Procedimiento de producción de espaciadores para reactor nuclear.

Un procedimiento para la producción de espaciadores para retener al menos un número de varillas alargadas(5) de combustible en una unidad (20) de combustible para su colocación en un reactor (1),

en el que cadaespaciador (30) rodea un número de células (31), cada una de las cuales tiene un eje longitudinal (x) y estádispuesta para recibir una varilla (5) de combustible, de tal forma que la varilla de combustible se extiende enparalelo al eje longitudinal (x), en el que cada una de las células (31) comprende un número de superficies (35)de contacto que se extienden esencialmente en paralelo al eje longitudinal (x) para un contacto contra la varilla(5) de combustible a ser recibida en la célula (31), y en el que el procedimiento comprende la etapa deproporcionar al menos dos espaciadores (30),

comprendiendo el procedimiento las etapas de

proporcionar un conjunto de mandriles (40) que comprende un número de mandriles (42) con ejeslongitudinales asociados (43), mandriles que (42) están dispuestos sobre una base común (41) y mandrilesque (42) están dispuestos mutuamente con sus ejes longitudinales (43) esencialmente paralelos,disponer al menos dos espaciadores (30) uno encima del otro sobre el conjunto de mandriles (40), de formaque los mandriles (42) estén dispuestos a través de todas las células (31) en todos los espaciadores (30)con los ejes longitudinales (43) de los mandriles (42) esencialmente paralelos a los ejes longitudinales (x)de las células (31), de forma que las células (31) que estén dispuestas una encima de la otra estánintersectadas por un mandril común (42), y

tratar térmicamente los espaciadores (30) cuando están dispuestos sobre el conjunto de mandriles (40), deforma que las células (31) en los espaciadores (30) se adapten a los mandriles (42),

en el que los mandriles (42) en el conjunto de mandriles (40) están colocados en una primera posiciónantes de que los espaciadores (30) estén dispuestos sobre el conjunto de mandriles (42), primera posiciónen la que es posible disponer un espaciador (30) sobre el conjunto de mandriles (40) sin que los mandriles(42) hagan contacto con el espaciador (30), y en el que los mandriles (42) en el conjunto de mandriles (40)están colocados en una segunda posición al girar los mandriles (42) en torno a los ejes longitudinales (43)de los mandriles antes de que comience el tratamiento térmico, segunda posición en la que los mandriles(42) hacen contacto con las superficies (35) de contacto de las células (31).

Procedimiento de producción de espaciadores para reactor nuclear

Campo técnico

La presente invención versa acerca de un procedimiento de producción de espaciadores para retener un número de varillas de combustible en un reactor en una instalación nuclear de tipo agua ligera, especialmente un reactor de agua en ebullición, BWR, o un reactor de agua a presión, PWR.

Descripción de la técnica anterior

La presente invención versa acerca de un procedimiento de producción de un espaciador para retener varias varillas alargadas de combustible concebidas para estar colocadas en una instalación nuclear, rodeando el espaciador un número de células, cada una de las cuales tiene un eje longitudinal y está dispuesto para recibir una varilla de combustible de tal forma que la varilla de combustible se extiende en paralelo al eje longitudinal, estando formada cada célula por medio de una pieza similar a un manguito que tiene un borde superior y un borde inferior, comprendiendo la pieza similar a un manguito varias superficies alargadas de contacto que se extienden esencialmente paralelas al eje longitudinal para un contacto contra la varilla de combustible que va a ser recibida en la célula.

En un reactor para una instalación nuclear del tipo descrito anteriormente, hay dispuesto un gran número de unidades alargadas de combustible en el núcleo del reactor nuclear. Cada unidad de combustible comprende un número de varillas alargadas de combustible. Cada varilla de combustible comprende un tubo alargado de encamisado del combustible nuclear y varias pastillas de combustible que están dispuestas en una pila en el tubo de encamisado del combustible nuclear. Las varillas de combustible en la unidad de combustible son mantenidas juntas por medio de un número de espaciadores, por ejemplo 3-10 espaciadores, que están distribuidos a lo largo de la longitud de la unidad de combustible. Cada espaciador define células para la recepción de varillas de combustible. Por lo tanto, los espaciadores retienen las varillas de combustible en una posición correcta en la unidad de combustible y tienen el fin de garantizar que se mantenga una distancia mutua constante entre las varillas de combustible durante la operación del reactor.

En un reactor de agua en ebullición, las varillas de combustible están encerradas normalmente en cofres, denominados cajas. Cada caja comprende un número relativamente elevado de varillas de combustible y forma, junto con estas varillas de combustible, un denominado conjunto de combustible que puede ser elevado al interior del núcleo del reactor nuclear y extraído del mismo. Cada conjunto de combustible puede comprender una o más unidades de combustible. El documento US-A-5.875.223 describe un conjunto de combustible con cuatro de tales unidades de combustible. El núcleo está sumergido en un refrigerante, normalmente agua, que actúa tanto de refrigerante como de moderador. Las unidades de combustible y las varillas de combustible están dispuestas normalmente de forma esencialmente vertical en el reactor.

Existen espaciadores de varios tipos distintos, por ejemplo espaciadores formados por medio de placas cruzadas, espaciadores en los que las células están formadas por medio de elementos abiertos con puntos de soporte y un medio de resorte, y espaciadores formados por medio de piezas similares a un manguito que están soldadas entre sí. Los espaciadores que son utilizados en la actualidad son producidos normalmente mediante aleaciones basadas en circonio (Zircaloy) , aleaciones basadas en níquel (Inconel) , combinaciones de estas aleaciones o acero inoxidable.

El documento JP-6-148370 describe un espaciador de manguitos para un reactor de agua en ebullición. Cada manguito tiene curvaturas hacia dentro para un contacto contra la varilla de combustible, que se extiende a través del manguito. Las curvaturas hacia dentro solo se extienden en una pequeña porción de la longitud del manguito. Cada manguito también está dotado, según un ejemplo, de un biselado en el extremo inferior. Según otro ejemplo, cada manguito tiene una forma de onda en el extremo inferior del manguito.

El documento JP-7-225291 describe otro espaciador de manguitos para un reactor de agua en ebullición. En este caso, los manguitos cilíndricos circulares están dotados de un extremo superior corriente abajo que tiene proyecciones triangulares o rectangulares, que se extienden hacia arriba. El extremo inferior del manguito parece ser recto. Cada manguito también puede comprender curvaturas hacia dentro, que se extienden únicamente en una pieza de la longitud del manguito para un contacto contra la varilla de combustible, que se extiende a través del manguito.

El documento US-5.331.679 describe otra variante de un espaciador de manguitos con manguitos cilíndricos esencialmente circulares. El espaciador se mantiene unido por medio de una banda que se extiende en torno a la circunferencia externa del espaciador. Cada manguito tiene curvaturas hacia dentro relativamente cortas que junto con un elemento de resorte forman puntos de contacto contra la varilla de combustible que se extiende a través del manguito.

Como se ha mencionado anteriormente, el número de espaciadores en una unidad de combustible puede ser del orden de 3-10. Cada una de las varillas de combustible se extiende esencialmente a través de todos los espaciadores en la unidad de combustible. Es deseable que las varillas de combustible no sean dobladas ni sean expuestas a cargas perpendicularmente a sus ejes longitudinales. Con este fin, es necesario que cada una de las células en un espaciador esté dispuesta en línea con las células correspondientes en los otros espaciadores. Para conseguir esto, se utilizan disposiciones de mandril durante la producción de los espaciadores. Según la técnica anterior, los espaciadores han sido producidos mediante un número de medios de manguito que están soldados a un espaciador. Entonces, se coloca el espaciador sobre un conjunto de mandriles, que comprende tantos mandriles como el número de células en el espaciador, de forma que se dispone un mandril en cada célula. Después de que se coloca el espaciador sobre el conjunto de mandriles, se trata térmicamente el espaciador, de manera que se adapta la forma del espaciador a los mandriles en el conjunto de mandriles. Con la condición de que los mandriles estén dispuestos a la misma distancia mutua y de que sean mutuamente paralelos, con el procedimiento es posible producir espaciadores que pueden ser colocados en una unidad de combustible, de forma que las varillas de combustible no son sometidas a ninguna tensión perpendicular al eje longitudinal. Sin embargo, se ha mostrado que los mandriles en el conjunto de mandriles pueden doblarse algo cuando hay dispuesto un espaciador sobre el conjunto de mandriles. Esto dará lugar al resultado final después del tratamiento térmico, dependiendo de las posiciones mutuas de las células antes del tratamiento térmico. Por lo tanto, no todos los espaciadores producidos uno después del otro tendrán las células en las mismas posiciones mutuas.

El documento US 5.211.908 describe un procedimiento de fabricación de una rejilla soporte que tiene células calibradas para un conjunto de combustible nuclear. Las células de la rejilla soporte están dotadas de protuberancias que se proyectan hacia dentro. Las protuberancias deberían proyectarse hasta tal grado que exista un espacio diametral libre hasta las varillas de combustible. El documento describe un procedimiento para calibrar todas las células, es decir, para impartir un valor determinado al espacio entre pares enfrentados de protuberancias. Se pueden calibrar simultáneamente todas las células de una rejilla soporte al insertar un haz de galgas en las mismas.

El documento US 5.406.599 da a conocer un sistema de posicionamiento de las células de la rejilla separadora. Hay diseñado un aparato de soldadura para recibir y alinear los puntos de contacto de las varillas de combustible de una rejilla separadora de haces de combustible nuclear.

El documento US 5.666.389 da a conocer un espaciador y un conjunto de combustible para un reactor nuclear. El espaciador comprende una pluralidad de células para retener y fijar los elementos alargados paralelos. Las células son tubulares y están dotadas internamente de cuatro soportes resilientes alargados.

Resumen de la invención Un objeto de la presente invención es proporcionar un procedimiento para la producción de espaciadores, procedimiento mediante el cual las posiciones relativas de las células son las mismas para todos los espaciadores producidos con el procedimiento.

En la reivindicación 1 se define un procedimiento según la presente invención.

De la... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento para la producción de espaciadores para retener al menos un número de varillas alargadas (5) de combustible en una unidad (20) de combustible para su colocación en un reactor (1) , en el que cada espaciador (30) rodea un número de células (31) , cada una de las cuales tiene un eje longitudinal (x) y está

dispuesta para recibir una varilla (5) de combustible, de tal forma que la varilla de combustible se extiende en paralelo al eje longitudinal (x) , en el que cada una de las células (31) comprende un número de superficies (35) de contacto que se extienden esencialmente en paralelo al eje longitudinal (x) para un contacto contra la varilla (5) de combustible a ser recibida en la célula (31) , y en el que el procedimiento comprende la etapa de proporcionar al menos dos espaciadores (30) , 10 comprendiendo el procedimiento las etapas de proporcionar un conjunto de mandriles (40) que comprende un número de mandriles (42) con ejes longitudinales asociados (43) , mandriles que (42) están dispuestos sobre una base común (41) y mandriles que (42) están dispuestos mutuamente con sus ejes longitudinales (43) esencialmente paralelos, disponer al menos dos espaciadores (30) uno encima del otro sobre el conjunto de mandriles (40) , de forma que los mandriles (42) estén dispuestos a través de todas las células (31) en todos los espaciadores (30) con los ejes longitudinales (43) de los mandriles (42) esencialmente paralelos a los ejes longitudinales (x) de las células (31) , de forma que las células (31) que estén dispuestas una encima de la otra están intersectadas por un mandril común (42) , y tratar térmicamente los espaciadores (30) cuando están dispuestos sobre el conjunto de mandriles (40) , de forma que las células (31) en los espaciadores (30) se adapten a los mandriles (42) , en el que los mandriles (42) en el conjunto de mandriles (40) están colocados en una primera posición antes de que los espaciadores (30) estén dispuestos sobre el conjunto de mandriles (42) , primera posición en la que es posible disponer un espaciador (30) sobre el conjunto de mandriles (40) sin que los mandriles (42) hagan contacto con el espaciador (30) , y en el que los mandriles (42) en el conjunto de mandriles (40)

están colocados en una segunda posición al girar los mandriles (42) en torno a los ejes longitudinales (43) de los mandriles antes de que comience el tratamiento térmico, segunda posición en la que los mandriles (42) hacen contacto con las superficies (35) de contacto de las células (31) .

2. Un procedimiento según la reivindicación 1, en el que los mandriles (42) tienen forma de tubo.

3. Un procedimiento según la reivindicación 1 o 2, en el que al menos tres espaciadores (30) están dispuestos 30 sobre el conjunto de mandriles (40) antes del tratamiento térmico.

4. Un procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que cada uno de los mandriles (42) sobre el conjunto de mandriles (40) en un corte transversal, perpendicular al eje longitudinal (43) del mandril (42) , tiene la forma de un círculo truncado.

5. Un procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el tratamiento térmico

se lleva a cabo a una temperatura en el intervalo de 650!C-740!C, y preferentemente en el intervalo de 690!C720!C.

6. Un procedimiento según la reivindicación 5, en el que el tratamiento térmico continúa durante 17-23 horas, y preferentemente durante 19-21 horas.

7. Un procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la etapa de

proporcionar dichos espaciadores (30) comprende las etapas para cada espaciador (30) de proporcionar un conjunto de piezas (32) similares a un manguito que tienen un borde superior (33) y un borde inferior (34) , que unen cada conjunto de piezas (32) similares a un manguito con un espaciador (30) , de forma que cada pieza (32) similar a un manguito forme una célula (31) en el espaciador (30) .

8. Un procedimiento según la reivindicación 7, en el que cada una de las piezas (32) similares a un manguito 45 tiene la forma de un cilindro circular.

9. Un procedimiento según la reivindicación 7, en el que el corte transversal perpendicular al eje longitudinal de cada una de las piezas (32) similares a un manguito tiene esencialmente la forma de un octágono.

10. Un procedimiento según la reivindicación 9, en el que las piezas (32) similares a un manguito están unidas lado a lado.

11. Un procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 7-10, en el que las piezas (32) similares a un manguito están unidas por medio de soldadura.

12. Un procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1-6, en el que la etapa de proporcionar dicho espaciador (30) comprende las etapas de proporcionar un conjunto de placas rectas (52) , y de unir las placas (52) cruzadas de manera que se formen las células (31) mediante los espacios entre las placas cruzadas (52) .

13. Un procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el material en los espaciadores (30) consiste en una aleación basada en circonio.

14. Un procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el material en los espaciadores (30) consiste en una aleación basada en níquel.

15. Un procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el material en los espaciadores (30) consiste en acero inoxidable.