Dispositivo de cierre hermético para un dispositivo para la medición del nivel en un recipiente de alta presión de una instalación nuclear.

Dispositivo (4) para la medición del nivel en un recipiente de líquido conductor de presión,

que comprende unelemento termoeléctrico (8) realizado a modo de un cable aislado con material mineral,

• estando dispuesto el elemento termoeléctrico (8), al menos parcialmente, en un tubo de presión (10)conducido hacia el exterior desde el recipiente de líquido,

• estando presente un manguito para tubo (26) unido mediante soldadura indirecta en una subsección con elelemento termoeléctrico (8), que rodea al elemento termoeléctrico (8),

• estando presente un dispositivo de cierre hermético (2) que actúa de barrera para presión,

• presentando el dispositivo de cierre hermético (2) un elemento de conexión (31) que rodea al manguito paratubo (26) y que se apoya sobre el manguito para tubo (26), con una pieza de conexión (32) en el lado de altapresión que rodea al tubo de presión (10) y una pieza de conexión (30) diametral con respecto a esto,

• estando unida la pieza de conexión (32) del lado de alta presión con el tubo de presión (19) a través de unaenroscadura (36) que actúa en una pieza roscada (22) del elemento de conexión (31),

• estando conectada la pieza de conexión (30) diametral con respecto a la pieza de conexión (32) del lado dealta presión del elemento de conexión (31) al manguito para tubo (26) a través de una enroscadura (34) queactúa en una pieza roscada (20) del elemento de conexión (31) y

• estando separado el tubo de presión (10) del manguito para tubo (26) a través de una hendidura anular (42).

Dispositivo de cierre hermético para un dispositivo para la medición del nivel en un recipiente de alta presión de una instalación nuclear

La invención se refiere a un dispositivo para la medición del nivel en un recipiente de líquido, particularmente en un recipiente de alta presión de una instalación nuclear, con al menos un elemento termoeléctrico y un dispositivo correspondiente de cierre hermético.

Tales dispositivos de cierre hermético, que se pueden usar en dispositivos para la medición del nivel en un recipiente de líquido, básicamente son conocidos, por ejemplo, por el documento WO 2006/037668 A1. Además, son conocidos por el documento DE 2 144 087 A1, véase allí en particular la FIGURA 2 y la correspondiente descripción. Finalmente, por el documento DE 4 002 163 A1 es conocido un dispositivo de cierre hermético para una columna de aparato que atraviesa una tapa de un reactor de agua a presión.

Los dispositivos de medición o sensores de nivel, en los que se deduce, mediante la tensión termoeléctrica generada por un elemento termoeléctrico calentado, la altura del nivel en un recipiente de líquido se usan particularmente en centrales nucleares, ya que, frente a dispositivos de medición que se basan en otros principios de medición, son comparativamente insensibles a la radiación radiactiva y, por tanto, pueden trabajar de forma fiable incluso en el caso de un fallo con valores de radiación eventualmente aumentados. Tales dispositivos de medición se aplican particularmente en el recipiente de alta presión de reactor de un reactor de agua a presión para supervisar allí la altura del nivel del líquido de refrigeración que fluye a través del circuito primario de la instalación nuclear por encima de los elementos combustibles.

El principio de medición aprovecha las diferentes características de transferencia de calor que aparecen, por un lado, durante la transferencia del calor de un elemento calefactor a un refrigerante líquido que rodea al elemento calefactor y, por otro lado, a un medio gaseoso o en forma de vapor. Siempre que el elemento calefactor esté rodeado por medio de refrigeración líquido se evacua rápidamente el calor generado por el mismo, de tal manera que incluso en su entorno inmediato, la temperatura se encuentra solo ligeramente por encima de la temperatura ambiental que se ajustaría en el caso no calentado. Si, por ejemplo, durante el funcionamiento regular del reactor o incluso en el caso de un fallo del reactor se presenta la situación de que, debido al funcionamiento o a causa de una pérdida de presión en el circuito primario, disminuye el nivel de líquido en el recipiente de alta presión del reactor por debajo de la altura del elemento calefactor, el mismo, por tanto, está rodeado por refrigerante en forma de vapor, entonces empeoran las propiedades de transferencia de calor. Esto tiene como consecuencia que aumenta la temperatura en el entorno del elemento calefactor, lo que se puede comprobar mediante un termómetro o un sensor de medición de la temperatura colocado de forma adyacente al elemento calefactor. Debido a su modo de funcionamiento fiable y robusto se usan como sensores de medición de la temperatura, por norma general, elementos termoeléctricos que suministran una tensión termoeléctrica esencialmente proporcional a la temperatura.

Los elementos termoeléctricos usados en este caso son rodeados por camisas que presentan materiales minerales que, al menos en un punto en el recipiente de contención o confinamiento, tienen que estar unidos entre sí a través de un dispositivo de cierre hermético eventualmente también de forma desmontable para cumplir las condiciones deseadas de uso. Una unión de este tipo tiene que corresponderse con los requisitos de la norma Loca y, a pesar de esto, poderse desmontar de forma muy sencilla. En la técnica nuclear se denomina LOCA ( (accidente de pérdida de refrigerante (loss of coolant accident) ) un caso de fallo en el que sale, a través de una fuga, refrigerante del circuito de refrigeración del reactor nuclear. Un gran caso de fallo de pérdida de refrigerante, por norma general, es base para el diseño de los sistemas de evacuación de calor residual y de refrigeración de emergencia así como del recipiente de seguridad de un reactor nuclear. A este respecto se supone la ruptura completa de una conducción de refrigerante principal. Este caso de fallo se denomina el "máximo accidente previsible" (map) que no debe aparecer en ningún caso.

En las centrales nucleares modernas existen cuatro niveles de seguridad: el primer nivel se corresponde con el funcionamiento normal de la central nuclear. Aquí deben evitarse, en la medida de lo posible, las alteraciones. A pesar de esto se supone que aparecen alteraciones. En el segundo nivel, el "funcionamiento anómalo", se persigue el objetivo de mitigar estas alteraciones y evitar que se amplíen hasta dar casos de fallo. También en este caso se supone sistemáticamente que no se consigue este objetivo y en el tercer nivel, el nivel del control de los casos de fallo, se paran los casos de fallo, en la medida de lo posible, gracias a sistemas propios de seguridad muy fiables. Sin embargo, también aquí se supone sistemáticamente un fracaso y en el cuarto nivel se procura limitar con "medidas de protección de caso de emergencia internas de la instalación" los efectos del caso de fallo en la medida de lo posible a la propia instalación y no hacer que sean necesarias medidas drásticas en el entorno (particularmente evacuación) . Particularmente en condiciones extremas de funcionamiento, la medición del nivel debe trabajar de forma fiable para poder adoptar, de forma eficaz, medidas para la protección de la instalación y del entrono.

Por tanto, la invención se basa en el objetivo de configurar un dispositivo de cierre hermético para un dispositivo para la medición del nivel en un recipiente de líquido, particularmente en un recipiente de reactor, de tal manera que se cree una unión impecable, estanca a agua a presión, entre un tubo de presión y una conducción tubular

conectada a esto para el alojamiento de un elemento termoeléctrico y el reactor sin dañar el elemento termoeléctrico y/o su camisa.

Este objetivo se resuelve, de acuerdo con la invención, mediante las características de la reivindicación 1.

Entre otras cosas, está previsto un dispositivo de cierre hermético para un dispositivo para la medición del nivel en un recipiente de líquido, particularmente en un recipiente de alta presión de una instalación nuclear, con al menos un elemento termoeléctrico que está unido con ayuda de un tubo de presión con el recipiente de alta presión y mediante una conducción tubular conectada al tubo de presión, con una unidad de evaluación, estando unidos el tubo de presión y la conducción tubular entre sí mediante una unión roscada de tubo que comprende una parte central con dos piezas roscadas, estando conectada una de las piezas roscadas con ayuda de una enroscadura a un manguito para tubo y la otra pieza roscada, con ayuda de otra enroscadura, al tubo de presión.

La invención parte de la reflexión de que un dispositivo de cierre hermético debería tener tal naturaleza que se corresponda no solamente con los requisitos en todos los niveles de seguridad, sino que siga estando listo para el uso incluso en caso del máximo accidente previsible (map) . El dispositivo de cierre hermético también debería tener tal naturaleza que incluso con el uso de piezas de unión o revestimientos de cables que presentan materiales minerales no se causen daños en las partes individuales, particularmente en los revestimientos de cable del elemento termoeléctrico. Particularmente se transmiten directamente al cable las vibraciones y sacudidas de las piezas constructivas que rodean a un dispositivo de cierre hermético con una unión directa de dispositivo de cierre hermético y cable de material mineral. Por ello se puede producir un daño del elemento termoeléctrico y, por tanto, una pérdida de una indicación fiable del nivel. Para garantizar una indicación fiable del nivel incluso en situaciones extremas en cuanto al funcionamiento, el elemento termoeléctrico debería protegerse frente a tales menoscabos.

Como ahora se ha observado, se puede conseguir una protección de este tipo del elemento termoeléctrico estando rodeado el elemento termoeléctrico por zonas por un manguito para tubo y realizándose el cierre hermético en el manguito para tubo y no directamente en el elemento termoeléctrico. Por ello, las oscilaciones del dispositivo de cierre hermético se transmiten al manguito para tubo y no directamente al elemento termoeléctrico o su camisa.

Además, es de gran importancia que un dispositivo de cierre... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo (4) para la medición del nivel en un recipiente de líquido conductor de presión, que comprende un elemento termoeléctrico (8) realizado a modo de un cable aislado con material mineral,

• estando dispuesto el elemento termoeléctrico (8) , al menos parcialmente, en un tubo de presión (10) 5 conducido hacia el exterior desde el recipiente de líquido,

• estando presente un manguito para tubo (26) unido mediante soldadura indirecta en una subsección con el elemento termoeléctrico (8) , que rodea al elemento termoeléctrico (8) ,

• estando presente un dispositivo de cierre hermético (2) que actúa de barrera para presión,

• presentando el dispositivo de cierre hermético (2) un elemento de conexión (31) que rodea al manguito para

tubo (26) y que se apoya sobre el manguito para tubo (26) , con una pieza de conexión (32) en el lado de alta presión que rodea al tubo de presión (10) y una pieza de conexión (30) diametral con respecto a esto,

• estando unida la pieza de conexión (32) del lado de alta presión con el tubo de presión (19) a través de una enroscadura (36) que actúa en una pieza roscada (22) del elemento de conexión (31) ,

• estando conectada la pieza de conexión (30) diametral con respecto a la pieza de conexión (32) del lado de

alta presión del elemento de conexión (31) al manguito para tubo (26) a través de una enroscadura (34) que actúa en una pieza roscada (20) del elemento de conexión (31) y

• estando separado el tubo de presión (10) del manguito para tubo (26) a través de una hendidura anular (42) .

2. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1, comprendiendo la enroscadura (36) que interacciona con el tubo de presión (10) una tuerca de tubo, que está enroscada sobre una pieza roscada (22) de la pieza de conexión (32) del

lado de alta presión y que presiona, a este respecto, un elemento de obturación (44) contra el perímetro externo del tubo de presión (10) .

3. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, estando separado el manguito para tubo (26) , en el exterior de la subsección en la que está unido mediante soldadura indirecta con el elemento termoeléctrico (8) , del elemento termoeléctrico (8) a través de una hendidura anular (43) .

4. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, comprendiendo la enroscadura (34) que interacciona con el manguito para tubo (26) una tuerca de tubo que está enroscada sobre una pieza roscada (20) de la pieza de conexión (30) diametral con respecto a la pieza de conexión (32) del lado de alta presión y que presiona, a este respecto, un elemento de obturación (44) contra el perímetro externo del manguito para tubo (26) .

5. Uso de un dispositivo (4) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4 en un recipiente de alta presión del 30 reactor de una instalación nuclear.