Terminal inferior de extremo de ensamblaje de combustible nuclear.

Terminal inferior de extremo (10) de ensamblaje de combustible nuclear (2),

del tipo que comprende una placa (18) agujereada para permitir el paso de agua a través de la misma, presentando el terminal de extremo unas caras laterales (24), y por lo menos un elemento antirresiduos (22) dispuesto en una cara lateral (24) para bloquear residuos susceptibles de pasar entre el terminal inferior de extremo y otro terminal inferior de extremo adyacente, en el que, en el estado libre, el o cada elemento antirresiduos (22) sobresale permanentemente de la cara lateral (24) en la que está dispuesto, siendo el o cada elemento antirresiduos (22) deformable elásticamente de manera que se retrae en dirección a la cara lateral (24) en caso de esfuerzo ejercido sobre el elemento antirresiduos (22) en dirección a la cara lateral (24),

caracterizado por que comprende una acanaladura (32) dispuesta en la cara lateral (24) de manera que el elemento antirresiduos (22) se retrae en la acanaladura (32) en caso de esfuerzo ejercido sobre el elemento antirresiduos (22) en dirección a la cara lateral (24).

Terminal inferior de extremo de ensamblaje de combustible nuclear.

La presente Invención se refiere a un terminal Inferior de extremo de ensamblaje de combustible nuclear, del tipo que comprende una placa agujereada para permitir el paso de agua a través de la misma, presentando el terminal de extremo unas caras laterales, y por lo menos un elemento antirresiduos dispuesto en una cara lateral para bloquear residuos susceptibles de pasar entre el terminal inferior de extremo y otro terminal inferior de extremo adyacente.

Un ensamblaje de combustible nuclear para reactor de agua a presión (PWR) comprende clásicamente un haz de barras de combustible nuclear y un armazón, comprendiendo el armazón un terminal inferior de extremo, un terminal superior de extremo, unos tubos guía que unen el terminal inferior de extremo al terminal superior de extremo, y unas rejillas de mantenimiento fijadas a los tubos guía. Las barras se extienden entre el terminal inferior de extremo y el terminal superior de extremo, y a través de las rejillas que las mantienen en el armazón.

En funcionamiento, el ensamblaje está dispuesto en un reactor nuclear de manera que las barras se extienden verticalmente, y fluye agua a gran velocidad a lo largo de las barras de los ensamblajes de combustible nuclear, pasando a través del terminal inferior de extremo y del terminal superior de extremo. El agua sirve de fluido caloportador para los intercambios de calor, y de moderador para la reacción nuclear.

Existe un riesgo de que residuos transportados por el agua dañen las barras del ensamblaje de combustible e impongan una parada del reactor con vistas a cambiar una barra o todo el ensamblaje. Ahora bien, los ensamblajes son costosos, y la parada de un reactor resulta cara para el explotador. Para limitar este riesgo, el terminal inferior de extremo presenta entre otras la función de filtrar los residuos para impedir que pasen a través del terminal inferior de extremo.

No obstante, subsiste el riesgo de que pasen residuos entre dos terminales inferiores de extremo de dos ensamblajes dispuestos uno al lado de otro en el reactor.

El documento JP 6347 describe un terminal inferior de extremo del tipo mencionado anteriormente, que comprende un elemento antirresiduos dispuesto en una cara lateral del terminal de extremo, estando el elemento antirresiduos realizado en una aleación con memoria de forma de manera que el elemento antirresiduos sobresale de la cara lateral a partir de una temperatura próxima a la temperatura de funcionamiento del reactor (Indicada como de 3°C) para filtrar los residuos, y no sobresale de la cara lateral por debajo de esta temperatura de funcionamiento para facilitar la inserción o la extracción del ensamblaje respectivamente en o fuera del núcleo del reactor.

Sin embargo, este terminal Inferior de extremo no permite filtrar los residuos que pasan entre los ensamblajes durante las fases de arranque y de parada del reactor, durante las cuales la temperatura del reactor es muy inferior a la temperatura de funcionamiento, aun cuando estas fases son críticas. Las fases de arranque son en particular críticas debido a que los residuos pueden deberse a manipulaciones efectuadas durante la parada del reactor, antes de su nuevo arranque.

Un objetivo de la invención es prever un terminal Inferior de extremo de ensamblaje de combustible nuclear que permita un bloqueo eficaz de los residuos, facilitando al mismo tiempo la Instalación del ensamblaje en el interior del reactor.

Para ello, la invención propone un terminal inferior de extremo del tipo mencionado anteriormente, caracterizado por que, en el estado libre, el o cada elemento antirresiduos sobresale permanentemente de la cara lateral en la que está dispuesto, siendo el o cada elemento antirresiduos deformable elásticamente de manera que se retrae en dirección a la cara lateral en caso de fuerza ejercida sobre el elemento antirresiduos en dirección a la cara lateral, al interior de una acanaladura dispuesta en la cara lateral de manera que el elemento antirresiduos se retrae al interior de la acanaladura en caso de fuerza ejercida sobre el elemento antirresiduos en dirección a la cara lateral.

Según otros modos de realización, el terminal inferior de extremo comprende una o varias de las siguientes características, consideradas de manera aislada o según todas las combinaciones técnicamente posibles:

- el elemento antirresiduos es alargado y presenta dos porciones laterales apoyadas en la cara lateral y una porción central que sobresale de la cara lateral, separándose las porciones laterales una de la otra en caso de fuerza ejercida sobre el elemento antirresiduos en dirección a la cara lateral;

- las porciones laterales están apoyadas en un fondo de la acanaladura de anchura más grande que la distancia entre los bordes libres de las porciones laterales del elemento antirresiduos en el estado libre, sobresaliendo la porción central a través de una abertura de la acanaladura que desemboca en la cara lateral;

- la abertura presenta una anchura inferior a dicha distancia entre los bordes libres de las porciones laterales del elemento antirresiduos en el estado libre;

- la acanaladura está definida por una ranura dispuesta en la cara lateral y que forma el fondo de la acanaladura y por lo menos un elemento de retención que se extiende en voladizo a partir de un borde de la ranura, delimitando el borde libre del elemento de retención la abertura;

- comprende dos elementos de retención que se extienden en voladizo uno hacia el otro a partir de los bordes opuestos de la ranura y que delimitan la abertura entre sus bordes libres;

- comprende una serie de elementos de retención espaciados mutuamente y repartidos a lo largo de una porción lateral en el sentido de la longitud del elemento antirresiduos, manteniendo cada elemento de retención la porción lateral apoyada en la cara lateral y permitiendo un deslizamiento de la porción lateral sobre la cara lateral;

- una porción lateral comprende en su borde libre unas muescas en las que se alojan los elementos de retención que garantizan el mantenimiento de la porción lateral sobre la cara lateral;

- el elemento antirresiduos comprende por lo menos una pata plana que prolonga una porción lateral en el sentido de la longitud del elemento antirresiduos y enganchada por debajo de un elemento de retención previsto para mantener la porción lateral apoyada en la cara lateral, permitiendo al mismo tiempo un deslizamiento de la porción lateral sobre la cara lateral; y

- el o cada elemento antirresiduos comprende unos orificios de circulación de agua a través del elemento antirresiduos.

La Invención también se refiere a un ensamblaje de combustible nuclear que comprende un haz de barras de combustible nuclear y un armazón de mantenimiento de las barras, comprendiendo el armazón un terminal superior de extremo y un terminal inferior de extremo entre los que se extienden las barras, siendo el terminal Inferior de extremo un terminal inferior de extremo tal como se ha definido anteriormente.

La invención y sus ventajas se entenderán mejor con la lectura de la siguiente descripción, facilitada únicamente a modo de ejemplo, y realizada con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

- la figura 1 es una vista esquemática lateral de dos ensamblajes de combustible nuclear provistos de terminales inferiores de extremo que comprenden unos elementos antirresiduos según la invención;

- la figura 2 es una vista ampliada de los terminales inferiores de extremo de los ensamblajes de la figura 1;

- la figura 3 es una vista parcial en perspectiva de uno de los terminales inferiores de extremo de la figura 2;

- las figuras 4 y 5 son unas vistas en corte del terminal inferior de extremo según IV-IV en la figura 3, que ilustran un elemento antirresiduos en dos configuraciones diferentes;

- las figuras 6 y 7 son unas vistas análogas a la de la figura 3 e ilustran otros modos de realización de terminal inferior de extremo; y

- las figuras 8 y 9 son unas vistas respectivamente parcial en perspectiva y en corte transversal de un elemento antirresiduos según una variante.

La figura 1 representa dos ensamblajes 2 de combustible nuclear idénticos colocados uno al lado de otro sobre la placa inferior 4 del núcleo de un reactor nuclear de agua a presión (PWR).

Cada ensamblaje 2 es alargado según un eje longitudinal L que se extiende de manera sustancialmente vertical cuando el ensamblaje 2 está dispuesto en el núcleo del reactor. A continuación, los términos "arriba" y "abajo" se entienden con referencia a la posición del ensamblaje 2 en el reactor.

Cada ensamblaje 2 comprende... [Seguir leyendo]

1. Terminal inferior de extremo (1) de ensamblaje de combustible nuclear (2), del tipo que comprende una placa (18) agujereada para permitir el paso de agua a través de la misma, presentando el terminal de extremo unas caras laterales (24), y por lo menos un elemento antirresiduos (22) dispuesto en una cara lateral (24) para bloquear residuos susceptibles de pasar entre el terminal inferior de extremo y otro terminal inferior de extremo adyacente,

en el que, en el estado libre, el o cada elemento antirresiduos (22) sobresale permanentemente de la cara lateral (24) en la que está dispuesto, siendo el o cada elemento antirresiduos (22) deformable elásticamente de manera que se retrae en dirección a la cara lateral (24) en caso de esfuerzo ejercido sobre el elemento antirresiduos (22) en dirección a la cara lateral (24),

caracterizado por que comprende una acanaladura (32) dispuesta en la cara lateral (24) de manera que el elemento antirresiduos (22) se retrae en la acanaladura (32) en caso de esfuerzo ejercido sobre el elemento antirresiduos (22) en dirección a la cara lateral (24).

2. Terminal inferior de extremo según la reivindicación 1, en el que el elemento antirresiduos (22) es alargado y presenta dos porciones laterales (42) apoyadas en la cara lateral (24) y una porción central (44) que sobresale de la cara lateral (24), separándose las porciones laterales (42) una de la otra en caso de esfuerzo ejercido sobre el elemento antirresiduos (22) en dirección a la cara lateral (24).

3. Terminal inferior de extremo según la reivindicación 2, en el que las porciones laterales (42) están apoyadas en un fondo (4) de la acanaladura (32) de anchura (W2) más grande que la distancia (W3) entre los bordes libres de las porciones laterales (42) del elemento antirresiduos (22) en el estado libre, sobresaliendo la porción central (44) a través de una abertura (34) de la acanaladura (32) que desemboca en la cara lateral (24).

4. Terminal de extremo según la reivindicación 3, en el que la abertura (34) presenta una anchura (W1) inferior a dicha distancia (W3) entre los bordes libres de las porciones laterales (42) del elemento antirresiduos (22) en el estado libre.

5. Terminal de extremo según la reivindicación 4, en el que la acanaladura (32) está definida por una ranura (36) dispuesta en la cara lateral (24) y que forma el fondo (4) de la acanaladura (32) y por lo menos un elemento de retención (38) que se extiende en voladizo a partir de un borde de la ranura, delimitando el borde libre del elemento de retención (38) la abertura (34).

6. Terminal de extremo según la reivindicación 5, que comprende dos elementos de retención (38) que se extienden en voladizo uno hacia el otro a partir de los bordes opuestos de la ranura (36) y que delimitan la abertura (34) entre sus bordes libres.

7. Terminal de extremo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende una serie de elementos de retención (38) espaciados mutuamente y repartidos a lo largo de una porción lateral (42) en el sentido de la longitud del elemento antirresiduos (22), manteniendo cada elemento de retención (38) la porción lateral (42) apoyada en la cara lateral (24) y permitiendo un deslizamiento de la porción lateral (42) sobre la cara lateral (24).

8. Terminal de extremo según la reivindicación 7, en el que una porción lateral (42) comprende en su borde libre unas muescas (54) en las que se alojan los elementos de retención (38) que garantizan el mantenimiento de la porción lateral (42) sobre la cara lateral (24).

9. Terminal de extremo según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 8, en el que el elemento antirresiduos (22) comprende por lo menos una pata plana que prolonga una porción lateral (42) en el sentido de la longitud del elemento antirresiduos (22) y enganchada bajo un elemento de retención (38) previsto para mantener la porción lateral (42) apoyada en la cara lateral (24), permitiendo al mismo tiempo un deslizamiento de la porción lateral (42) sobre la cara lateral (24).

1. Terminal de extremo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el o cada elemento antirresiduos (22) comprende unos orificios (6) de circulación de agua a través del elemento antirresiduos (22).

11. Ensamblaje de combustible nuclear que comprende un haz de barras (6) de combustible nuclear y un armazón (8) de mantenimiento de las barras (6), comprendiendo el armazón (8) un terminal superior de extremo (12) y un terminal inferior de extremo (1) entre los que se extienden las barras (6), siendo el terminal inferior de extremo (1) un terminal inferior de extremo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores.