Conjunto separador de combustible nuclear con guía de residuos.

Un conjunto (10) separador de barras de combustible para un conjunto de combustible para un reactor nuclear que incluye una pluralidad de barras (20) de combustible nuclear,

y al menos un conjunto (10) separador de barras de combustible para soportar las barras de combustible en una matriz organizada, comprendiendo el conjunto (10) separador de barras de combustible:

una pluralidad de sub-canales (10a), cada sub-canal (10a) configurado para soportar una barra (20) de combustible nuclear respectiva en su interior;

un muelle (38) situado en una abertura (30) dentro de la pluralidad de sub-canales (10a) de manera que el muelle (38) esté situado entre sub-canales adyacentes de la pluralidad de sub-canales para aliviar el impacto con las barras (20) de combustible nuclear respectivas cuando se sitúan dentro de los sub-canales adyacentes;

una guía (37) ubicada para formar un borde (41) del conjunto separador de barras de combustible, formando el borde, durante su uso, un borde de ataque para un flujo del moderador/refrigerante líquido a través del conjunto separador de barras de combustible, estando la guía en ángulo hacia una barra (20) de combustible nuclear respectiva para dirigir los residuos en el flujo hasta la pluralidad de aberturas (30) en el conjunto (10) separador de barras de combustible;

caracterizado porque:

el muelle (38) comprende un miembro (39) de extensión en forma de T en ambos extremos del muelle (38) y exterior a los sub-canales (10a) adyacentes para absorber el contacto abrasivo entre barras de combustible.

Conjunto separador de combustible nuclear con guía de residuos La presente invención se refiere en general a un conjunto separador de barras de combustible nuclear.

Durante la fabricación y la posterior instalación y reparación de componentes que comprenden un sistema de circulación de refrigerante del reactor nuclear, se hace un esfuerzo diligente para asegurar la eliminación de todos los residuos (por ejemplo, virutas y restos de metal, pequeñas secciones sólidas de metal, y similares) del recipiente del reactor y sus sistemas asociados que hacen circular refrigerante a través de los mismos bajo diversas condiciones de funcionamiento. Aunque se realizan procedimientos elaborados para ayudar a asegurar a la eliminación de residuos, y a pesar de las garantías utilizadas para efectuar dicha eliminación, algunas virutas y partículas metálicas permanecen aún ocultas en el sistema.

Por ejemplo, puede ocurrir un daño en el conjunto combustible debido a los residuos atrapados en el conjunto separador de barras de combustible en los reactores. El daño consiste en perforaciones del tubo de barras de combustible causadas por la fricción de los residuos en contacto con el exterior del tubo. Los residuos tienden a ser piezas rectangulares relativamente finas, a diferencia de piezas que tienen forma esférica. Específicamente, la mayoría de los residuos consiste en virutas de metal que probablemente habían quedado en el sistema primario después de la reparación o reemplazo del generador de vapor. Los residuos pueden alojarse en la región de dentro de los espacios entre sus paredes celulares en forma de "caja de huevos" (o células de casquillo) y/o el borde de ataque del conjunto separador de barras de combustible.

Un enfoque para resolver el problema anterior ha sido instalar dispositivos de filtrado en una placa de unión inferior del paquete para la captura de los residuos y retirar los filtros durante la prueba pero-operativa. Aunque estos dispositivos de filtrado han sido eficaces en la eliminación de una amplia gama de tipos y tamaños de residuos, estos filtros convencionales no filtran todos los residuos y no evitan que los residuos entren en el paquete de elementos combustibles, por ejemplo, desde la parte superior del paquete.

Aunque el enfoque convencional puede funcionar razonablemente bien y, en general puede lograr sus objetivos bajo la gama de condiciones de funcionamiento para lo que fueron diseñados, los mismos crean también otros problemas (por ejemplo, problemas de compatibilidad, ciclo operativo incompatible, costes y otros) . En consecuencia, existe la necesidad de un nuevo enfoque para el problema de captura de residuos en reactores nucleares. El nuevo enfoque debe ser compatible con la estructura existente y la operación de los componentes del reactor, ser eficaz en todo el ciclo de funcionamiento del reactor, y ofrecer al menos beneficios globales que pesen más que los costes que añaden al reactor.

El documento JP 63-273089A se refiere a un conjunto de combustible que tienen características generalmente correspondiente al preámbulo de la reivindicación 1 de la presente memoria.

El documento EP 0372214 describe un conjunto de combustible tiene una rejilla separadora de retención de muelle de tiras de intersección para capturar y retener los residuos perjudiciales transportados por el refrigerante del reactor antes de entrar en la región activa de un conjunto de combustible. Una pluralidad de tapas de extremo de combustible se ranuran periféricamente para recibir los muelles que se proyectan de las tiras y por tanto son capturadas por los muelles. Los residuos se acuñan y atrapan en lados opuestos de la tira y en contra de las tapas de extremo por pares de hojas integrales adyacentes que se proyectan desde las tiras intermedias y se disponen sustancialmente de forma simétrica sobre sus intersecciones.

El documento EP 0428092 describe un conjunto de combustible para un reactor nuclear de ebullición con al menos un paquete de barras de combustible similarmente alargadas, retenido por una pluralidad de separadores y dispuesto en un canal de combustible. El separador comprende un número de células rodeadas por un marco exterior que se forma a partir de una banda colocada en el borde. La banda se extiende en el lado corriente arriba del separador por un faldón, en la que se proporcionan aberturas. En algunas de estas aberturas, se han dispuesto aletas de deflexión para desviar el refrigerante, que fluye a lo largo de la pared del conjunto en una dirección hacia el centro del separador respectivo.

El documento US 4.781.884 describe una rejilla del colador de captura de residuos para capturar y retener los residuos perjudiciales transportados por el refrigerante del reactor antes de entrar en la región activa de un conjunto de combustible. El filtro tiene una pluralidad de compartimentos de tapas de extremo de combustible definidos por pares de primera y segunda tiras de intersección y que forman la rejilla entrelazadas fijadas a un miembro de perímetro y entre sí. Los compartimentos de tapas de extremo, definidos por las tiras, incluyen filas verticales de hojas integrales en los lados opuestos de la tira o pares de hojas integrales adyacentes intermedias a sus intersecciones.

El documento EP 0213813 describe una trampa de residuos que comprende una estructura de rejilla soportada desde la rejilla de soporte de barras de combustible más inferior del conjunto de combustible en alineación general con tapones de extremo inferiores de las barras de combustible. La estructura de rejilla define células que tienen la estructura de captura de residuos dispuesta en su interior. Cada barra de combustible tiene su tapón de extremo 2 5

inferior recibido en una de dichas células, donde el tapón de extremo forma parte de la estructura de captura de residuos, incluyendo también esta última protuberancias, tales como hoyuelos, que proyectan de las paredes celulares.

El documento EP 1291883 describe un filtro de materia extraña proporcionado entre una tobera inferior DFBN y una rejilla inferior en un reactor nuclear, en el que dos correas finas adyacentes se ensamblan en una forma de celosía.

La presente invención proporciona un conjunto separador de barras de combustible de acuerdo con la reivindicación 1.

La guía se puede situar interior al conjunto separador de barras de combustible con lo que las superficies horizontales quedan protegidas del flujo de refrigerante con miembros en ángulo (por ejemplo, desviar los residuos lejos de tales superficies que son propensas a acumular residuos) .

La guía puede ser parte integral del conjunto separador de barras de combustible y actúa para cerrar las trayectorias inter-sub-canales que tienden a acumular residuos.

La guía se puede diseñar para orientar preferentemente los residuos para presentar un área de sección transversal mínima para aumentar la probabilidad de que los residuos puedan pasar completamente a través del conjunto separador de barras de combustible.

La presente invención se comprenderá más completamente a partir de la descripción detallada proporcionada a continuación y de los dibujos adjuntos, en los que los elementos iguales están representados con números de referencia similares, que se proporcionan solamente a modo de ilustración y por lo tanto no son limitativos de la presente invención y en los que:

La Figura 1 es una vista en perspectiva de un conjunto separador de barras de combustible en una rejilla del conjunto de combustible de acuerdo con una realización ejemplar de la invención.

La Figura 2 es una vista en sección de un conjunto separador de barras de combustible que representa un sub-canal de acuerdo con una realización ejemplar de la invención.

La Figura 3 es una vista lateral de los sub-componentes del conjunto separador de barras de combustible de acuerdo con una realización ejemplar de la invención.

La Figura 4 es una vista en sección isométrica de un conjunto separador de barras de combustible que se muestra al revés que representa un sub-canal de acuerdo con una realización ejemplar de la invención.

Cabe que señalar que estas figuras pretenden ilustrar las características generales del procedimiento y aparato de las realizaciones ejemplares de la presente invención, con la finalidad de describir tales realizaciones ejemplares en la presente memoria. Sin embargo, estos dibujos no están a escala y no pueden reflejar con precisión las características de cualquier realización dada, y no deben interpretarse como definiendo o limitando el intervalo de valores o propiedades de las realizaciones ejemplares dentro del alcance de la presente invención. Las dimensiones y tamaño relativos... [Seguir leyendo]

1. Un conjunto (10) separador de barras de combustible para un conjunto de combustible para un reactor nuclear que incluye una pluralidad de barras (20) de combustible nuclear, y al menos un conjunto (10) separador de barras de combustible para soportar las barras de combustible en una matriz organizada, comprendiendo el conjunto (10)

separador de barras de combustible: una pluralidad de sub-canales (10a) , cada sub-canal (10a) configurado para soportar una barra (20) de combustible nuclear respectiva en su interior; un muelle (38) situado en una abertura (30) dentro de la pluralidad de sub-canales (10a) de manera que el muelle (38) esté situado entre sub-canales adyacentes de la pluralidad de sub-canales para aliviar el impacto con las barras (20) de combustible nuclear respectivas cuando se sitúan dentro de los sub-canales adyacentes; una guía (37) ubicada para formar un borde (41) del conjunto separador de barras de combustible, formando el borde, durante su uso, un borde de ataque para un flujo del moderador/refrigerante líquido a través del conjunto separador de barras de combustible, estando la guía en ángulo hacia una barra (20) de combustible nuclear respectiva para dirigir los residuos en el flujo hasta la pluralidad de aberturas (30) en el conjunto (10) separador de barras de combustible; caracterizado porque: el muelle (38) comprende un miembro (39) de extensión en forma de T en ambos extremos del muelle (38) y exterior a los sub-canales (10a) adyacentes para absorber el contacto abrasivo entre barras de combustible.

2. El conjunto (10) separador de barras de combustible de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la guía (37) 20 está ubicada interior al conjunto (10) separador de barras de combustible.

3. El conjunto (10) separador de barras de combustible de acuerdo con la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en el que la guía (37) está integrada en el conjunto (10) separador de barras de combustible.

4. El conjunto (10) separador de barras de combustible de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en el que la guía (37) tiene una forma de faldón cónico.

5. El conjunto (10) separador de barras de combustible de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en el que el borde (41) de ataque de la guía (37) incluye un borde de ataque alargado para dirigir los residuos lejos de las barras (20) de combustible.