Aparato de posicionamiento de cuña para conjuntos de bomba de chorro en reactores nucleares.

Aparato/conjunto 100 de posicionamiento de una cuña auxiliar para su uso en una vasija de presión 12 de un reactor nuclear que tiene unas tuberías ascendentes 44 y 144 y un conjunto de bomba de chorro 46 y 120,

teniendo el aparato 100 una combinación de cuña deslizante 105 y muelle 103 montado sobre un cuerpo de abrazadera de sujeción 102 que tiene un raíl transversal 110 con salientes de gancho de extremo en forma de ala de gaviota 111 con secciones 150, 152, 156 y una fijación estabilizadora de ala 155, usándose la cuña deslizante para su colocación entre las tuberías ascendentes 44 y 144 y el conjunto de bomba de chorro 46 y 120 para controlar las vibraciones durante la operación de la vasija del reactor 12.

Aparato de posicionamiento de cuña para conjuntos de bomba de chorro en reactores nucleares

Referencia cruzada a solicitud relacionada La presente solicitud reivindica el beneficio de la solicitud provisional US N° de serie 61/259.291, presentada el 9 de noviembre de 2009.

Objeto de la invención La presente invención se refiere, en general, a la estabilización de bombas de chorro en los reactores nucleares y, más particularmente, a un aparato de cuña auxiliar para modificar conjuntos de posicionamiento de cuña de bombas de chorro dentro de una vasija de presión del reactor nuclear.

Antecedentes de la invención Según lo detallado por Wivagg en la patente US No. 7.023.949 ("Wivagg '949") . Los reactores de agua en ebullición ("BWR") están diseñados para generar vapor de agua en vasijas a presión del reactor ("RPVs") mediante el calentamiento de las aguas que circundan los tubos que contienen uranio de los conjuntos de combustible ubicados en las regiones del núcleo de RPV. Las RPVs tienen bucles de recirculación diseñados para facilitar la circulación del agua en las regiones del núcleo. Los bucles de recirculación bombean agua fuera de las RPVs y devuelven el agua a las entradas de los conjuntos de bombas de chorro situados en las regiones anulares en las RPVs que rodean las regiones del núcleo. Los conjuntos de bombas de chorro están diseñados para arrastrar el agua circundante en las regiones anulares y luego descargar el agua de una manera que induce un patrón de flujo deseado en las regiones del núcleo. Los conjuntos de bombas de chorro están sujetos a vibraciones causadas por fuerzas hidráulicas debido al flujo de agua. Así, en un diseño BWR, los conjuntos de bombas de chorro están horizontalmente soportados contra la vibración dentro de abrazaderas mediante un sistema de suspensión que incluye una cuña montada de forma amovible en una varilla de guía orientada verticalmente que está fijada a un conjunto de bombas de chorro. La cuña, que puede pesar aproximadamente 315 kg, está diseñada para deslizarse de forma descendente bajo la fuerza de gravedad en el espacio entre la abrazadera y el conjunto de bomba de chorro y con ello empujar a la bomba de chorro contra los tornillos de ajuste.

Este diseño se muestra en las figuras 1 a 3 de la técnica anterior (de Wivagg '949) , en las que, en la figura 1, el reactor nuclear 10 contiene una vasija exterior de presión del reactor, un escudo 18 del núcleo interior, que rodea conjuntos de núcleo del reactor 20, incluido el combustible, por lo general UO2 contenido tubos basados en zirconio, no mostrado. Los conjuntos de núcleo generan vapor a partir de agua de refrigeración. El agua de alimentación de entrada 22 pasa al interior de la boquilla de salida de agua de recirculación 33 y se bombea a la boquilla de entrada de agua 42 a través del bucle de bombeo (no mostrado) y pasa a las tuberías ascendentes 44.

Las tuberías ascendentes 44 terminan en un colector 48, a veces referido como una "cabeza de ariete". Cada conjunto de bomba de chorro 46 de la pareja generalmente incluye una entrada 50 adyacente al colector 48 que está abierta a una región anular definida por la pared de la vasija de presión RPV 12 y la pared del escudo central 18 para arrastre el agua circundante en la región anular, una sección de mezclado 52 y una sección del difusor 54 soportada sobre una placa transversal 56. El conjunto de bomba de chorro 46 puede tener un buje 49 en su superficie periférica, como se muestra en la figura 2. En la técnica anterior, cada conjunto de bomba de chorro 46 tenía una cuña principal asociada 60 que estando montada de forma amovible sobre una varilla de guía que se extiende verticalmente 62 fijada al conjunto de la bomba de chorro 46. Como se muestra en la figura 2 de la técnica anterior, la cuña principal 60 fue diseñada para deslizarse verticalmente a través de una abertura 68, que se ilustra mejor en la figura 3, en una abrazadera de sujeción 70, que tiene tornillos de ajuste 80, a través del mismo para contactar con el conjunto de la bomba de chorro 46. La abrazadera 70 estaba fijada a la tubería de bomba vertical 44 mediante soldaduras 72 u otros medios adecuados. Como se muestra, no hay cuñas cerca de los tornillos de ajuste 80 de las figuras 2 y 3. El peso de la cuña principal 60 proporciona una fuerza suficiente empujando al conjunto de la bomba de chorro 46 contra dos (o más) tornillos de ajuste 80 para soportar horizontalmente el conjunto de la bomba de chorro 46 contra las fuerzas y las vibraciones hidráulicas. La superficie exterior de la cuña principal 60 podría estar inclinada con respecto a la superficie del borde de la abrazadera 70.

Erbes et al. (patente US No. 6.052.425) en su figura 2 muestran una pluralidad de tornillos de fijación 32A a D que pasan a través de abrazaderas de sujeción 28A y B. Las cuñas principales se muestran como 30A y B dispuestas alejadas de los tornillos de fijación. Esto proporciona sólo dos conjuntos de cuña de restricción en los lados opuestos de conjuntos mezcladores de entrada 16A y B. La patente US No. 7.627.074 (Erbes et al.) enseña cuñas de muelle doble contenidas dentro de una abrazadera en forma de U, donde las barras de guía duales pasan a través de la porción superior de la abrazadera en forma de U, a través de los muelles para contactar con las cuñas duales. Los problemas asociados con este diseño son de complejidad y costo probable. Otras patentes que tratan de las cuñas de la bomba de chorro incluyen las patentes US Nos. 4.675.149; 6.320.923; 6.490.331; y 6.788.756 (Perr y et al; Wivagg et al; Erbes; y Erbes, respectivamente) . Los diseños existentes generalmente requieren que el espacio entre la banda de bolsa mezcladora y la abrazadera de inmovilización que se está ocupando, necesitan ser medidas y por lo tanto el conjunto de cuña debe ser mecanizado para adaptarse a cada lugar específico.

Lo que se necesita es un diseño de cuña simplificado que no necesite ser mecanizado en el sitio y que no requiera la eliminación de bombas de chorro para la instalación, lo que reduce considerablemente el coste de la aplicación de la reparación y es una ventaja significativa para el propietario. Lo que también se necesita es un conjunto de cuña auxiliar dispuesto al lado de, sobre, o en alguna conexión con los tornillos de fijación y medios de refuerzo secundarios.

Por consiguiente, es un objeto de esta invención es proporcionar un diseño que se instala desde arriba sin quitar hardware de la bomba de chorro y proporciona un mecanismo para alojar una amplia gama en la variación de la fabricación en el posicionamiento de la bomba de chorro.

Breve descripción de la invención Los problemas y las necesidades anteriores se prevén y los objetivos se satisfacen proporcionando un aparato de posicionamiento de cuña auxiliar para uso en un reactor nuclear que consiste esencialmente en:

(a) un cuerpo de la abrazadera de inmovilización que tiene una porción plana en el extremo superior que tiene un orificio pasante y un carril transversal con dos salientes de gancho integrales inferiores cada una exactamente opuestas entre sí y unidas al carril transversal, teniendo dichas salientes una forma de ala de gaviota en ángulo con una sección de elemento ascendente y una sección de elemento descendente;

(b) una única cuña deslizante triangular que tiene un lado plano unido al carril transversal del cuerpo de la abrazadera de retención, con una porción plana extremo y un lado en ángulo encarado hacia afuera;

(c) una única varilla deslizante que pasa por el orificio de la porción plana superior para contactar con la porción plana de extremo de la cuña deslizante triangular, y

(d) un único muelle dispuesto alrededor de la varilla deslizante, contactando el muelle con la porción plana de extrema superior y ejerciendo presión contra la porción plana de extremo de la cuña deslizante triangular para ejercer presión contra los cuerpos adyacentes en el reactor nuclear.

Aquí, los salientes de gancho tienen una sección de elemento ascendente media y una sección descendente de extremo próxima al carril transversal, y un accesorio de estabilización del ala paralela a la sección de elemento ascendente y una sección de elemento descendente.

La invención también proporciona al menos dos aparatos de posicionamiento de la cuña auxiliar separados en un reactor nuclear, que contiene la tubería vertical que puede alimentar agua bombeada enfriada a al menos un conjunto de bomba de chorro que tiene un soporte de inmovilización circunferencial, dicho soporte de inmovilización tiene al menos dos tornillos de fijación de amortiguación de la vibración, cada conjunto en un bloque de tornillo de fijación...

1. Aparato de posicionamiento de una cuña auxiliar para uso en un reactor nuclear caracterizado porque consiste esencialmente en:

(a) un cuerpo de abrazadera de sujeción que tiene una porción de extremo superior plana con un orificio pasante y un carril transversal con dos salientes de gancho integrales inferiores cada uno exactamente opuesto entre sí y fijados al carril transversal, teniendo dichos salientes una forma de ala de gaviota en ángulo con una sección de elemento ascendente y una sección de elemento descendente;

(b) una única cuña deslizante triangular que tiene un lado plano unido al carril transversal del cuerpo de la abrazadera de sujeción, con una porción de extremo plano y un lado en ángulo hacia afuera;

(c) una única varilla deslizante que pasa por el orificio de la porción plana superior para contactar con la porción plana de extremo de la cuña deslizante triangular, y

(d) un único muelle dispuesto alrededor de la varilla deslizante, estando en contacto el muelle con la porción plana de extremo superior y ejerciendo presión contra la porción plana de extremo de la cuña deslizante triangular para ejercer presión contra los cuerpos adyacentes en el reactor nuclear.

2. Aparato de posicionamiento de una cuña de la reivindicación 1, caracterizado porque los salientes de gancho contienen una sección de elemento paralelo, una sección de elemento medio ascendente y una sección de elemento final descendente junto al carril transversal y un accesorio estabilizador en ángulo de ala conectado a la sección de elemento ascendente y la sección de elemento descendente, donde el accesorio estabilizador del ala es paralelo a la sección de elemento ascendente y la sección de elemento descendente.

3. Aparato de posicionamiento de una cuña de la reivindicación 2, caracterizado porque la sección de elemento paralelo está hacia el exterior de, y unido a, el carril transversal, la sección de elemento descendente está fijada a la sección de elemento ascendente, estando dicha sección ascendente a su vez fijada a la sección de elemento paralelo.

4. Aparato de posicionamiento de una cuña de la reivindicación 3, caracterizado porque la sección de elemento paralelo está 90º hacia afuera del cuerpo de la abrazadera de sujeción, dicha sección de elemento paralelo tiene una sección de elemento ascendente fijada que termina en una sección de elemento descendente.

5. Aparato de posicionamiento de una cuña de la reivindicación 4, caracterizado porque la sección de elemento ascendente está según un ángulo de 20º a 60º con respecto al cuerpo de la abrazadera de inmovilización y la sección de elemento descendente se encuentra según un ángulo de 70º a 110º de la sección de elemento ascendente.

6. En un reactor nuclear, al menos dos aparatos de posicionamiento de cuña auxiliar separados, caracterizado porque el reactor nuclear contiene una tuberías ascendentes que puede alimentar agua bombeada enfriada a por lo menos un conjunto de bomba de chorro que tiene una abrazadera de sujeción circunferencial, teniendo dicha abrazadera de sujeción al menos dos tornillos de fijación de ajuste de amortiguación de las vibraciones, cada conjunto en un bloque de tornillo de fijación haciendo contacto con el conjunto de la bomba de chorro, estando la abrazadera colocada alrededor del conjunto de bomba de chorro, dicha abrazadera en contacto también con las tuberías ascendentes, estando sometidos dicho conjunto y tuberías ascendentes a vibraciones durante la operación del reactor, en el que una cuña principal es utilizada alejada de los tornillos de fijación, mientras que los al menos dos aparatos de posicionamiento de cuña auxiliares separados están situados adyacentes a los tornillos de fijación; en el que el al menos dos aparatos de posicionamiento de cuña auxiliares separados consisten esencialmente en:

(a) un cuerpo de la abrazadera de sujeción que tiene una porción de extremo superior plana con un orificio a su través y un carril transversal con dos salientes de gancho integrales inferiores cada uno exactamente opuesto entre sí y fijados al carril transversal, teniendo dichos salientes una forma de ala de gaviota en ángulo con una sección de elemento ascendente y una sección de elemento descendente, estructurado para ponerse en contacto con el por lo menos un bloque de tornillo de fijación;

(b) una única cuña deslizante triangular que tiene un lado plano fijado al carril superior del cuerpo de la abrazadera de sujeción, con una porción de extremo plano y un lado en ángulo encarado hacia afuera;

(c) una única varilla deslizante que pasa a través del orificio de la porción plana superior para contactar con la porción plana de extremo de la cuña deslizante triangular, y

(d) un único muelle dispuesto alrededor de la varilla deslizante, estando el muelle en contacto con la porción extrema superior plana y ejerciendo presión contra la porción de extremo plano de la cuña deslizante triangular, forzando esta presión sobre la cuña deslizante contra el conjunto de la bomba de chorro.

7. Aparato de posicionamiento de una cuña para su uso en un reactor nuclear de la reivindicación 6, caracterizado porque ambos bloques de tornillos de fijación de ajuste hacen contacto con el saliente de gancho para estabilizarlo.

8. Aparato de posicionamiento de una cuña para su uso en un reactor nuclear de la reivindicación 6, caracterizado

porque el aparato de posicionamiento de cuña utiliza una combinación de la fuerza del muelle y la gravedad para 5 apretar continuamente en el tiempo la cuña dispuesta próxima al por lo menos un conjunto de bomba de chorro.

9. Aparato de posicionamiento de una cuña de la reivindicación 6, caracterizado porque los salientes de gancho contienen una sección de elemento paralelo, una sección de elemento ascendente y una sección elemento descendente de extremo junto a la carril transversal y un accesorio estabilizador del ala conectado a la sección de elemento ascendente y sección de elemento descendente, donde el accesorio estabilizante del ala es paralelo a la sección de elemento ascendente y la sección de elemento descendente y es adyacente al menos un bloque de tornillos de fijación, y ayuda a prevenir el movimiento circunferencial excesivo del aparato de posicionamiento de cuña auxiliar.

10. Aparato de posicionamiento de una cuña de la reivindicación 9, caracterizado porque la sección de elemento paralelo está hacia el exterior de, y unida a, el carril transversal, estando una sección de elemento descendente de extremo fijado a una sección de elemento ascendente medio estando la sección ascendente a su vez fijada a la sección de elemento paralelo próxima al carril transversal.