primer extremo axial del segundo segmento de abrazadera. La segunda cresta se extiende hacia dentro en una dirección paralela al vector de fuerza que empuja el primer segmento de abrazadera contra el segundo segmento de abrazadera, y circunferencialmente para acoplarse con un surco circunferencial correspondiente en el extremo del codo. El segundo segmento de abrazadera tiene asimismo un segundo dedo contiguo a un segundo extremo axial del segundo segmento de abrazadera, segundo dedo que se extiende hacia dentro en una dirección paralela al vector de fuerza que empuja el primer segmento de abrazadera contra el segundo segmento abrazadera, para acoplarse con una cavidad correspondiente en el manguito térmico contigua al extremo que está acoplado con el codo. Una dimensión circunferencial de la segunda. cresta es sustancialmente mayor que una 5 dimensión circunferencial correspondiente del segundo dedo. Se proporcionan medios para empujar las abrazaderas primera y segunda entre sí de modo que las crestas se asientan en los surcos correspondientes en el codo, y los dedos se asientan en las cavidades correspondientes en el manguito térmico. El primer segmento de abrazadera y el segundo segmento de abrazadera están entonces fijados entre sí de modo seguro para reforzar la conexión entre el codo y el manguito térmico.

En un modo de realización preferido, la supeliicie interna radial del primer segmento de abrazadera y del segundo segmento de abrazadera entre las crestas y los dedos está suspendida por encima de la supeliicie externa del

codo, soldadura y manguito térmico, y separada de la misma, con tan sólo las crestas en contacto con los surcos sobre el codo y los dedos en contacto con las cavidades sobre el manguito térmico.

En el modo de realización preferido, los medios para conectar el primer segmento de abrazadera con el segundo segmento de abrazadera incluyen 20 rebordes radiales extendidos hacia fuera en ambos extremos circunferenciales del primer segmento de abrazadera y del segundo segmento de abrazadera, en donde uno de los rebordes del primer segmento de abrazadera se une a uno de los rebordes del segundo segmento de...

1. Una abrazadera para tubería para acoplar una junta entre unos extremos de tubería opuestos primero y segundo que tiene dimensiones radial y axial caracterizada porque comprende:

un primer segmento de abrazadera que tiene una superficie interna radial que corresponde sustancialmente con la curvatura de la circunferencia de un primer segmento de las tuberías primera y segunda a las cuales el primer segmento de abrazadera se va a unir, teniendo el primer segmento de abrazadera una primera cresta contigua a un primer

extremo axial del primer segmento de abrazadera, extendiéndose la primera cresta hacia adentro y circunferencialmente para acoplarse con un surco circunferencial correspondiente en la primera tubería contiguo al extremo opuesto, teniendo el primer segmento de abrazadera un primer dedo contiguo a un segundo extremo axial del primer segmento abrazadera, extendiéndose el primer dedo hacia dentro para acoplarse con una cavidad correspondiente en la segunda tubería contigua al extremo opuesto, siendo una dimensión circunferencial de la primera cresta sustancialmente mayor que una dimensión circunferencial del primer dedo;

un segundo segmento de abrazadera que tiene una superficie interna radial que corresponde sustancialmente con la curvatura de la circunferencia de un segundo segmento de las tuberías primera y segunda a las cuales se va a unir el segundo segmento de abrazadera, teniendo el segundo segmento de abrazadera una segunda cresta contigua a un primer extremo axial del segundo segmento de abrazadera, extendiéndose la segunda cresta hacia dentro y circunferencialmente para acoplarse con un surco circunferencial correspondiente en la primera tubería contiguo al extremo opuesto, teniendo el segundo segmento de abrazadera un segundo dedo contiguo a un segundo extremo axial del segundo segmento de abrazadera, extendiéndose el segundo dedo hacia dentro para acoplarse con una cavidad correspondiente en la segunda tubería contigua al extremo opuesto, siendo una dimensión circunferencial de la segunda cresta sustancialmente mayor que una dimensión circunferencial del segundo dedo; y medios para conectar firmemente el primer segmento de abrazadera con el segundo segmento de abrazadera alrededor de las tuberías primera y segunda, abarcando la junta.

2. Abrazadera para tubería según la reivindicación 1, caracterizada porque al menos una porción axial central de la superficie radial interna del primer segmento de abrazadera y del segundo segmento de abrazadera es cóncava.

3. Abrazadera para tubería según la reivindicación 2, caracterizada porque comprende un rehundido formado por la porción axial central de la superficie radial interna de profundidad tal que permite mantener la superficie interna separada de una soldadura que conecta la junta entre los extremos de tubería opuestos primero y segundo.

4. Abrazadera para tubería según la reivindicación 1, caracterizada porque los medios para conectar firmemente el primer segmento de abrazadera y el segundo segmento de abrazadera son rebordes que se extienden radialmente hacia fuera en ambos extremos circunferenciales del primer segmento de abrazadera y del segundo segmento de abrazadera, en donde uno de los rebordes sobre el primer segmento de abrazadera se une a uno de los rebordes sobre el segundo segmento de abrazadera y el otro de los rebordes sobre el primer segmento de abrazadera se une al otro de los rebordes sobre el segundo segmento de abrazadera.

5. Abrazadera para tubería según la reivindicación 4, caracterizada porque los rebordes correspondientes sobre el primer segmento de abrazadera y el segundo segmento de abrazadera se unen mediante pernos.

6. Abrazadera para tubería según la reivindicación 1, caracterizada porque bien las crestas o los dedos o am bos están abocinados con una sección transversal que se estrecha en la dirección radial hacia dentro.

7. Abrazadera para tubería según la reivindicación 6, caracterizada porque

comprende surcos y cavidades los cuales tienen un abocinado correspondiente al de las crestas y los dedos para ajustarse a ellos.

8. Abrazadera para tubería según la reivindicación 6, caracterizada porque

comprende medios de conexión para empujar los extremos de tubería primero y segundo el uno contra el otro.

9. Abrazadera para tubería según la reivindicación 1, caracterizada porque una dimensión extendida de las crestas que se extienden desde la superficie 10 interna del primer segmento de abrazadera y del segundo segmento de abrazadera es mayor que una profundidad de los surcos, y una dimensión extendida de los dedos que se extienden desde la superficie interna del primer segmento de abrazadera y el segundo segmento de abrazadera es mayor que una profundidad de las cavidades, de modo que la superficie interna está

separada de una pared externa de la primera tubería y la segunda tubería cuando la abrazadera está en la posición asegurada.

10. Abrazadera para tubería según la reivindicación 1, caracterizada porque al menos algunos de bien las crestas y los dedos o ambos se asientan de modo no destructivo, removiblemente en un rehundido en la superficie interna radial del primer segmento de abrazadera y del segundo segmento de abrazadera.

11. Abrazadera para tubería según la reivindicación 10, caracterizada porque bien las crestas o los dedos se asientan en el rehundido en la superficie interna radial mediante una conexión mecánica.

12. Abrazadera para tubería según la reivindicación 11, caracterizada porque la conexión mecánica es un ajuste de interferencia. 30

13. Abrazadera para tubería según la reivindicación 11, caracterizada porque la conexión mecánica es una conexión atornillada.

14. Abrazadera para tubería según la reivindicación 1, caracterizada porque

el primer segmento de abrazadera y el segundo segmento de abrazadera respectivo abarcan cada uno sustancialmente 1800 de la circunferencia de las tuberías primera y segunda.

15. Abrazadera para tubería según la reivindicación 1, caracterizada porque el primer segmento de abrazadera tiene una pluralidad de dedos espaciados circunferencialmente contiguos al segundo extremo axial.

16. Abrazadera para tubería según la reivindicación 15, caracterizada porque el primer segmento de abrazadera tiene dos veces más dedos que crestas.

17. Abrazadera para tubería según la reivindicación 1 caracterizada porque la primera cresta, el primer dedo, la segunda cresta y el segundo dedo se extienden cada uno hacia dentro en una dirección sustancialmente paralela a un vector de fuerza que empuja segmentos de abrazadera opuestos entre sí.

18. Un montaje de abrazadera para tubería, según las reivindicaciones 1 a 17, caracterizado porque comprende una primera tubería y una segunda 20 tubería que tienen dimensiones radial y axial, para acoplar una junta entre extremos opuestos de las tuberías primera y segunda, que comprende: un primer segmento de abrazadera que tiene una superficie interna radial que corresponde sustancialmente con la curvatura de la circunferencia de un primer segmento de las tuberías primera y segunda a las cuales el primer segmento de abrazadera se va a unir, teniendo el primer segmento de abrazadera una primera cresta contigua a un primer extremo axial del primer segmento de abrazadera, extendiéndose la primera cresta hacia adentro y circunferencialmente para acoplarse con un surco circunferencial correspondiente en la primera tubería contiguo al extremo opuesto, teniendo el primer segmento de abrazadera un primer dedo contiguo a un segundo extremo axial del primer segmento abrazadera, extendiéndose el primer dedo hacia dentro para acoplarse con una cavidad correspondiente en la segunda tubería contigua al extremo opuesto, siendo una dimensión circunferencial de la primera cresta sustancialmente mayor que una dimensión circunferencial del primer dedo; un segundo segmento de abrazadera que tiene una superficie interna radial que corresponde sustancialmente con la curvatura de la circunferencia de un segundo segmento de las tuberías primera y segunda a las cuales se va a unir el segundo segmento de abrazadera, teniendo el segundo segmento de abrazadera una segunda cresta contigua a un primer extremo axial del segundo segmento de abrazadera, extendiéndose la segunda cresta hacia dentro y

circunferencialmente para acoplarse con un surco circunferencial correspondiente en la primera tubería contiguo al extremo opuesto, teniendo el segundo segmento de abrazadera un segundo dedo contiguo a un segundo extremo axial del segundo segmento de abrazadera, extendiéndose el dedo hacia dentro para acoplarse con una cavidad

correspondiente en la segunda tubería contigua al extremo opuesto, siendo una dimensión circunferencial de la segunda cresta sustancialmente mayor que una dimensión circunferencial del segundo dedo; y medios para conectar firmemente el primer segmento de abrazadera con el segundo segmento de abrazadera alrededor de las tuberías primera y segunda, abarcando la junta.

19. Montaje de abrazadera para tubería según la reivindicación 18,

caracterizado porque la primera tubería tiene una pared de tubería más 25 delgada que la segunda tubería.

20. Montaje de abrazadera para tubería según la reivindicación 19, caracterizado porque la primera tubería es un codo.

21. Montaje de abrazadera para tubería según la reivindicación 18, caracterizado porque incluye una tercera tubería interpuesta axialmente entre la primera tubería y la segunda tubería, y la abrazadera abarca una junta entre la primera tubería y la tercera tubería y una junta entre la tercera tubería y la segunda tubería.

22. Montaje de abrazadera para tubería según la reivindicación 18, caracterizado porque los extremos opuestos de la primera tubería y la segunda tubería se empujan entre sí a medida que los medios para conectar el primer

segmento de abrazadera con el segundo segmento de abrazadera se aprietan.

23. Montaje de abrazadera para tubería según la reivindicación 18, caracterizado porque la primera cresta, el primer dedo, la segunda cresta y el segundo dedo se extienden cada uno de ellos hacia dentro en una dirección sustancialmente paralela a la dimensión axial de las tuberías primera y segunda y se extienden hacia los extremos opuestos de las tuberías primera y segunda.

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FIG. 3

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