Haz de combustible nuclear con tipos de separadores mezclados.

Haz de combustible nuclear (100) que comprende:

una pluralidad de barras de combustible (18,

19) dispuestas en un canal en una dirección axial;un separador de tipo rejilla (21) que se extiende el canal en una dirección transversal en una primeraposición axial, pasando al menos una porción de las barras de combustible a través y alineadas por elseparador de tipo rejilla; y

un separador de tipo virola (25) que se extiende en el canal en la dirección transversal en una segundaposición axial, siendo la primera posición axial más cercana a una entrada de refrigerante (101) del haz decombustible nuclear que la segunda posición axial, pasando al menos una porción de las barras decombustible a través y alineadas mediante el separador de tipo virola.

Haz de combustible nuclear con tipos de separadores mezclados Antecedentes Campo La presente invención se refiere, en general, a estructuras de combustible utilizadas en las plantas de energía nuclear y a procedimientos para el uso de estructuras de combustible.

Descripción de la técnica relacionada En general, las plantas de energía nuclear incluyen un núcleo de reactor que tiene combustible dispuesto en el mismo para producir energía por fisión nuclear. Un diseño común en las plantas de energía nuclear de Estados Unidos es colocar combustible en una pluralidad de barras de combustible revestidas unidas juntas como un conjunto de combustible, o haz de combustible, colocado dentro del núcleo del reactor. Estos haces de combustible típicamente incluyen varios elementos separadores colocados axialmente a lo largo del haz para amortiguar las vibraciones de las barras de combustible, asegurar una separación mínima y la colocación relativa de las barras de combustible, y la mezcla de refrigerante que fluye axialmente a través del haz y los separadores en el mismo.

Como se muestra en la figura 1, un haz de combustible 10 convencional de un reactor nuclear, tal como un BWR, puede incluir un canal exterior 12 que rodea una placa de sujeción superior 14 y una placa de sujeción inferior 16. Una pluralidad de barras de combustible 18 de longitud completa y/o barras de combustible 19 de longitud parcial pueden colocarse en una matriz dentro del haz de combustible 10 y pasar a través de una pluralidad de separadores 20 separados axialmente entre sí y mantener las barras 18, 19 en la matriz dada de las mismas. Las barras de combustible 18 y 19 son generalmente continuas desde su base al terminal, el cual, en el caso de la barra de combustible 18 de longitud completa, es desde la placa de anclaje inferior 16 a la placa de anclaje superior 14. De manera convencional, un haz de combustible 10 utiliza separadores 20, teniendo todos los separadores una misma característica operativa o hidráulica, de tal manera que todos los separadores 20 pueden identificarse como un solo tipo de separador.

Ejemplos de haces de combustible de un solo tipo de separador se divulgan en los documentos EP 0 692 794, EP 0 611 128, JP 1-138493, US 4 698 204, EP 0 514 116 y EP 0 619 581.

Sumario La presente invención proporciona un haz de combustible nuclear que comprende: una pluralidad de barras de combustible dispuestas en un canal en una dirección axial; un separador de tipo rejilla que abarca el canal en una dirección transversal en una primera posición axial, pasando al menos una parte de las barras de combustible a través y estando alineadas mediante el separador de tipo rejilla; y un separador de tipo virola que se extiende en el canal en la dirección transversal en una segunda posición axial, estando la primera posición axial más cerca de una entrada de refrigerante del haz de combustible nuclear que la segunda posición axial, pasando al menos una porción de las barras de combustible a través y estando alineadas mediante el separador de tipo virola.

Realizaciones de ejemplo están dirigidas a un diseño de un haz que usa múltiples tipos de separadores de combustible dentro del mismo haz de combustible. El tipo de separador para cada posición del separador se puede determinar sobre la base de la posición axial del separador, las características del separador, las características del refrigerante para el haz de combustible particular, la posición para el haz de combustible particular, etc. Los datos de rendimiento histórico, modelos predictivos, y/o análisis de ingeniería se pueden utilizar para determinar qué tipos de separadores en qué posiciones resultan en las mejores condiciones de operación y márgenes, por ejemplo, para los haces de combustible.

Breve descripción de los dibujos Realizaciones de ejemplo se harán más evidentes mediante la descripción, en detalle, de los dibujos adjuntos, en los que elementos similares están representados por números de referencia similares, que se dan a modo de ilustración solamente y, por lo tanto, no limitan las realizaciones de ejemplo en este documento.

La figura 1 es una ilustración de un conjunto de combustible de la técnica relacionada con separadores de tipo rejilla fijados en el conjunto.

La figura 2 es una ilustración de una realización de ejemplo de un separador de combustible de tipo rejilla que se puede utilizar en los conjuntos de combustible de ejemplo.

La figura 3 es una ilustración de una realización de ejemplo de un separador de combustible de tipo virola que se puede utilizar en los conjuntos de combustible de ejemplo.

La figura 4 es una ilustración de una realización de ejemplo de un conjunto de combustible que tiene separadores de

combustible de tipo mixto.

Descripción detallada Realizaciones detalladas ilustrativas de realizaciones de ejemplo se describen en este documento. Sin embargo, los detalles estructurales y funcionales específicos descritos en el presente documento son meramente representativos para fines de descripción de realizaciones de ejemplo. Los ejemplos de realización pueden, sin embargo, realizarse en muchas formas alternativas y no se deben interpretar como limitados a sólo los ejemplos de realización indicados en este documento.

Se entenderá que, aunque los términos primero, segundo, etc. pueden usarse en este documento para describir diversos elementos, estos elementos no deberían estar limitados por estos términos. Estos términos sólo se utilizan para distinguir un elemento de otro. Por ejemplo, un primer elemento podría denominarse un segundo elemento y, de manera similar, un segundo elemento se podría denominar un primer elemento, sin apartarse del alcance de las realizaciones de ejemplo. Como se usa en este documento, el término "y/o" incluye cualquiera y todas las combinaciones de uno o más de los elementos enumerados asociados.

Se entenderá que cuando se indica que un elemento está "conectado", "acoplado", "unido", "conectado", o "fijado" a otro elemento, puede estar conectado o acoplado directamente al otro elemento o pueden estar presentes elementos que intervienen. En contraste, cuando se indica que un elemento está "directamente conectado" o "directamente acoplado" a otro elemento, no hay elementos intermedios presentes. Otras palabras usadas para describir la relación entre los elementos deben interpretarse de manera similar (por ejemplo, "entre" respecto a "directamente entre", "junto" respecto "justo al lado", etc.) .

La terminología usada en este documento es con el propósito de describir realizaciones particulares solamente y no se pretende que sea limitativa de realizaciones de ejemplo. Como se usa en el presente documento, las formas singulares "un", "una" y "el", “la” pretenden incluir también las formas plurales, a menos que el lenguaje indique explícitamente lo contrario. Se entenderá también que los términos "comprende", "que comprende", "incluye" y/o "que incluye", cuando se usan en este documento, indican la presencia de características, números enteros, etapas, operaciones, elementos y/o componentes, pero no excluye la presencia o la adición de una o más de otras características, números enteros, etapas, operaciones, elementos, componentes, y/o grupos de los mismos.

La figura 2 es una ilustración de una realización de ejemplo de un separador de tipo rejilla 21. Como se usa en este documento, un "tipo" de separador específico se refiere generalmente a todos los separadores que tienen características hidráulicas y operativas sustancialmente similares, independientemente de otras variaciones menores en la forma, tamaño, número de matrices de barras, etc. Como se muestra en la figura 2, los separadores de tipo rejilla 21 son una celosía metálica soldada dividida en varias "cajas" 27, a través de las cuales pueden pasar las barras de combustible 18/19. Los separadores de tipo rejilla pueden sujetar por fricción las barras de combustible a través de la utilización de segmentos resistivos de contacto 22, conocidos como topes y/o muelles, que topan con el exterior de cada barra que pasa a través del separador 20. Unas lengüetas y/o aletas de mezcla 23 pueden extenderse desde el separador 21, para mezclar mejor un refrigerante/moderador que fluye a través del separador 21 y las barras de combustible que se extienden a través del mismo. La realización de ejemplo del separador de tipo rejilla 21 puede modificarse de varias maneras y todavía puede considerarse como un separador de tipo rejilla.

Por ejemplo, los huecos para barras de agua en el separador se pueden cambiar de tamaño, de forma, u omitirse. O por ejemplo, el número y la posición de las cajas 27 se pueden variar dependiendo de las... [Seguir leyendo]

1. Haz de combustible nuclear (100) que comprende:

una pluralidad de barras de combustible (18, 19) dispuestas en un canal en una dirección axial;

un separador de tipo rejilla (21) que se extiende el canal en una dirección transversal en una primera 5 posición axial, pasando al menos una porción de las barras de combustible a través y alineadas por el separador de tipo rejilla; y

un separador de tipo virola (25) que se extiende en el canal en la dirección transversal en una segunda posición axial, siendo la primera posición axial más cercana a una entrada de refrigerante (101) del haz de combustible nuclear que la segunda posición axial, pasando al menos una porción de las barras de combustible a través y alineadas mediante el separador de tipo virola.

2. Haz de combustible nuclear (100) de acuerdo con la reivindicación 1, que también comprende:

un tercer separador que se extiende en el canal en la dirección transversal a una tercera posición axial entre la segunda y la primera posiciones axiales, siendo el tercer separador uno de tipo virola (25) y de tipo rejilla (21) , pasando al menos una porción de la barras de combustible (18, 19) a través y alineadas mediante el tercer separador.

3. Haz de combustible nuclear (100) de acuerdo con la reivindicación 2, en el que el tercer separador es de un tipo seleccionado sobre la base de las características del refrigerante del haz de combustible.

4. Haz de combustible nuclear (100) de acuerdo con la reivindicación 2, en el que el tercera separador es un separador de tipo rejilla (21) .

5. Haz de combustible nuclear (100) de acuerdo con la reivindicación 2, en el que el tercer separador es un separador de tipo virola (25) .