Conjunto mecánico para garantizar la integridad estructural de una junta de tubería.

Un conjunto de fijación mecánica adaptado para garantizar la integridad estructural de un paso de flujo formado por al menos una primera parte de tubería y una segunda parte de tubería,

comprendiendo el conjunto (40) un miembro (43) de conexión; un primer miembro (44) de fijación fijado al miembro (43) de conexión y adaptado para fijar el miembro de conexión a la primera parte (41) de tubería; y un segundo miembro (45) de fijación fijado al miembro (43) de conexión y adaptado para fijar el miembro de conexión a la segunda parte (42) de tubería, en el que el miembro (43) de conexión comprende un elemento (46) de resorte que ejerce una fuerza que tracciona al primer miembro (44) de fijación y al segundo miembro (45) de fijación haciendo que se acerquen entre sí a lo largo de un eje primario (y) y, por lo tanto, estando adaptado para forzar a la primera parte (41) de tubería y a la segunda parte (42) de tubería una hacia la otra, en el que el elemento (46) de resorte es extensible a lo largo del eje primario (y) mediante una compresión del elemento (46) de resorte a lo largo de un eje secundario (z) que forma un ángulo con respecto al eje primario (y), y en el que el miembro (43) de conexión tiene una primera porción (54), que se extiende entre el primer miembro (44) de fijación y el elemento (46) de resorte, y una segunda porción (55) que se extiende entre el segundo miembro (45) de fijación y el elemento (46) de resorte caracterizado porque el elemento (46) de resorte tiene una forma plana y anular, y porque el miembro (43) de conexión forma una parte integrada fabricada de una única pieza de chapa metálica.

Conjunto mecánico para garantizar la integridad estructural de una junta de tubería Campo técnico de la invención La presente invención versa, en general, acerca del campo de la reparación de tuberías agrietadas en centrales de energía nuclear. Más específicamente, la presente invención versa acerca de un conjunto de fijación mecánica para garantizar la integridad estructural de una junta de tubería de dos o más tuberías o una tubería que forma un paso de fluido en una central de energía nuclear. Especialmente, la presente invención hace referencia a un conjunto de fijación mecánica según el preámbulo de la reivindicación 1.

En el documento US-3.451.697 se da a conocer tal conjunto. El conjunto conocido comprende elementos de resorte que se extienden en torno a las tuberías a ser unidas. El documento US-3451967 se corresponde con el preámbulo de la reivindicación 1.

Antecedentes de la invención y técnica anterior

Un reactor nuclear en una central de energía nuclear tiene una vasija del reactor nuclear, RPV, que normalmente tiene una forma generalmente cilíndrica y está cerrada en ambos extremos, por ejemplo, por medio de un cabezal inferior y un cabezal superior desmontable, para formar un contenedor cerrado. Hay dispuestas una placa del núcleo y una guía superior en el interior de la vasija del reactor nuclear con la guía superior dispuesta encima de la placa del núcleo. La guía superior comprende un número de agujeros. Hay dispuesto un núcleo del reactor nuclear en forma de haces de combustible en el interior de la vasija del reactor nuclear, estando dispuesto cada haz de combustible a través de un agujero en la guía superior y apoyado sobre la placa del núcleo. Algunos reactores nucleares están dotados de una envuelta del núcleo que rodea el núcleo, la placa del núcleo y la guía superior.

La vasija del reactor nuclear está llena de agua que cubre el núcleo y la envuelta. El agua en la vasija del reactor nuclear está dispuesta para que fluya a través del núcleo para refrigerar el núcleo durante la operación del reactor nuclear. Normalmente, se induce el flujo por medio de bombas de circulación dispuestas entre la envuelta y la vasija del reactor nuclear, lo que hace que el agua fluya hacia abajo en el espacio entre la envuelta y la pared de la vasija del reactor nuclear. Las bombas de circulación pueden ser de cualquiera de un número de distintos tipos.

En el caso de un denominado accidente con pérdida de refrigerante, LOCA, una rotura del sistema de conductos de recirculación o del sistema de conductos de vapor durante la operación puede provocar que el agua refrigerante fluya fuera de la vasija del reactor nuclear, reduciendo, de ese modo, el nivel de agua en la vasija del reactor nuclear y exponiendo el núcleo de tal forma que los conjuntos de combustible pueden sobrecalentarse o dañarse. Para evitar tal sobrecalentamiento, el reactor nuclear comprende un sistema de rociado del núcleo que incluye tuberías de suministro de rociado del núcleo, que es suministrado por medio de un conjunto de caja en T de entrada y conectado a un rociador tubular superior de rociado del núcleo y a un rociador tubular inferior de rociado del núcleo por encima del núcleo por medio de un conjunto respectivo de caja en T. Las juntas entre el conjunto de caja en T y los rociadores de rociado del núcleo pueden estar sometidos a una corrosión bajo tensión tras un uso a largo plazo, como se reconoce en el documento US-5.964.029. Tal corrosión bajo tensión puede tener como resultado grietas que pueden dar lugar a fugas. Se han propuesto diversos procedimientos y dispositivos para reparar tales grietas.

El documento US-A-5.964.029 da a conocer un dispositivo de fijación mecánica adaptado para fijar y mantener una tubería agrietada tubular en un reactor nuclear de agua en ebullición. El dispositivo conocido comprende una primera abrazadera operativa para fijar el dispositivo a una tubería en un lado de una grieta, y una segunda abrazadera operativa para fijar el dispositivo a la tubería en el lado contrario de la grieta. Se conecta un tornillo entre las abrazaderas para ejercer una fuerza axial que tiende a cerrar la grieta. Un elemento de resorte dispuesto entre el tornillo y al menos una de las abrazaderas para mantener una fuerza de tracción durante fenómenos transitorios térmicos cuando la tubería tiende a contraerse debido a la introducción de agua fría de rociado del núcleo.

El documento US 2006/0082139 da a conocer una abrazadera de la caja en T del rociador de rociado del núcleo adaptado para ser montada en la caja en T para un rociador interno inferior en el interior de una envuelta de una vasija del reactor nuclear.

El documento US-A-6.375.130 da a conocer un aparato para fijar un colector de distribución de rociado del núcleo, que comprende una primera abrazadera en un primer tubo colector de distribución, una segunda abrazadera en un segundo tubo colector de distribución y un bloque de cuerpo de conexión que conecta las abrazaderas primera y segunda. Cada abrazadera tiene un cuerpo superior de abrazadera y un cuerpo inferior de abrazadera. Además, el bloque de cuerpo de conexión tiene un cuerpo superior y un cuerpo inferior.

Por ejemplo, se proporcionan los conjuntos de caja en T en los rociadores de rociado del núcleo en una ubicación en la vasija del reactor nuclear, que es difícil de alcanzar para un mantenimiento, una reparación o una sustitución. Dado que la reparación tiene que ser llevada a cabo en un breve periodo de tiempo, existe una necesidad de un conjunto que pueda ser montado de forma sencilla y rápida.

El documento DE 195 00 264 C1 da a conocer un elemento anular de resorte, miembros primero y segundo de fijación para fijar dos tuberías.

Sumario de la invención El objeto de la presente invención es proporcionar un conjunto para reparar y fijar tuberías en un reactor nuclear. Un objeto adicional es proporcionar tal conjunto que es sencillo de montar y fijar a tuberías defectuosas. Otro objeto adicional es proporcionar tal conjunto, que garantice la integridad estructural del paso de fluido de forma fiable. Otro objeto adicional es proporcionar tal conjunto que está adaptado para compensar los cambios de dimensiones en las áreas de apriete causados por variaciones térmicas.

Se consiguen estos y otros objetos por medio del conjunto de fijación mecánica definido inicialmente que se caracteriza por las características de la porción de delimitación de la reivindicación 1.

Se facilita el montaje del conjunto por medio de tal elemento de resorte. Al comprimir el elemento de resorte, mediante cualquier herramienta adecuada, se prolonga el miembro de conexión, de forma que pueda ser fijado de forma más sencilla a las partes de tubería en cualquier ubicación que haya sido preparada posiblemente con antelación para recibir los miembros primero y segundo de fijación. Cuando se completa la fijación de los miembros primero y segundo de fijación, se libera la fuerza de compresión, por lo que el elemento de resorte ejercerá una fuerza que tracciona al primer miembro de fijación y al segundo miembro de fijación haciendo que se acerquen entre sí a lo largo de un primer eje y, por lo tanto, también a la primera parte de tubería y a la segunda parte de tubería haciendo que se acerquen entre sí. Tal elemento de resorte también proporcionará una fuerza suficiente si las tuberías que van a ser fijadas son sometidas a cambios de longitud debidos a variaciones térmicas. Por consiguiente, se puede garantizar la integridad estructural del paso de fluido, que está formado, al menos parcialmente, por las partes de tubería de forma conveniente. Se debe hacer notar que el conjunto es adecuado para proporcionar una tubería integrada estructuralmente en cualquier ubicación en la central de energía nuclear o en el reactor nuclear. El conjunto también es adecuado para fijar las dos partes de tubería acercándose entre sí en caso de que haya un componente intermedio entre las partes de tubería, que constituye una parte adicional del paso de fluido. Tal componente intermedio puede ser, por ejemplo, uno cualquiera de los conjuntos de caja en T incluidos en la central de energía nuclear.

El elemento de resorte tiene una forma plana y anular. Tal forma anular puede ser circular o sustancialmente circular, ovalada, elíptica o similar. Además, es posible una forma básica poligonal, aunque de forma ventajosa las esquinas de tal polígono están redondeadas.

De forma ventajosa, la primera porción y la segunda porción pueden extenderse en direcciones contrarias desde el elemento de resorte, por ejemplo en paralelo con el eje primario.

El miembro de conexión puede tener... [Seguir leyendo]

1. Un conjunto de fijación mecánica adaptado para garantizar la integridad estructural de un paso de flujo formado por al menos una primera parte de tubería y una segunda parte de tubería, comprendiendo el conjunto (40)

un miembro (43) de conexión; un primer miembro (44) de fijación fijado al miembro (43) de conexión y adaptado para fijar el miembro de conexión a la primera parte (41) de tubería; y un segundo miembro (45) de fijación fijado al miembro (43) de conexión y adaptado para fijar el miembro de conexión a la segunda parte (42) de tubería,

en el que el miembro (43) de conexión comprende un elemento (46) de resorte que ejerce una fuerza que tracciona al primer miembro (44) de fijación y al segundo miembro (45) de fijación haciendo que se acerquen entre sí a lo largo de un eje primario (y) y, por lo tanto, estando adaptado para forzar a la primera parte (41) de tubería y a la segunda parte (42) de tubería una hacia la otra, en el que el elemento (46) de resorte es extensible a lo largo del eje primario (y) mediante una compresión del

elemento (46) de resorte a lo largo de un eje secundario (z) que forma un ángulo con respecto al eje primario (y) , y en el que el miembro (43) de conexión tiene una primera porción (54) , que se extiende entre el primer miembro (44) de fijación y el elemento (46) de resorte, y una segunda porción (55) que se extiende entre el segundo miembro (45) de fijación y el elemento (46) de resorte caracterizado porque el elemento (46) de resorte tiene una forma plana y anular, y porque el miembro (43) de conexión forma una parte integrada fabricada de una única pieza de chapa metálica.

2. Un conjunto según la reivindicación 1, en el que la primera porción (54) y la segunda porción (55) se extienden en direcciones opuestas desde el elemento (46) de resorte.

3. Un conjunto según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que cada uno del primer miembro

(44) de fijación y del segundo miembro (45) de fijación comprende un miembro (51) de tornillo primario adaptado para ser fijado en un rebaje primario en la primera parte (41) de tubería y en la segunda parte (42) de tubería, respectivamente.

4. Un conjunto según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el conjunto comprende un medio adaptado para fijar el miembro (43) de conexión a las partes (41, 42) de tubería con respecto a una dirección (x) que es perpendicular al eje primario (y) .

5. Un conjunto según las reivindicaciones 3 y 4, en el que dicho medio comprende, en cada uno del primer miembro (44) de fijación y del segundo miembro (45) de fijación, un miembro (52) de tornillo secundario adaptado para ser fijado en un rebaje secundario en la primera parte (41) de tubería y en la segunda parte (42) de tubería, respectivamente.

6. Un conjunto según la reivindicación 5, en el que cada uno de los miembros (51) de tornillo primario se extiende a lo largo de una dirección primaria al interior del rebaje primario y cada uno de los miembros (52) de tornillo secundario se extiende a lo largo de una dirección secundaria al interior del rebaje secundario, en el que la dirección primaria forma un ángulo con la dirección secundaria.

7. Un conjunto según la reivindicación 5, en el que cada uno de los miembros (51) de tornillo primario se extiende a lo largo de una dirección primaria al interior del rebaje primario y cada uno de los miembros (52) de tornillo secundario se extiende a lo largo de una dirección secundaria al interior del rebaje secundario, en el que la dirección primaria es sustancialmente opuesta a la dirección secundaria.

8. Un conjunto según la reivindicación 4, en el que dicho medio comprende un miembro (60) de apriete adaptado para fijar el miembro (43) de conexión a las partes (41, 42) de tubería con respecto a una dirección (x) que es perpendicular al eje primario (y) rodeando al menos una parte de una periferia externa de al menos una de la 45 primera parte (41) de tubería y de la segunda parte (42) de tubería.

9. Un conjunto según la reivindicación 8, en el que el miembro (60) de apriete comprende una primera placa (61) proporcionada en el exterior del elemento (46) de resorte y comprende un primer elemento (71) de abrazadera, y una segunda placa (62) proporcionada en el exterior de la primera placa (61) y comprende un segundo elemento (72) de abrazadera, en el que las placas (61, 62) son giratorias relativamente entre sí para desplazar

los elementos (71, 72) de abrazadera acercándolos y alejándolos entre sí.

10. Un conjunto según una cualquiera de las reivindicaciones 1 y 2, en el que el conjunto comprende un miembro adicional (43’) de conexión; un primer miembro adicional (44’) de fijación fijado al miembro adicional (43’) de conexión y adaptado para fijar el miembro adicional de conexión a la primera parte (41) de tubería; y

un segundo miembro adicional (45’) de fijación fijado al miembro adicional (43’) de conexión y adaptado para fijar el miembro adicional de conexión a la segunda parte (42) de tubería,

en el que el miembro adicional (43’) de conexión comprende un elemento adicional (46’) de resorte que ejerce una fuerza que tracciona el primer miembro adicional (44’) de fijación y el segundo miembro adicional (45’) de fijación haciendo que se acerquen entre sí en paralelo con el eje primario (y) , y está adaptado, de esta manera, para forzar a la primera parte (41) de tubería y a la segunda parte (42) de tubería a acercarse entre sí, y en el

que el elemento adicional (46’) de resorte es extensible en paralelo con el eje primario (y) mediante una compresión del elemento adicional (46’) de resorte a lo largo de un eje secundario que forma un ángulo con respecto al eje primario (y) .

11. Un conjunto según la reivindicación 10, en el que cada uno del primer miembro adicional (44’) de fijación y del segundo miembro adicional (45’) de fijación comprende un miembro (51) de tornillo primario adaptado para ser

fijado en un rebaje primario en la primera parte (41) de tubería y en la segunda parte (52) de tubería, respectivamente.

12. Un conjunto según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el conjunto está adaptado para fijar y mantener un conjunto (31) de caja en T en un reactor nuclear, estando formado el conjunto (31) de caja en T por una tubería principal (33) que se extiende a lo largo de un eje longitudinal (x) y que tiene una pared cilíndrica (34) y un extremo cerrado (35) , la primera parte (41) de tubería y la segunda parte (42) de tubería, estando conectada la primera parte (41) de tubería a la tubería principal (33) por medio de la pared cilíndrica (34) en una primera superficie de contacto, estando conectada la segunda parte (42) de tubería a la tubería principal (33) por medio de a pared cilíndrica (34) en una segunda superficie de contacto y extendiéndose las partes primera y segunda (41, 42) de tubería hacia fuera desde la pared cilíndrica (34) en una dirección opuesta en paralelo con el eje primario (y) .

13. Un conjunto según las reivindicaciones 9 y 12, en el que las placas (61, 62) están adaptadas para ser proporcionadas en el exterior del extremo cerrado (35) de la tubería principal (33) .

14. Un conjunto según una cualquiera de las reivindicaciones 10 a 13, en el que el eje primario (y) es perpendicular

o sustancialmente perpendicular al eje longitudinal (x) .

15. Un conjunto según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el eje primario (y) es perpendicular o sustancialmente perpendicular al eje secundario (z) .

16. Un conjunto según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que una parte intermedia (49) de tubería está dispuesta entre la primera parte (41) de tubería y la segunda parte (42) de tubería.