Aparato y sistema para amortiguar la vibración experimentada por un objeto.

Un aparato (200) para amortiguar la vibración experimentada por un tubo (20) rociador integrado con una estructura dentro de una vasija de presión del reactor (RPV) (10) de una planta de energía nuclear;

en el que el aparato comprende:

una placa (215) de apoyo configurada para proporcionar una barrera entre un tubo (20) rociador y una estructura, en el que la estructura se encuentra dentro de una vasija de presión del reactor (RPV) (10) de una planta de energía nuclear, y en el que el tubo (20) rociador comprende una orejeta (110) superior y una orejeta (110) inferior situadas en una superficie exterior del tubo (20) rociador;

una sección (210) inferior para sujetar una porción del tubo (20) rociador, comprendiendo la sección inferior: un primer tornillo (225) de elevación; un primer collarín (220) de engarce para asegurar una posición del primer tornillo (225) de elevación y para la colocación del primer tornillo (225) de elevación en una posición designada; una primera superficie inferior que se integra con la placa (215) de apoyo; y una segunda superficie inferior para sujetar una porción del tubo (20) rociador, en el que la segunda superficie inferior comprende una muesca inferior para acoplarse con la orejeta (110) inferior;

una sección (205) superior conectada de manera deslizable a la sección (210) inferior para sujetar otra porción del tubo (20) rociador, comprendiendo la sección superior: un orificio, en el que el primer tornillo (225) de elevación se configura para moverse a través de la sección (210) inferior, después en el orificio, y después terminar en una porción de la placa (215) de apoyo para conectar la sección (205) superior a la sección (210) inferior; una primera superficie superior que se integra con la placa (215) de apoyo; y una segunda superficie superior para sujetar una porción del tubo (20) rociador, en el que la segunda superficie superior comprende una muesca superior para acoplarse con la orejeta (110) superior;

en el que la sección (210) inferior, la sección (205) superior y la placa (215) de apoyo aseguran cooperativamente el tubo (20) rociador a una distancia desde una superficie opuesta de la placa (215) de apoyo, y permiten la amortiguación de una vibración experimentada por el tubo (20) rociador.

Aparato y sistema para amortiguar la vibración experimentada por un objeto Antecedentes de la invención

La presente solicitud se refiere, en general, a reactores nucleares; y más particularmente, a un sistema para amortiguar el nivel de vibración experimentado por las tuberías del sistema dentro de una vasija de presión del

reactor nuclear.

En la Figura 1 se muestra un tipo de reactor nuclear, un reactor de agua en ebullición convencional (BWR). Durante el funcionamiento del reactor, el agua refrigerante que circula dentro de una vasija de presión del reactor (RPV) 10 se calienta por la fisión nuclear producida en el núcleo 35 de combustible nuclear. El agua de alimentación es admitida en el RPV 10 a través de una entrada de agua de alimentación 15 y un tubo 20 rociador de agua de alimentación, que está adyacente a una línea 105 de pulverización del núcleo. El agua de alimentación se hace fluir hacia abajo a través de un anillo 25 de bajante, que es una región anular entre el RPV 10 y una envuelta 30 del núcleo 30.

La envuelta 30 del núcleo es un cilindro de acero inoxidable que rodea el núcleo 35 de combustible nuclear, incluyendo una pluralidad de conjuntos 40 de haces de combustible (solo unos pocos se ilustran en la Figura 1). Una guía 45 superior y una placa 50 de núcleo soporta cada uno de los conjuntos 40 de haces de combustible.

El agua refrigerante se hace fluir hacia abajo a través del anillo 25 de bajante y dentro de la cámara 55 inferior del núcleo. Después, el agua en la cámara 55 inferior del núcleo se hace fluir hacia arriba a través del núcleo 35 de combustible nuclear. En particular, el agua entra en los conjuntos 40 de haces de combustible, en los que se establece una capa límite de ebullición. Una mezcla de agua y vapor sale del núcleo 35 de combustible nuclear y entra en la cámara 60 superior del núcleo debajo del cabezal 65 de la envuelta. La mezcla de vapor-agua se hace fluir después a través de columnas 70 de alimentación en la parte superior del cabezal 65 de la envuelta y entra en los separadores 75 de vapor, que separan el agua del vapor. El agua separada se recircula de nuevo al anillo 25 de bajante y el vapor se hace fluir hacia fuera del RPV 10 y a una turbina de vapor, o similar, (no ilustrada).

El BWR incluye también un sistema de recirculación de refrigerante, que proporciona el flujo por convección forzada a través del núcleo 35 de combustible nuclear necesario para alcanzar la densidad de potencia requerida. Una porción del agua se extrae del extremo inferior del anillo 25 de bajante a través de la salida 80 de agua de recirculación y se obliga por una bomba de recirculación (no ilustrada) en una pluralidad de conjuntos 85 de bombas de chorro (uno se ¡lustra en la Figura 1) a través de las entradas 90 de agua de recirculación. Los conjuntos 85 de bombas de chorro están normalmente distribuidos circunferencialmente alrededor de la envuelta 30 del núcleo y proporcionan el flujo del núcleo del reactor necesario. Un BWR típico tiene de dieciséis hasta veinticuatro mezcladores 95 de entrada.

Como se ilustra en la Figura 1, un conjunto 85 de bombas de chorro convencional comprende un par de mezcladores 95 de entrada. Cada mezclador 95 de entrada tiene un codo soldado al mismo, que recibe agua de conducción presurizada de una bomba de recirculación (no ilustrada) a través de un elevador 100 de entrada. Un tipo de mezclador 95 de entrada comprende un conjunto de cinco boquillas distribuidas circunferencialmente en ángulos iguales alrededor del eje del mezclador de entrada (no ilustrado en las figuras). Aquí, cada boquilla se estrecha radialmente hacia dentro en la salida de la boquilla. Esta boquilla convergente energiza el conjunto 85 de bombas de chorro. Una abertura de entrada secundaria (no ilustrada) está radialmente exterior de las salidas de boquilla. Por lo tanto, a medida que salen los chorros de agua de las boquillas, el agua del anillo 25 de bajante se introduce en el mezclador 95 de entrada a través de la abertura de entrada secundaria, donde se produce después la mezcla con el agua procedente de la bomba de recirculación.

Durante el funcionamiento del RPV 10, el flujo a través del tubo 20 rociador de agua de alimentación contiene las fluctuaciones de presión de diversas fuentes en el sistema del reactor. Estas fluctuaciones de presión pueden tener frecuencias próximas a uno o más modos de vibración naturales del tubo 20 rociador de agua de alimentación. Los modos de vibración experimentados por el tubo 20 rociador de agua de alimentación dependen, en parte, de la precarga y de las soldaduras en las orejetas 110 (no ilustradas en la Figura 1) del tubo 20 rociador de agua de alimentación. Las soldaduras pueden servir también para mantener el tubo 20 rociador de agua de alimentación a una distancia específica de la línea 105 de pulverización del núcleo. Además de las fluctuaciones de presión, pueden haber otras fuentes de vibración que pueden tener frecuencias cerca de uno o más modos de vibración naturales del tubo 20 rociador de agua de alimentación. Cuando una frecuencia de excitación está cerca de las frecuencias naturales del tubo 20 rociador de agua de alimentación, la vibración resultante puede agrietar las soldaduras en las orejetas 110 y retirar la precarga del tubo 20 rociador de agua de alimentación. Esto puede resultaren una pérdida de la indicación de flujo del núcleo, lo que puede requerirla parada del RPV 10.

Existen algunos problemas posibles con los sistemas actualmente conocidos para la amortiguación de la vibración. Los sistemas actualmente conocidos implican volver a soldar las orejetas 110, lo que puede conducir a un fallo de repetición. Estos sistemas requieren generalmente un tiempo de instalación más largo y exponen a los operarios a un mayor período de radiactividad.

Por las razones antes mencionadas, existe la necesidad de un nuevo sistema para la amortiguación de la vibración experimentada por el tubo 20 rociador de agua de alimentación. El sistema no debe requerir soldadura. El sistema debe reducir el tiempo de instalación y disminuir la exposición del operario a la radiactividad.

El documento US 2008/0296470 A1 se refiere a un procedimiento y aparato para reparar un soporte para una línea de bombas de chorro y describe el uso de una abrazadera de soporte para la reparación, sustitución de la línea de detección y la prevención o reducción de daños.

El documento US2004/0022343 A1 desvela una abrazadera para un brazo de extremo del rociador de agua de alimentación, en el que la abrazadera comprende una placa de apoyo, una sección superior y una inferior, y un tornillo de elevación para la conexión de ambas secciones.

El documento US 5.839.192 desvela una abrazadera para la reparación de una tubería de suministro de pulverización del núcleo agrietada, en el que la abrazadera comprende una sección superior y una inferior.

Breve descripción de la invención

De acuerdo con una realización de la presente invención, se proporciona un aparato para amortiguar la vibración experimentada por un tubo rociador integrado con una estructura dentro de una vasija de presión del reactor (RPV) de una planta de energía nuclear, estando el aparato de acuerdo con la reivindicación 1 del presente documento.

De acuerdo con otra realización de la presente invención, se proporciona un sistema para reducir la vibración experimentada por un tubo dentro de una vasija de presión del reactor nuclear (RPV), estando el sistema de acuerdo con la reivindicación 8 del presente documento.

Breve descripción de los dibujos

A continuación se presenta una descripción detallada de las realizaciones de la invención a modo de ejemplo solamente con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

La Figura 1 es un esquema que ¡lustra el entorno en el que funciona una realización de la presente invención;

La Figura 2 es un esquema que ¡lustra una vista isométrica parcialmente en despiece de una realización de una abrazadera de reparación dentro de un entorno en el que funciona la presente Invención;

Las Figuras 3A-3B, colectivamente Figura 3, son esquemas que ¡lustran vistas ¡sométricas en despiece de una abrazadera de reparación de acuerdo con una realización de la presente Invención;

Las Figuras 4A-4B, colectivamente Figura 4, son diagramas esquemáticos que ¡lustran vistas en alzado isométrlcas y laterales de una abrazadera de reparación montada que asegura una porción de tubo rociador de agua de alimentación de acuerdo con una realización de la presente invención; y

La Figura 5 es un esquema que ilustra una vista en planta de una abrazadera de reparación instalada... [Seguir leyendo]

1. Un aparato (200) para amortiguar la vibración experimentada por un tubo (20) rociador integrado con una estructura dentro de una vasija de presión del reactor (RPV) (10) de una planta de energía nuclear; en el que el aparato comprende:

una placa (215) de apoyo configurada para proporcionar una barrera entre un tubo (20) rociador y una estructura, en el que la estructura se encuentra dentro de una vasija de presión del reactor (RPV) (10) de una planta de energía nuclear, y en el que el tubo (20) rociador comprende una orejeta (110) superior y una orejeta (110) inferior situadas en una superficie exterior del tubo (20) rociador;

una sección (210) Inferior para sujetar una porción del tubo (20) rociador, comprendiendo la sección inferior: un primer tornillo (225) de elevación; un primer collarín (220) de engarce para asegurar una posición del primer tornillo (225) de elevación y para la colocación del primer tornillo (225) de elevación en una posición designada; una primera superficie Inferior que se Integra con la placa (215) de apoyo; y una segunda superficie Inferior para sujetar una porción del tubo (20) rociador, en el que la segunda superficie Inferior comprende una muesca inferior para acoplarse con la orejeta (110) Inferior;

una sección (205) superior conectada de manera deslizable a la sección (210) Inferior para sujetar otra porción del tubo (20) rociador, comprendiendo la sección superior: un orificio, en el que el primer tornillo (225) de elevación se configura para moverse a través de la sección (210) inferior, después en el orificio, y después terminar en una porción de la placa (215) de apoyo para conectar la sección (205) superior a la sección (210) inferior; una primera superficie superior que se Integra con la placa (215) de apoyo; y una segunda superficie superior para sujetar una porción del tubo (20) rociador, en el que la segunda superficie superior comprende una muesca superior para acoplarse con la orejeta (110) superior;

en el que la sección (210) Inferior, la sección (205) superior y la placa (215) de apoyo aseguran cooperativamente el tubo (20) rociador a una distancia desde una superficie opuesta de la placa (215) de apoyo, y permiten la amortiguación de una vibración experimentada por el tubo (20) rociador.

2. El aparato de la reivindicación 1, en el que la sección (205) superior comprende:

un segundo tornillo (235) de elevación para colocar la sección (205) superior a la placa (215) de apoyo, en el que el segundo tornillo (235) de elevación se asegura por un segundo collarín (230) de engarce; y

al menos un tornillo (245) de sujeción para la sujeción de la sección (205) superior y de la sección (210) inferior en el tubo (20) rociador, en el que el al menos un tornillo (245) de sujeción se asegura por el segundo collarín (230) de engarce.

3. El aparato de la reivindicación 2, que comprende además una placa (240) de sujeción, en el que la placa (240) de sujeción proporciona una superficie de apoyo entre el al menos un tornillo (245) de sujeción y el segundo tornillo (235) de elevación.

4. El aparato de la reivindicación 3, en el que la sección (205) superior comprende una cavidad que permite alojar una porción del segundo collarín (230) de engarce, una porción de la placa (215) de apoyo, y una porción de la placa (240) de sujeción.

5. El aparato de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que una longitud de la placa (215) de apoyo se extiende más allá de una longitud combinada de la sección (205) superior y de la sección (210) inferior cuando la sección (205) superior está integrada con la sección (210) inferior.

6. El aparato de la reivindicación 2, en el que una carga de compresión aplicada a la sección (205) superior y a la sección (210) inferior por el al menos un tornillo (245) de sujeción restringe el movimiento de la orejeta (110) superior y de la orejeta (110) inferior.

7. El aparato de la reivindicación 6, en el que la carga de compresión aplicada a la sección (205) superior y a la sección (210) inferior por al menos un tornillo (245) de sujeción restaura una precarga en el tubo (20) rociador.

8. Un sistema para reducir la vibración experimentada por un tubo dentro de una vasija de presión del reactor nuclear (RPV), comprendiendo el sistema:

un núcleo (35) de combustible nuclear que comprende una pluralidad de conjuntos (40) de haces de combustible;

una entrada (15) de agua de alimentación; un tubo (20) rociador de agua de alimentación; una línea (105) de pulverización del núcleo; y

una abrazadera (200) correspondiente al aparato de cualquiera de las reivindicaciones anteriores;

en el que la abrazadera está conectada a una porción del tubo (20) rociador de agua de alimentación para

reducir un nivel de vibración experimentado por el tubo rociador de agua de alimentación; y en el que la

abrazadera aplica una carga de compresión al tubo rociador de agua de alimentación y coloca el tubo rociador de agua de alimentación a una distancia de la línea (105) de pulverización del núcleo.