Sistema de instrumentación interna de un reactor nuclear con tarjeta electrónica evolucionada y procedimiento correspondiente de modificación de un sistema de instrumentación interna de un reactor nuclear.

Sistema (3) de instrumentación interna de un reactor nuclear, del tipo que comprende por lo menos:

- una sonda (7) de medición del flujo de neutrones en el núcleo (5) del reactor nuclear, y

- un cable (9) de desplazamiento de la sonda en el interior del núcleo (5), y

- un dispositivo giratorio (35) de accionamiento del cable de desplazamiento (9),

caracterizado porque el sistema (3) comprende además:

- un dispositivo (44) de determinación de la posición angular del dispositivo giratorio de accionamiento (35), que comprende un emisor sincronizado (45) que comprende a su vez un rotor solidario en rotación al dispositivo de accionamiento (35) y un estator que comprende tres bobinados (53, 55, 57),

y porque el dispositivo de determinación de la posición angular (44) comprende un conjunto electrónico (49) de digitalización de por lo menos dos de las tensiones (S1S2, S2S3, S3S1) en los terminales de los bobinados del estator del emisor sincronizado y de procesamiento digital de estas tensiones digitalizadas para producir por lo menos una señal de salida (A, B, Z; P0 - P15) representativa de la posición angular del dispositivo giratorio de accionamiento (35).

Sistema de instrumentaciïn interna de un reactor nuclear con tarjeta electrïnica evolucionada y procedimiento correspondiente de modificaciïn de un sistema de instrumentaciïn interna de un reactor nuclear.

La presente invenciïn se refiere a un sistema de instrumentaciïn interna de un reactor nuclear, del tipo que comprende por lo menos:

-una sonda de mediciïn del flujo de neutrones en el nïcleo del reactor nuclear,

-un cable de desplazamiento de la sonda en el interior del nïcleo,

-un dispositivo giratorio de accionamiento del cable de desplazamiento, y

-un dispositivo de determinaciïn de la posiciïn angular del dispositivo giratorio de accionamiento, dispositivo de determinaciïn que comprende un emisor sincronizado que comprende a su vez un rotor solidario en rotaciïn al dispositivo de accionamiento y un estator que comprende tres bobinados.

La invenciïn se aplica, por ejemplo, a los reactores nucleares refrigerados mediante agua a presiïn y destinados a alimentar con electricidad las redes elïctricas domïsticas.

Los reactores nucleares tales como los reactores nucleares refrigerados mediante agua a presiïn comprenden un nïcleo constituido por unos ensamblajes de combustible generalmente de forma prismïtica recta que se disponen de manera yuxtapuesta con sus ejes longitudinales en la direcciïn vertical, es decir siguiendo la altura del nïcleo.

Durante el funcionamiento del reactor nuclear, es necesario garantizar permanentemente que el reactor funciona en perfectas condiciones y de acuerdo con las condiciones generales de seguridad establecidas por los reglamentos y las normas.

En particular, es necesario determinar si la producciïn y la distribuciïn volumïtrica del flujo de neutrones asï como la distribuciïn volumïtrica de la potencia emitida en el nïcleo son conformes a las condiciones correspondientes a un funcionamiento normal y satisfactorio del nïcleo.

Para ello, se deben determinar y calcular unos parïmetros de funcionamiento del nïcleo del reactor nuclear, tales como la distribuciïn volumïtrica de la potencia en el nïcleo, los factores de forma del flujo de neutrones o incluso la razïn de crisis de ebulliciïn. Estos parïmetros se determinan en particular a partir de mediciones de flujos de neutrones en el nïcleo que permiten conocer la distribuciïn del flujo de neutrones en el conjunto del nïcleo en tres dimensiones.

Las mediciones de flujo de neutrones en el nïcleo necesarias para la monitorizaciïn continua del reactor nuclear en funcionamiento se realizan generalmente en cïmaras dispuestas en el exterior de la vasija del reactor y se denominan generalmente “cïmaras excore”.

Estas cïmaras que comprenden varios escalones de mediciones (por ejemplo seis) siguiendo la altura del nïcleo se disponen generalmente para efectuar las mediciones en cuatro zonas en la periferia del nïcleo del reactor nuclear y estïn situadas simïtricamente con respecto a dos planos de simetrïa axial del nïcleo que forman entre sï un ïngulo de 90ï.

Las cïmaras escalonadas de los detectores excore permiten obtener unas mediciones de flujo a diferentes niveles siguiendo la altura del nïcleo y en las cuatro zonas distribuidas alrededor del nïcleo, en la direcciïn circunferencial. No obstante, estos dispositivos externos sïlo proporcionan unos valores aproximados del flujo de neutrones en el interior del nïcleo y una representaciïn aproximativa de la distribuciïn del flujo de neutrones. Debido a ello, los parïmetros de monitorizaciïn se obtienen de manera poco precisa y, por seguridad, se deben prever unos mïrgenes mïs grandes con respecto a los valores crïticos de estos parïmetros que no deben ser alcanzados o superados.

Para obtener una representaciïn mïs exacta de la distribuciïn de flujo de neutrones en el nïcleo, se efectïan, de manera complementaria, a intervalos de tiempo regulares aunque relativamente largos, por ejemplo del orden de un mes, unas mediciones de flujo de neutrones en el interior del nïcleo, utilizando unas sondas de mediciïn mïviles de muy pequeïas dimensiones, denominadas “sondas incore”, que estïn constituidas generalmente por unas cïmaras de fisiïn. Estas sondas mïviles pertenecen al sistema de instrumentaciïn interna del reactor nuclear, tambiïn denominado RIC, Reactor In Core.

Cada una de las sondas incore se fija al extremo de un cable flexible, como por ejemplo un cable de la empresa Tïlïflex, que garantiza su desplazamiento en el interior de una vïa de mediciïn del sistema de instrumentaciïn interna del reactor nuclear. Cada una de las vïas de mediciïn desemboca, por uno de sus extremos, en una sala de instrumentaciïn situada en la parte inferior del edificio del reactor. El desplazamiento de las sondas de fisiïn en las vïas de mediciïn se garantiza desde la sala de instrumentaciïn gracias a unas unidades de mando que comprenden unos dispositivos giratorios de accionamiento de los cables, por ejemplo en forma de ruedas dentadas.

Cada una de las vïas de mediciïn comprende, en el interior del nïcleo del reactor nuclear, un tubo de instrumentaciïn de un ensamblaje de combustible y un dedo frïo situado en el interior del tubo de instrumentaciïn en el que circula la sonda de fisiïn. Las mediciones de flujo de neutrones se realizan en unos canales de mediciïn constituidos por los tubos de instrumentaciïn de direcciïn vertical de un conjunto de ensamblajes de combustibles distribuidos por toda la secciïn del nïcleo.

Por ejemplo, en el caso de un nïcleo que comprende ciento setenta y siete ensamblajes de combustible, se utilizan generalmente cincuenta y seis vïas de mediciïn. Se utilizan cincuenta ocho vïas de mediciïn para un nïcleo de ciento noventa y tres ensamblajes de combustible, cuarenta y ocho y cincuenta vïas de mediciïn para un nïcleo de ciento cincuenta y siete ensamblajes de combustible y sesenta vïas de mediciïn para un nïcleo de dos cientos cinco ensamblajes de combustible.

Las mediciones de flujo de neutrones se realizan durante el desplazamiento a poca velocidad de las sondas incore mïviles siguiendo toda la altura del nïcleo. De este modo se pueden realizar numerosos puntos de mediciïn del flujo de neutrones siguiendo la altura del nïcleo, con un espaciado reducido. Se pueden realizar, por ejemplo, unas mediciones en seiscientos puntos distribuidos siguiendo la altura de cada uno de los canales de mediciïn. Por otro lado, teniendo en cuenta la distribuciïn de los ensamblajes de combustible instrumentados en el nïcleo y las simetrïas del nïcleo, se obtiene una imagen suficientemente representativa del flujo de neutrones, en forma de un mapa de flujo. La determinaciïn precisa del mapa del flujo sïlo se realiza periïdicamente utilizando las sondas mïviles, en el caso de los procedimientos de explotaciïn conocidos.

Con el fin de obtener un mapa de flujo correcto, es necesario conocer las posiciones exactas de las sondas en el nïcleo del reactor nuclear durante la adquisiciïn de las mediciones de flujo.

Para ello, en los sistemas de instrumentaciïn interna del tipo mencionado anteriormente, se utiliza un dispositivo de determinaciïn de la posiciïn angular de la rueda de accionamiento del cable de desplazamiento de la sonda cuya posiciïn se pretende conocer. El dispositivo de determinaciïn de la posiciïn angular comprende un emisor sincronizado que se dispone en la sala de instrumentaciïn, dispuesto a su vez en el edificio del reactor nuclear, y un receptor sincronizado alejado del edificio del reactor y generalmente dispuesto en o cerca de la sala de mando del reactor nuclear.

El emisor sincronizado comprende un rotor provisto de un bobinado puesto a una tensiïn alternativa de modulaciïn, por ejemplo de 220 V y a una frecuencia de 50 Hz. Este rotor es solidario en rotaciïn a la rueda de accionamiento. El emisor sincronizado tambiïn comprende un estator provisto de tres bobinados colocados a 120ï uno de otro. El campo magnïtico resultante de la rotaciïn del rotor genera unas tensiones en los terminales de los bobinados del estator cuyas amplitudes dependen de la posiciïn angular del rotor y, por lo tanto, de la rueda de accionamiento.

El receptor sincronizado presenta una estructura anïloga y funciona segïn un principio inverso. Los tres bobinados de su estator son alimentados por las tensiones procedentes de los terminales de los bobinados del estator del emisor sincronizado y crean un campo magnïtico cuya orientaciïn reproduce la posiciïn angular del rotor del emisor sincronizado. El rotor del receptor sincronizado se alinea entonces sobre este campo magnïtico y presenta una posiciïn angular que depende por lo tanto de la posiciïn de la... [Seguir leyendo]

1. Sistema (3) de instrumentaciïn interna de un reactor nuclear, del tipo que comprende por lo menos:

-una sonda (7) de mediciïn del flujo de neutrones en el nïcleo (5) del reactor nuclear, y

-un cable (9) de desplazamiento de la sonda en el interior del nïcleo (5) , y

-un dispositivo giratorio (35) de accionamiento del cable de desplazamiento (9) ,

caracterizado porque el sistema (3) comprende ademïs:

-un dispositivo (44) de determinaciïn de la posiciïn angular del dispositivo giratorio de accionamiento (35) , que comprende un emisor sincronizado (45) que comprende a su vez un rotor solidario en rotaciïn al dispositivo de accionamiento (35) y un estator que comprende tres bobinados (53, 55, 57) ,

y porque el dispositivo de determinaciïn de la posiciïn angular (44) comprende un conjunto electrïnico (49) de digitalizaciïn de por lo menos dos de las tensiones (S1S2, S2S3, S3S1) en los terminales de los bobinados del estator del emisor sincronizado y de procesamiento digital de estas tensiones digitalizadas para producir por lo menos una seïal de salida (A, B, Z; P0 - P15) representativa de la posiciïn angular del dispositivo giratorio de accionamiento (35) .

2. Sistema segïn la reivindicaciïn 1, caracterizado porque comprende un armario de control y de mando (39) , que estï destinado a estar dispuesto fuera del edificio del reactor nuclear y que contiene el conjunto electrïnico (49) .

3. Sistema segïn la reivindicaciïn 1 o 2, caracterizado porque el conjunto electrïnico (49) comprende:

-un mïdulo (67) de determinaciïn de las tensiones (S1S2, S2S3, S3S1) en los terminales de los bobinados (53, 55, 57) del estator del emisor sincronizado,

-eventualmente un mïdulo (69) de adaptaciïn de las tensiones determinadas,

-un mïdulo (71) de digitalizaciïn de por lo menos dos tensiones (S1S2, S2S3) de las tensiones determinadas y eventualmente adaptadas, y

-un mïdulo (61) de procesamiento digital de las tensiones digitalizadas.

4. Sistema segïn una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el conjunto electrïnico (49) comprende un mïdulo (63) de producciïn de seïales de salida de tipo codificador incremental (A, B, Z) .

5. Sistema segïn una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el dispositivo de determinaciïn de la posiciïn angular (44) es apto para determinar la posiciïn de la sonda (7) por procesamiento digital de las tensiones digitalizadas, y porque el conjunto electrïnico (49) comprende un mïdulo (63) de producciïn de seïales de salida de tipo codificador absoluto (P0 -P15) .

6. Sistema segïn una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el conjunto electrïnico (49) es un conjunto de digitalizaciïn de solamente dos tensiones (S1S2, S2S3) de las tensiones determinadas y eventualmente adaptadas.

7. Sistema segïn una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el conjunto electrïnico (49) comprende un mïdulo (95) de detecciïn de una bajada de tensiïn adaptado para activar la copia de seguridad de la posiciïn determinada.

8. Sistema segïn una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el conjunto electrïnico (49) comprende un mïdulo (93) de ajuste de la posiciïn determinada, que estï destinado a ser conectado a un microinterruptor cuyo estado es modificado por el paso de la sonda (7) a una posiciïn determinada.

9. Sistema segïn una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el conjunto electrïnico (49) comprende un generador (91) de alimentaciïn de un bobinado (51) del rotor del emisor sincronizado (45) en tensiïn de modulaciïn.

10. Procedimiento de modificaciïn de un sistema de instrumentaciïn interna (3) de un reactor nuclear, comprendiendo el sistema de instrumentaciïn interna (3) por lo menos:

-una sonda (7) de mediciïn del flujo de neutrones en el nïcleo (5) del reactor nuclear, -un cable de desplazamiento (9) de la sonda en el interior del nïcleo (5) ,

-un dispositivo giratorio (35) de accionamiento del cable de desplazamiento (9) , y

- un dispositivo (44) de determinaciïn de la posiciïn angular del dispositivo giratorio de accionamiento (35) , que comprende un emisor sincronizado (45) , un receptor sincronizado y por lo menos un codificador de posiciïn, comprendiendo el emisor sincronizado a su vez un rotor solidario en rotaciïn al dispositivo giratorio de accionamiento (35) y un estator que comprende tres bobinados (53, 55, 57) , comprendiendo el receptor sincronizado a su vez un rotor solidario en rotaciïn al codificador de posiciïn y un estator que comprende tres bobinados conectados a los bobinados del estator del emisor sincronizado,

caracterizado porque el procedimiento comprende una etapa de sustituciïn del receptor sincronizado y del codificador de posiciïn por un conjunto electrïnico (49) de digitalizaciïn de por lo menos dos de las tensiones (S1S2, S2S3, S3S1) en los terminales de los bobinados del estator del emisor sincronizado y de procesamiento digital de estas tensiones digitalizadas para producir por lo menos una seïal de salida (A, B, Z; P0 - P15) representativa de la posiciïn angular del dispositivo giratorio de accionamiento.