Tira para una rejilla separadora de elementos de combustible nuclear.

Una tira (16) para una rejilla separadora de elementos de combustible nuclear (14) que comprende tiras entrelazadas que definen un entramado de celdas (18) para recibir unas varillas de combustible (4) y permitir el flujo de un refrigerante en una dirección del flujo (F),

siendo la tira (16) del tipo que comprende una porción de pared (20) para delimitar una celda (18), un resorte (22) formado en la tira (16) y proporcionada en la porción de pared (20) para predisponer la varilla de combustible (4) que se extiende a través de la celda (18) lejos de la porción de pared (20), comprendiendo el resorte (22) una lengüeta en voladizo (36) formada en la tira (16) y una porción de contacto (38) formada, al menos parcialmente, en la lengüeta (36) y sobresaliendo de la lengüeta (36) para poner en contacto la varilla de combustible (4) recibida en la celda (18), caracterizada por que la porción de contacto (38) se forma en la lengüeta (36) y en la porción de pared (20), pasando por encima de la porción de contacto (38) una línea de conexión (46) entre la lengüeta (36) y la porción de pared (20).

Tira para una rejilla separadora de elementos de combustible nuclear [0001] La presente invención se refiere a una tira para una rejilla separadora de elementos de combustible nuclear que comprende tiras entrelazadas que definen un entramado de celdas para recibir unas varillas de combustible y que permiten el flujo de un refrigerante en una dirección del flujo.

El documento US 4 879 090 ilustra en la figura 5 del mismo una tira periférica para una rejilla separadora de elementos de combustible nuclear, comprendiendo la tira periférica porciones de pared para delimitar celdas y en cada porción de pared un resorte formado por una lengüeta integrada en la tira y limitadores de movimiento formados como un par de protuberancias grabadas en relieve en la tira a una distancia de la lengüeta.

Durante el funcionamiento, un líquido refrigerante (por ejemplo agua) fluya axialmente hacia arriba a través de las celdas de la rejilla separadora. El resorte y los limitadores de movimiento proporcionadas en cada porción de pared sobresalen del plano de la porción de pared hacia el centro de la misma celda delimitada por la porción de pared y obstruyen parcialmente el canal de flujo del líquido refrigerante.

Los documentos US 3 844 448, US 4 163 690 y GB 2 181 292 desvelan tiras para una rejilla separadora de elementos de combustible nuclear, comprendiendo las tiras porciones de pared que delimitan celdas y dotadas de resortes que comprenden una lengüeta en voladizo formada en la tira y una porción de contacto formada en la lengüeta.

Un objeto de la invención es proporcionar una tira para una rejilla separadora de elementos de combustible nuclear que limita la resistencia del flujo de la rejilla separadora al mismo tiempo que permite un soporte adecuado para las varillas de combustible nuclear durante toda la vida útil de los elementos de combustible en su totalidad y una buena fabricabilidad.

Para este fin, la invención propone una tira para una rejilla separadora de elementos de combustible nuclear como se define en la reivindicación 1. En realizaciones específicas, la tira comprende una o varias de las características opcionales definidas en las reivindicaciones 2-17.

La invención también se refiere a una rejilla separadora como se define en la reivindicación 18 y a un elemento de combustible nuclear como se define en la reivindicación 19.

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

- La figura 1 es una vista en alzado lateral de un elemento de combustible nuclear de un reactor de agua a presión 40 que tiene rejillas separadoras hechas de tiras entrelazadas;

- la figura 2 es una vista lateral en sección parcial de un elemento de combustible nuclear de un reactor de agua en ebullición que tiene rejillas separadoras hechas de tiras entrelazadas;

-la figura 3 es una vista superior parcial de una rejilla separadora ejemplar;

- la figura 4 es una vista frontal parcial de una tira de la rejilla separadora de la figura 3;

- la figura 5 es una vista frontal de un resorte y un limitador de movimiento asociado de la tira de la figura 4;

-la figura 6 es una vista en sección del resorte y el limitador de movimiento a lo largo de VI-VI en la figura 5;

- la figura 7 es una vista en sección parcial de una celda de la rejilla separadora con una varilla de combustible que se extiende a través de la celda;

-las figuras 8 y 9 son vistas que corresponden respectivamente a las figuras 5 y 6 que ilustran una realización de la invención; y -la figura 10 es una vista frontal de una tira ejemplar; y

- la figura 11 es una vista frontal de otra tira ejemplar.

El elemento de combustible nuclear 2 para un reactor de agua a presión (PWR) ilustrado en la figura 1

comprende un conjunto de varillas de combustible nuclear 4 y una armadura 6 para soportar las varillas de combustible 4. El elemento de combustible de PWR 2 es alargado a lo largo de un eje L del elemento que se extiende en vertical cuando el elemento de combustible 2 se dispone en el interior de un reactor nuclear.

La armadura 6 comprende una boquilla inferior 8, una boquilla superior 10, una pluralidad de tubos 10 guía 12 y una pluralidad de rejillas separadoras 14.

Los tubos guía 12 se extienden paralelos al eje L del elemento y conectan la boquilla inferior 8 a la boquilla superior 10 y mantienen una separación predeterminada a lo largo del eje L del elemento entre las boquillas 8, 10. Cada tubo guía 12 se abre hacia arriba a través de la boquilla superior 10 para permitir la inserción de una varilla de control en el tubo guía 12.

El elemento de combustible nuclear 2 para un reactor de agua en ebullición (BWR) ilustrado en la figura 2 también es alargado a lo largo del eje L del elemento que se extiende en vertical cuando el elemento de combustible 2 se dispone en el interior de un reactor nuclear.

El elemento de combustible de BWR 2 comprende un conjunto de varillas de combustible nuclear 4, una armadura para mantener las varillas de combustible 4 y un canal de combustible tubular 15 que rodea el conjunto de varillas de combustible 4. La armadura comprende típicamente una boquilla inferior y una boquilla superior separadas a lo largo del eje L del elemento, al menos un canal de agua 13 dispuesto en el conjunto de varillas de combustible 4 y una pluralidad de rejillas separadoras 14 distribuidas a lo largo del conjunto de varillas de combustible 4.

Las varillas de combustible 4, el canal de agua 13 y el canal de combustible 15 se extienden entre la boquilla inferior y la boquilla superior, conectando el canal de agua 13 y el canal de combustible 15 la boquilla 30 inferior y la boquilla superior.

El canal de agua 13 se extiende paralelo a las varillas de combustible 4. El canal de agua 13 se dispone para canalizar un líquido refrigerante/moderador por separado del conjunto de varillas de combustible 4.

El canal de combustible 15 se extiende paralelo a las varillas de combustible 4. El canal de combustible 15 encierra el conjunto de varillas de combustible 4 y el canal de agua 13. El canal de combustible 15 se dispone para canalizar un líquido refrigerante/moderador entre y alrededor de las varillas de combustible 4.

Las rejillas separadoras de PWR y BWR 14 se distribuyen en una relación separada a lo largo de las 40 varillas de combustible 4.

Cada rejilla separadora 14 se extiende transversalmente al eje L del elemento.

Cada varilla de combustible 4 comprende un revestimiento tubular, pastillas de combustible nuclear 45 apiladas en el interior del revestimiento y cubiertas que cierran los extremos del revestimiento. Cada varilla de combustible 4 se extiende paralela al eje L del elemento a través de las rejillas separadoras 14 que se soportan transversal y longitudinalmente con respecto al eje L del elemento por las rejillas separadoras 14.

Durante el funcionamiento, el elemento de combustible 2 se pone en un reactor nuclear con la boquilla 50 inferior 8 descansando sobre una placa inferior del reactor y estando el eje L del elemento sustancialmente vertical. Un refrigerante fluye hacia arriba a lo largo del elemento de combustible 2 con efecto de flujo entre las varillas de combustible 4 y a través de las boquillas 8, 10 y las rejillas separadoras 14 como se ilustra por las flechas F en las figuras 1 y 2.

Las rejillas separadoras 14 pueden ser similares entre sí y una rejilla separadora ejemplar 14 se describirá adicionalmente con referencia a las figuras 3-7.

Como se ilustra en la figura 3, la rejilla separadora 14 comprende una pluralidad de tiras metálicas entrelazadas 16 que definen un entramado de celdas 18 para recibir cada una varilla de combustible 4, ilustrándose

únicamente unas pocas celdas 18 en la figura 3.

De una manera conocida, en el caso de una rejilla separadora para un elemento de combustible de PWR, las tiras entrelazadas 16 también definen una pluralidad de celdas para recibir unos tubos guía de PWR 12, asegurándose la rejilla separadora 14 a los tubos guía 12, por ejemplo, por soldadura. De forma análoga, en el caso de una rejilla separadora para un elemento de combustible de BWR, el al menos un canal de agua de BWR 13 reemplaza típicamente una o varias varillas de combustible 4 en el entramado, las tiras entrelazadas definen una apertura para recibir el canal de agua 13 y la rejilla separadora 14 se fija al canal de agua 13, por ejemplo, por soldadura.

Únicamente se ilustran las celdas 18 para recibir las varillas de combustible 4 en la figura 3 y a continuación,... [Seguir leyendo]

1. Una tira (16) para una rejilla separadora de elementos de combustible nuclear (14) que comprende tiras entrelazadas que definen un entramado de celdas (18) para recibir unas varillas de combustible (4) y permitir el 5 flujo de un refrigerante en una dirección del flujo (F) , siendo la tira (16) del tipo que comprende una porción de pared

(20) para delimitar una celda (18) , un resorte (22) formado en la tira (16) y proporcionada en la porción de pared (20) para predisponer la varilla de combustible (4) que se extiende a través de la celda (18) lejos de la porción de pared (20) , comprendiendo el resorte (22) una lengüeta en voladizo (36) formada en la tira (16) y una porción de contacto

(38) formada, al menos parcialmente, en la lengüeta (36) y sobresaliendo de la lengüeta (36) para poner en contacto

la varilla de combustible (4) recibida en la celda (18) , caracterizada por que la porción de contacto (38) se forma en la lengüeta (36) y en la porción de pared (20) , pasando por encima de la porción de contacto (38) una línea de conexión (46) entre la lengüeta (36) y la porción de pared (20) .

2. Tira de acuerdo con la reivindicación 1, en la que, en un estado libre del resorte (22) , la lengüeta (36) 15 se inclina con respecto a la porción de pared (20) .

3. Tira de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en la que la porción de contacto (38) está en forma de un puente arqueado.

4. Tira de acuerdo con la reivindicación 3, en la que la porción de contacto (38) tiene un extremo conectado a la lengüeta (36) y un extremo conectado a la porción de pared (20) .

5. Tira de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en la que la porción de contacto es una protuberancia. 25

6. Tira de acuerdo con la reivindicación 5, en la que la porción de contacto tiene un perímetro elíptico.

7. Tira de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en la que la porción de contacto (38) es alargada

en la dirección del flujo (F) . 30

8. Tira de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en la que la lengüeta (36) se extiende hacia abajo en voladizo hacia un borde inferior aguas arriba (26) de la tira (16) .

9. Tira de acuerdo con la reivindicación 8, en la que la lengüeta (36) tiene una base superior (42) 35 conectada a la porción de pared (20) y una punta libre inferior (44) , confluyendo la lengüeta hacia la punta libre (44) .

10. Tira de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en la que la lengüeta (36) se delimita por una ranura curva alargada (40) , uniendo la línea de conexión (46) los dos extremos opuestos (48) de la ranura (40) .

11. Tira de acuerdo con la reivindicación 10, en la que los extremos de las ranuras son circulares y ampliados.

12. Tira de acuerdo con la reivindicación 10 u 11, en la que la ranura (40) tiene forma de U con ramificaciones que divergen una a partir de la otra. 45

13. Tira de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 10-12, en la que la línea de conexión (46) es perpendicular a la dirección del flujo (F) .

14. Tira de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, que comprende un limitador de movimiento (34)

formado en la tira (16) sobre la porción de pared (20) para limitar el movimiento de la varilla de combustible (4) recibida en la celda (18) hacia la porción de pared (20) contra la acción del resorte (22) .

15. Tira de acuerdo con la reivindicación 14, en la que el limitador de movimiento (34) se alarga en la dirección del flujo (F) o es transversal a la dirección del flujo (F) . 55

16. Tira de acuerdo con la reivindicación 14 o 15, en la que el limitador de movimiento (34) es una protuberancia de perímetro elíptico.

17. Tira de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 14-16, en la que el limitador de movimiento

(34) es tangente a la línea de conexión (46) entre la lengüeta (36) y la porción de pared (20) .

18. Una rejilla separadora (14) que comprende tiras entrelazadas que definen un entramado de celdas (18) para recibir unas varillas de combustible (4) y permitir el flujo de un refrigerante axialmente hacia arriba a través de la rejilla separadora (14) , siendo al menos una de las tiras entrelazadas una tira (16) como se ha definido en cualquier reivindicación anterior.

19. Un elemento de combustible nuclear (2) que comprende un conjunto de varillas de combustible (4) y una armadura (6) para soportar las varillas de combustible (4) , comprendiendo la armadura (6) al menos una rejilla 10 separadora (14) como se ha definido en la reivindicación 18.