Instalación de soldadura de esqueletos de ensamblajes de combustible nuclear, procedimiento de programación, y procedimientos de soldadura de esqueleto y de realización de ensamblaje correspondientes.

Instalación (1) de soldadura de elementos estructurales (8) sobre unos tubos guías (7) de un esqueleto deensamblaje de combustible nuclear,

comprendiendo la instalación:

- por lo menos un bastidor (14) de recepción y de sujeción de los tubos guías (8) y de los elementosestructurales (8),

- un carro (12) desplazable paralelamente a los tubos guías (7),

- por lo menos una herramienta de soldadura (36), y

- unos medios (38) de desplazamiento de la herramienta de soldadura (36), uniendo los medios (38) dedesplazamiento la herramienta de soldadura (36) con el carro (12);

caracterizada porque los medios (38) de desplazamiento presentan por lo menos seis grados de libertad.

Instalación de soldadura de esqueletos de ensamblajes de combustible nuclear, procedimiento de programación, y procedimientos de soldadura de esqueleto y de realización de ensamblaje correspondientes.

La presente invención se refiere a una instalación de soldadura de elementos estructurales sobre unos tubos guías de un esqueleto de ensamblaje de combustible nuclear, comprendiendo la instalación:

-por lo menos un bastidor de recepción y sujeción de los tubos guías y de los elementos estructurales, 10

- un carro desplazable paralelamente a los tubos guías,

- por lo menos una herramienta de soldadura, y

- unos medios de desplazamiento de la herramienta de soldadura, enlazando los medios de desplazamiento la pinza con el carro.

La invención se aplica en particular a la soldadura de rejillas de sujeción de barras de combustible nuclear.

A partir del documento FR 2 670 947 se conoce una instalación del tipo citado anteriormente que permite soldar unas rejillas provistas de lengüetas de soldadura que sobresalen desde las caras superiores de las rejillas. Los medios de desplazamiento de la instalación de soldadura comprenden una caja de soporte móvil transversalmente con respecto a los tubos guías, un brazo extensible verticalmente y una muñeca orientable que soporta una pinza de soldadura. La muñeca orientable ofrece posibilidades de rotación con respecto a tres ejes distintos, de tal modo que la pinza de soldadura presenta un total de seis grados de libertad. La instalación descrita más arriba permite alcanzar unas cadencias elevadas de soldadura pero es deseable aumentar todavía más esas cadencias.

Es conocida asimismo por el documento US nº 4.587.394 una instalación de soldadura que comprende cuatro herramientas de soldadura que evolucionan simultáneamente para participar cada una en la soldadura de las rejillas sobre los tubos guías de un mismo esqueleto. Cada herramienta está unida a un carro desplazable longitudinalmente con respecto a los tubos guías, por unos medios de desplazamiento que presentan tres grados de libertad. Aunque las cuatro herramientas de soldadura evolucionan simultáneamente, las cadencias alcanzadas por una instalación de soldadura de este tipo también resultan ser demasiado débiles.

Una finalidad de la invención es resolver este problema proporcionando una instalación del tipo mencionado anteriormente que permita alcanzar unas cadencias de soldadura mayores.

Con este fin, el objeto de la invención es una instalación de soldadura según la reivindicación 1.

Según unos modos particulares de realización, la instalación puede comprender una o varias de las características de las reivindicaciones 2 a 11.

El objeto asimismo de la invención es un procedimiento de soldadura de un esqueleto de ensamblaje de combustible nuclear según las reivindicaciones 12 y 13.

Además, el objeto de la invención es un procedimiento de realización de un ensamblaje de combustible nuclear según la reivindicación 14.

Se comprenderá mejor la invención con la lectura de la descripción que sigue, proporcionada únicamente a título de 50 ejemplo y que hace referencia a los dibujos que se adjuntan, en los que:

- la figura 1 es una vista esquemática en perspectiva que muestra una instalación de soldadura según la invención, no habiendo sido representados los bastidores de recepción de esqueletos,

- la figura 2 es una vista esquemática frontal de la instalación de la figura 1, tomada según la dirección de la flecha II de la figura 1,

- la figura 3 es una vista esquemática, parcial y en perspectiva, que ilustra una parte del esqueleto de un

ensamblaje de combustible nuclear que puede ser soldado por la instalación de la figura 1, 60

- las figuras 4 y 5 son unas vistas esquemáticas, parciales y en perspectiva, que ilustran los medios de desplazamiento de la herramienta de soldadura de la instalación de las figuras 1 y 2, y

-la figura 6 es una vista esquemática, parcial y en perspectiva, que ilustra una instalación de soldadura según 65 otro modo de realización.

Las figuras 1 y 2 ilustran esquemáticamente una instalación 1 de soldadura de elementos estructurales sobre tubos guías de esqueletos de ensamblaje de combustible nuclear.

De forma más precisa, los elementos estructurales considerados a continuación son unas rejillas de sujeción de barras de combustible nuclear, aunque otros elementos estructurales tales como unos manguitos también pueden ser soldados por la instalación 1.

Se recuerda, haciendo referencia a la figura 3, que el ensamblaje 2 comprende principalmente unas barras 3 de combustible nuclear y una estructura o esqueleto 4, de soporte de barras 3.

El esqueleto de soporte 4 comprende de forma clásica:

- un terminal de extremo inferior 5 y un terminal de extremo superior 6 dispuestos en los extremos longitudinales del ensamblaje 1,

- unos tubos guías 7 destinados a recibir las barras de un racimo, no representado, de mando y de parada del reactor nuclear, y

- unas rejillas 8 de sujeción de las barras 3.

Los terminales de extremo 5 y 6 están fijados en los extremos longitudinales de los tubos guías 7.

Las barras 3 se extienden verticalmente entre los terminales de extremo 5 y 6. Las barras 3 están dispuestas en los nudos de una red sustancialmente regular de base cuadrada donde están sujetos por las rejillas 8. Algunos de los nudos de la red están ocupados por los tubos guías 7 y eventualmente por un tubo central de instrumentación.

Las rejillas 8 comprenden, de forma clásica, unos juegos de plaquetas entrecruzadas que delimitan entre sí unas células centradas en los nudos de la red regular. La mayor parte de las células están destinadas a recibir una barra de combustible 3. Las demás reciben cada una un tubo guía 7, y la célula central recibe eventualmente el tubo de instrumentación 14.

Habitualmente, las rejillas 8 están provistas de patillas de soldadura que sobresalen hacia arriba y que permiten la soldadura de las rejillas 8 sobre los tubos guías 7. Existen también unas rejillas desprovistas de dichas patillas como se ilustra en la patente US nº 4.849.161. Las plaquetas dobles de la rejilla de ese documento presentan entonces unos espacios libres superiores que delimitan unas zonas de soldadura de la rejilla sobre los tubos guías 7.

La instalación 1 de las figuras 1 y 2 comprende, como la del documento FR 2 670 947, un banco de montaje 10 que puede estar cubierto lateralmente por unos paneles de protección. Este banco 10 es un pórtico metálico que comprende unos montantes y dos raíles 11 longitudinales y horizontales de circulación de un carro 12 que soporta un robot de soldadura 13.

El banco 10 delimita dos zonas de trabajo paralelas (figura 2) , de longitud por lo menos igual a la de un esqueleto 4 a soldar, y dispuestas una a lado de la otra. En cada una de las zonas está colocado un bastidor 14 que permite el ensamblaje previo de un esqueleto 4. Cada bastidor 14 se extiende paralelamente a los raíles 11 y puede comprender una mesa 16 mecanosoldada y un mármol 18.

Como ilustra la figura 2, el banco 10 comprende también unos raíles 22 dispuestos transversalmente a los raíles 11 y que permiten hacer circular una jaula 24 entre la posición en la que está representada en la figura 2, y en la que se encuentra enfrente de uno de las bastidores 14, y otra posición en la que se encuentra enfrente del otro bastidor 14. Esta jaula 24 está provista de raíles longitudinales para la circulación de un carro 25 de posicionamiento de mandriles expansibles destinados a ser insertados dentro de los tubos guías 7 en los emplazamientos de soldadura con el fin de evitar la deformación de estos tubos. Estos mandriles pueden tener la constitución ya descrita en el documento FR-A-2 533 353 y ser guiados por unos marcos (no representados) soportados por la jaula.

El mármol 18, que se extiende por toda la longitud del bastidor 14, está previsto para recibir, en unos emplazamientos ajustables, unos marcos 20 de posicionamiento y de sujeción de las rejillas 8 del esqueleto a soldar. Estos marcos 20, provistos de medios que permiten abrirlos para insertar una rejilla 8 y volverlos a cerrar, pueden tener una constitución conocida. En el caso ilustrado, estos marcos 20, destinados a recibir las rejillas 8 de un esqueleto 4, tienen sus diagonales orientadas horizontal y verticalmente.

El carro 12 ocupa toda la anchura del banco de ensamblaje y soporta por lo menos un raíl transversal 34.

El robot de soldadura 13 comprende una pinza 36 de soldadura por resistencia y unos medios 38 de desplazamiento... [Seguir leyendo]

1. Instalación (1) de soldadura de elementos estructurales (8) sobre unos tubos guías (7) de un esqueleto de ensamblaje de combustible nuclear, comprendiendo la instalación:

- por lo menos un bastidor (14) de recepción y de sujeción de los tubos guías (8) y de los elementos estructurales (8) ,

- un carro (12) desplazable paralelamente a los tubos guías (7) ,

- por lo menos una herramienta de soldadura (36) , y

- unos medios (38) de desplazamiento de la herramienta de soldadura (36) , uniendo los medios (38) de desplazamiento la herramienta de soldadura (36) con el carro (12) ;

caracterizada porque los medios (38) de desplazamiento presentan por lo menos seis grados de libertad.

2. Instalación según la reivindicación 1, en la que los medios (38) de desplazamiento presentan por lo menos siete grados de libertad.

3. Instalación según una de las reivindicaciones anteriores, en la que los medios (38) de desplazamiento comprenden un brazo (42) del cual por lo menos dos tramos (46, 48, 50) están articulados uno al otro, y en la que los medios (38) de desplazamiento comprenden, además, una muñeca (44) que soporta la herramienta de soldadura (36) , prolongando la muñeca (44) el brazo (42) y estando articulada al brazo (42) mediante una unión que presenta por lo menos dos grados de libertad.

4. Instalación según la reivindicación 3, en la que la muñeca (44) está articulada al brazo (42) mediante una unión que permite unas rotaciones (G, H) con respecto a por lo menos dos ejes distintos.

5. Instalación según la reivindicación 3 o 4, en la que el brazo (42) comprende por lo menos tres tramos (46, 48, 50) articulados uno a otro.

6. Instalación según una de las reivindicaciones 3 a 5, en la que por lo menos dos tramos (46, 48, 50) del brazo (42) están articulados uno a otro mediante una unión que permite unas rotaciones (C, D, E, F) con respecto a dos ejes diferenciados.

7. Instalación según una de las reivindicaciones anteriores, en la que los medios (38) de desplazamiento comprenden una caja de soporte (40) móvil transversalmente a los tubos guías (7) .

8. Instalación según una de las reivindicaciones anteriores, en la que el carro (12) está montado móvil sobre el bastidor (14) .

9. Instalación según una de las reivindicaciones anteriores, en la que la herramienta de soldadura es una pinza (36) de soldadura por resistencia.

10. Instalación según una de las reivindicaciones anteriores, que comprende unos medios programables (54) de mando de los medios (38) de desplazamiento de la herramienta de soldadura (36) , y unos medios manuales (58) de mando de los medios (38) de desplazamiento de la herramienta de soldadura (36) .

11. Instalación según la reivindicación 10, en la que los medios (38) de desplazamiento comprenden unos sensores

(60) de posición.

12. Procedimiento de soldadura de un esqueleto (4) de ensamblaje de combustible nuclear, comprendiendo el esqueleto unos tubos guías (7) y unos elementos estructurales (8) soldados sobre los tubos guías (7) , comprendiendo el procedimiento unas etapas de soldadura de los elementos estructurales (8) sobre los tubos guías (7) mediante una instalación según una de las reivindicaciones 1 a 11.

13. Procedimiento de soldadura según la reivindicación 12 en el que la instalación es una instalación según las reivindicaciones 10 u 11, y el procedimiento de soldadura comprende la programación de la instalación, comprendiendo dicha programación las etapas siguientes:

- ordenar manualmente los medios (38) de desplazamiento para que la herramienta de soldadura (36) ejecute una secuencia de soldadura, y

- registrar la secuencia de soldadura en los medios programables (54) de mando.

14. Procedimiento de realización de un ensamblaje (2) de combustible nuclear, comprendiendo el ensamblaje unas barras (3) de combustible nuclear y un esqueleto (4) de soporte de las barras (3) , comprendiendo el esqueleto (4) unos tubos guías (7) y unos elementos estructurales (8) soldados sobre los tubos guías (7) , el cual utiliza un procedimiento de soldadura de esqueleto (4) según la reivindicación 12.