ES2260210T3 - Procedimiento y dispositivo de medicion del diametro de una varilla periferica de un conjunto de combustible de un reactor nuclear. - Google Patents
Procedimiento y dispositivo de medicion del diametro de una varilla periferica de un conjunto de combustible de un reactor nuclear.Info
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Abstract
Procedimiento para medición del diámetro de una varilla periférica (2) de un conjunto de combustible (1) de un reactor nuclear refrigerado por agua ligera, constituido por un haz de varillas de combustible (2) y un armazón de sujeción de las varillas de combustible que incluye rejillas-travesaño (3) repartidas según la dirección longitudinal axial del haz de varillas (2), tubos-guía (4) dispuestos en ciertas posiciones de las varillas (2) en el interior del haz y cabezales extremos (5), efectuándose la medición por debajo del agua en una piscina en la que se sitúa el conjunto de combustible (1) con su eje longitudinal en la dirección vertical, sobre un tramo longitudinal de una varilla situada en la periferia del conjunto de combustible (1), entre dos rejillas-travesaño sucesivas (3), caracterizado porque: - se coloca en un nivel entre dos rejillas-travesaño sucesivas (3) un equipo de medición (1) que contiene dos dedos de medición (18a, 18b) que tienen libertad de movimiento relativo enuna primera dirección horizontal (X), movidos uno sobre otro por un medio de recuperación elástica (19) y que se extienden en una segunda dirección horizontal (Y) perpendicular a la primera dirección horizontal(X), - se desplazan los dedos de medición en la segunda dirección horizontal (Y), en dirección de la varilla (2), de manera que contactan con dos zonas del tramo de la varilla (2), según las generatrices (2a, 2b) diametralmente opuestas, dos piezas de contacto (20a, 20b), solidarias respectivamente de uno y otro dedo de medida (18a, 18b), - se desplazan, en la dirección axial vertical de la varilla (2), a lo largo del tramo situado entre dos rejillas-travesaño (3), los dedos de medición (18a, 18b) cuyas piezas de contacto (20a, 20b) están apoyadas en la varilla en las dos zonas situadas según las generatrices (2a, 2b) diametralmente opuestas, y - se mide la distancia entre las piezas de contacto (20a, 20b) de los dedos de medición (18a, 18b) en la primera dirección horizontal (X), durante el desplazamiento axial de los dedos de medición, con un captador electromagnético (21).
Description
Procedimiento y dispositivo de medición del
diámetro de una varilla periférica de un conjunto de combustible de
un reactor nuclear.
La invención se refiere a un procedimiento y a
un dispositivo de medición del diámetro de una varilla periférica de
un conjunto de combustible de un reactor nuclear refrigerado por
agua ligera y en particular de un conjunto de combustible para
reactor nuclear refrigerado por agua a presión.
Los conjuntos de combustible para los reactores
refrigerados por agua ligera, y en particular los conjuntos de
combustible para los reactores nucleares refrigerados por agua a
presión, incluyen habitualmente un haz de varillas de combustible
constituidas cada una por un apilamiento de pastillas de material
combustible en el interior de una vaina tubular, y un armazón de
sujeción de las varillas de combustible que contiene las
rejillas-travesaño repartidas según la dirección
longitudinal del haz de varillas, los tubos-guía
dispuestos en algunas posiciones de varillas en el interior del haz
y dos cabezales en los extremos.
En el interior del haz, las varillas de
combustible están soportadas en disposiciones paralelas por
rejillas-travesaño que comprenden una red de mallas
cuadradas de celdas de forma cuadrada, en cada una de las que está
acoplada una varilla de combustible o eventualmente un
tubo-guía, para ciertas posiciones en el interior de
la red.
Tanto las rejillas-travesaño y
los cabezales extremos que se fijan sobre los extremos de los
tubos-guía a un lado y al otro del haz de varillas,
presentan una forma cuadrada, de tal forma que el haz y el conjunto
de combustible, en su conjunto, presentan una forma prismática recta
de sección cuadrada, es decir, una forma de paralelepípedo.
Las varillas de combustible del haz dispuestas
según las caras externas del conjunto de combustible, que son
perpendiculares dos a dos, constituyen las varillas periféricas del
conjunto de combustible, que son accesibles en cada una de las
cuatro caras laterales del conjunto de combustible y del haz de
varillas.
En el interior de las celdas de las
rejillas-travesaño, las varillas de combustible se
mantienen mediante resortes, apoyados sobre topes rígidos, lo que
permite obtener simultáneamente la sujeción de las varillas en los
planos transversales según una red regular y en la dirección
longitudinal axial del haz.
En el reactor nuclear en operación, los
conjuntos de combustible nuclear están sometidos a irradiación que
es responsable de algunas modificaciones de la estructura y de la
dimensión de los componentes del conjunto de combustible.
En particular, las pastillas del material
combustible de las varillas son susceptibles de experimentar cierto
hinchamiento durante la operación del reactor nuclear.
De ello se origina una deformación de las vainas
de las varillas y un aumento del diámetro de las varillas.
Puede ser importante, para conocer el
comportamiento del combustible en el reactor nuclear y para prever
las operaciones de mantenimiento de los conjuntos de combustible,
medir el diámetro de las varillas, al menos en ciertas zonas de las
mismas, después de un cierto tiempo de utilización del conjunto de
combustible en el núcleo del reactor nuclear.
Es ventajoso realizar estas medidas sin
desmontar el conjunto de combustible, pero, en este caso, las
medidas del diámetro se limitan a las varillas periféricas del
conjunto de combustible, accesibles sobre las caras laterales del
conjunto.
Además, durante el funcionamiento del reactor
nuclear, el agua de refrigeración del reactor circula a gran
velocidad en contacto con las varillas sujetas en el armazón por
medio de los resortes y resaltes de las celdas de las
rejillas-travesaño.
Por este motivo, las varillas están sujetas a
vibración y experimentan cierto desgaste en contacto con los
resaltes, en el interior de las
rejillas-travesaño.
Es necesario poder medir el desgaste en los
tramos de las varillas situados el interior de las
rejillas-travesaño, después de cierto tiempo de
utilización del conjunto de combustible en el reactor nuclear.
Es deseable realizar estas medidas sin tener que
desmontar el conjunto de combustible.
Los conjuntos de combustible que han sido
descargados del reactor nuclear, después de la parada y enfriamiento
del reactor, se depositan normalmente en una piscina de
desactivación situada en el edificio de combustible, en la
proximidad del edificio de contención del reactor nuclear.
Los conjuntos de combustible se transportan al
interior de la piscina de combustible, utilizando un equipo de
manipulación y de izado sujeto a un puente grúa que se desplaza por
encima de la piscina de combustible. Además, un dispositivo de
descenso, fijado contra una pared de la piscina, permite desplazar
los conjuntos de combustible en la dirección vertical.
La descarga de los conjuntos de combustible, que
se efectúa después del enfriamiento del reactor nuclear, se realiza
mediante la operación de una máquina de carga que se desplaza por
debajo de la piscina del reactor en la que se abre la vasija del
reactor nuclear que contiene los conjuntos de combustible, estando
la vasija y la piscina llenas de agua durante la manipulación de los
conjuntos de combustible.
Las mediciones realizadas sobre los conjuntos de
combustibles pueden realizarse, o bien en la piscina de combustible,
o bien en la piscina del reactor nuclear, en el curso de las
operaciones de carga y descarga de conjuntos de combustible.
No se conoce hasta la fecha un procedimiento que
permita realizar la medida del diámetro de las varillas periféricas
de un conjunto de combustible en tramos de varillas comprendidas
entre dos rejillas-travesaño o en los tramos
introducidos en las rejillas-travesaño y que sufren
un desgaste en el reactor en operación, sin desmontar el conjunto de
combustible y con una excelente precisión de medida.
El objetivo de la invención es por lo tanto el
dar a conocer un procedimiento para medición del diámetro de una
varilla periférica de un conjunto de combustible de un reactor
nuclear refrigerado por agua ligera, compuesto por un haz de
varillas de combustible y un armazón de soporte de las varillas de
combustible que incluye las rejillas-travesaño
dispuestas en dirección longitudinal axial al haz de varillas,
tubos-guía dispuestos en ciertas posiciones de las
varillas en el interior del haz y cabezales extremos, efectuándose
la medición por debajo del agua, en una piscina, en la que se sitúa
el conjunto de combustible con su eje longitudinal en la dirección
vertical, sobre un tramo longitudinal de la varilla situada en la
periferia del conjunto de combustible, entre dos
rejillas-travesaño sucesivas, permitiendo realizar
dicho procedimiento mediciones de gran precisión a distancia y sin
desmontar el conjunto de combustible.
Con este objetivo:
- se coloca, un equipo de medición, en un nivel
situado entre dos rejillas-travesaño sucesivas, que
contiene dos dedos de medición que tienen libertad de movimiento
relativo en una primera dirección horizontal, retrocediendo el uno
sobre el otro mediante un medio de retroceso elástico y
extendiéndose en una segunda dirección horizontal perpendicular a la
primera dirección horizontal,
- se desplazan los dedos de medición en la
segunda dirección horizontal, en dirección hacia la varilla, de
manera a poner en contacto con dos zonas del tramo de la varilla dos
piezas de contacto, solidarias a uno y otro dedos de medición,
respectivamente, según las generatrices opuestas diametralmente,
- se desplazan, en la dirección axial vertical
de la varilla, a lo largo del tramo situado entre dos
rejillas-travesaño, los dos dedos de medición cuyas
piezas de contacto están apoyadas sobre las varillas de las dos
zonas según las generatrices diametralmente opuestas, y
- se mide la distancia entre las piezas de
contacto de los dedos de medición en la primera dirección
horizontal, durante el desplazamiento axial de los dedos de
medición, con un captador electromagnético.
Con el fin de comprender mejor la invención, se
describe a modo de ejemplo, refiriéndose a las figuras adjuntas en
el anexo, un dispositivo de medición según la invención y la
aplicación de un procedimiento para medición según la invención para
la medida del diámetro de un tramo longitudinal de una varilla de
combustible periférica de un conjunto de combustible para reactor
nuclear de agua a presión, entre dos
rejillas-travesaño y para la medida del desgaste de
una varilla en la zona de sujeción en el interior de una
rejilla-travesaño.
La figura 1 es una vista esquemática en alzado
de un conjunto de combustible y de un equipo de medición del
diámetro de varillas periféricas de un conjunto de combustible.
La figura 2 es una vista superior desde 2 de la
figura 1, de una parte del equipo de medición.
La figura 3 es una vista del conjunto de la
instalación de medida que permite realizar el procedimiento de la
invención.
La figura 4 es una vista lateral esquemática, en
alzado, de un tramo de soporte de una varilla en una
rejilla-travesaño, durante una operación de control
del desgaste, mediante el procedimiento de la invención.
La figura 5 es una vista superior y en corte
transversal de una varilla y del dispositivo de medición.
Sobre la figura 1 se ha representado una parte
del conjunto de combustible (1) de un reactor refrigerado por agua a
presión parcialmente introducido en el dispositivo de descenso (7)
de la piscina de desactivación de la central nuclear.
El conjunto de combustible (1) comprende un haz
de varillas (2) y un armazón que contiene las
rejillas-travesaño (3) de sujeción de las varillas
(2), tubos)guía (4), y cabezales fijados sobre los extremos
de los tubos-guía (4), a un lado y otro de los
extremos del haz de varillas (2).
En la figura 1, se ha representado el cabezal
extremo superior (5) del conjunto de combustible, mediante el cual
se suspende el conjunto de combustible (1) por una eslinga (6) del
dispositivo de manipulación que descansa sobre un puente grúa por
encima del nivel superior de la piscina.
El conjunto de combustible, que está totalmente
sumergido en el agua de la piscina, está dispuesto con su eje
longitudinal paralelo a la dirección de las varillas de combustible
(2) del haz, en la dirección vertical, e introducido parcialmente en
el dispositivo de descenso (7) por el extremo superior de dicho
dispositivo de descenso que puede desplazarse en la dirección
vertical, tal como se representa esquemáticamente por la doble
flecha (7').
Sobre la parte del extremo superior del
dispositivo de descenso (2) que comprende una abertura de paso del
conjunto de combustible, se fija un anillo (8) adaptable sobre el
que se monta un soporte (9) denominado soporte en S, que soporta una
mesa de movimientos cruzados (10).
La mesa de movimientos cruzados (10) comprende
una mesa inferior (10a) montada sobre el soporte (9) que se desplaza
en una primera dirección horizontal (X) perpendicular al plano de la
figura 1.
Una segunda mesa, o mesa superior (10b), está
montada con capacidad de movimiento sobre la mesa (10a) en una
segunda dirección horizontal (Y) perpendicular a la primera
dirección horizontal (X).
Las mesas (10a) y (10b) de movimientos cruzados
están motorizadas y pueden desplazarse en un sentido u otro según
las direcciones (X) e (Y), tal como se representa esquemáticamente
por las dobles flechas (11a) y (11b).
En la mesa superior (10b) de movimientos
cruzados se monta una columna (12) sobre la cual se desplaza, en la
dirección vertical (Z), un soporte horizontal (13) del equipo de
medición (14).
Se asocian medios de desplazamiento motorizados
a la columna (12) y al soporte (13), para mover el soporte (13) en
la dirección vertical a baja velocidad y de forma muy precisa, tal
como se representa de forma esquemática por la doble flecha
(15).
El equipo de medición (14) contiene un soporte
(14a) sobre el se montan rotativas alrededor de ejes horizontales
dos poleas de guiado (15a) y (15b) del equipo (14) que pueden
replegarse.
El soporte (14a) del equipo es, montado a su
vez, flotante en la dirección vertical (Z), mediante elementos de
guiado y resortes en el interior de un segundo soporte (16), a su
vez montando flotante sobre el soporte (13) del equipo, mediante dos
tablas flotantes (17a) y (17b) movibles por resortes y que presenta
libertad de movimiento, respectivamente, en la dirección (X) y en la
dirección (Y), como se muestra en la figura 2.
De esta forma, se evita ejercer esfuerzos
susceptibles de ocasionar daño a los elementos del conjunto de
combustible (1), durante el desplazamiento del equipo de medición
que comprende, en particular, los dedos de medición (18a) y (18b)
(figura 2), en cualquiera de las direcciones (X), (Y) y (Z).
Los dedos de medición (18a) y (18b) del equipo
de medición (14) están montados sobre el soporte (14a), con una
cierta libertad de movimiento en la dirección (X), desplazándose uno
sobre otro en la dirección (X), por resortes como los definidos con
el numeral (19).
Los dedos (18a) y (18b) se extienden en la
dirección (Y) e incluyen, en sus extremos que se dirigen hacia el
conjunto de combustible (1), extremos afilados (20a) y (20b) que
pueden ajustarse, a un lado y otro de una varilla (2) del conjunto
de combustible, en dos intersticios entre dos varillas periféricas
sucesivas, en la cara transversal del conjunto de combustible (1),
tal como se representa en la figura 2.
Los dedos de medición (18a) y (18b) que están
dispuestos paralelamente uno junto al otro en la dirección (Y) con
cierta libertad de desplazamiento en la dirección (X), tienen
asociados, en sus extremos de las puntas afiladas de ajuste en la
estructura del conjunto de combustible (1), a un captador
electromagnético de movimientos (21), preferentemente del tipo LVDT.
El citado captador LVDT incluye un cuerpo para captar en el que de
monta una bobina eléctrica en forma de solenoide y un vástago de
captura solidario de un núcleo móvil inmerso en el interior del
solenoide. El bobinado está alimentado por corriente eléctrica y la
inducción producida por el bobinado cambia por el desplazamiento del
núcleo magnético en el interior del solenoide, en la dirección del
vástago del captador. De esta forma, se pueden medir los
desplazamientos de manera muy precisa mediante la medida de una
corriente. El cuerpo del captador (21) se fija sobre uno de los
dedos de medición (18a) y el vástago del captador solidario al
núcleo magnético se fija sobre el segundo dedo de medición (18b),
estando el vástago del captador dispuesto según la dirección (X) de
movimiento relativo de los dedos de medición. Se puede medir de
manera precisa el movimiento de los dedos, que son idénticos, cuando
se ajustan a una y otra parte de una varilla (2) del conjunto de
combustible, de la que se efectúa la medida del diámetro mediante
sus partes extremas de ajuste (20a) y (20b) afiladas y curvadas.
Se efectúa una primera medida sobre una varilla
patrón, después se mide el desplazamiento de los dedos cuando se
ajustan en la varilla (2) del conjunto de combustible, sobre el que
se efectúa la medida.
El soporte (13) del equipo incluye un poste (22)
sobre el que montan una primera cámara de vídeo (23) inclinada,
equipada por un proyector (23'), y una segunda cámara de vídeo (24)
equipada por un proyector (24') orientada en la dirección
horizontal.
Las imágenes suministradas por las cámaras se
envían a un centro de medición situado por encima del nivel de la
piscina de desactivación de la central nuclear.
La primera cámara de vídeo (23) permite
controlar el acercamiento de las partes de ajuste de los dedos de
medición a una y otra parte de la varilla (2), sobre la que se
efectúa la medición y la segunda cámara (24) de mayor campo y dotada
de medios de visión permite identificar y ver el eje de la varilla
(2) del conjunto de combustible sobre el que se efectúan las
medidas, de forma a poder colocar y dirigir el cabezal de medición
del equipo de medición (14).
En la figura 3, se representa el conjunto de la
instalación de medida del diámetro de las varillas de un conjunto de
combustible (1), en el interior de la piscina de desactivación de
una central nuclear.
La instalación de medición incluye en particular
el centro de medición situado por encima del nivel de la piscina y
designado, de manera general por el numeral (25).
El equipo de medición (14) que se ha descrito
anteriormente está fijado sobre un soporte solidario (9) de una
corona adaptable fijada sobre la parte superior del dispositivo de
descenso en que se encaja parcialmente el conjunto de combustible
(1). El soporte (9) lleva un conjunto de mesas de movimientos
cruzados, por medio del cual se realiza el desplazamiento del equipo
de medición (14) según los ejes horizontales (X) e (Y), paralelo y
perpendicular, respectivamente, a la sección frontal del conjunto de
combustible (1), según la cual se realiza una medición del diámetro
de la varilla de una fila periférica.
Desde el centro de medición (25) por encima del
nivel de la piscina, se efectúan las órdenes de desplazamiento del
dispositivo de descenso en la dirección vertical, de desplazamiento
del equipo de medición en la dirección vertical la longitud del
poste de desplazamiento preciso y a baja velocidad (12) y las
órdenes de desplazamiento de las mesas del conjunto (10) de
movimientos cruzados en las direcciones horizontales (X) e (Y).
Para ello, el soporte (9) del dispositivo de
descenso está unido mediante un cable (26) a una consola. El cable
(26) permite transmitir a la consola (27) las señales de las cámaras
de vídeo (23) y (24) y visualizar el conjunto de combustible en la
zona de intervención del equipo de medición (14), así como los dedos
de medición del equipo (14). El cable (26) permite igualmente
transmitir las órdenes para el control del desplazamiento desde la
consola (27) al soporte (9) del dispositivo de descenso, en el
interior de la piscina de la central nuclear.
La consola (27) es una consola de visualización
y de control que contiene pantallas de visualización del conjunto de
combustible (1) y dedos de medición del equipo (14), así como de los
elementos de control del dispositivo de descenso (7) y de la mesa de
movimientos cruzados (10) y de los medios de desplazamiento a baja
velocidad del equipo de medición (14) asociados al poste (12).
El centro de medición (25) contiene igualmente
una consola (28) de control y de adquisición de las medidas que se
une por un cable (29) al captador LVDT (21) y por un cable (29') a
una sonda de temperatura (29'a) asociada al equipo de medición
(14).
La consola (28) consta de una unidad (30) de
adquisición y tratamiento de las señales analógicas incluyendo una
tarjeta de entrada de datos analógicos y un módulo de conversión
analógica numérica.
Las entradas analógicas que llegan a la unidad
(30) están constituidas por las señales del captador LVDT (21) del
equipo de medición (14), transmitidas a la unidad (30) por medio de
un módulo de acondicionamiento (31) y las señales analógicas que
provienen del detector de temperatura (29'a) sumergido en el agua de
la piscina de desactivación en la proximidad del conjunto de
combustible y asociado a la unidad (30) mediante de una caja (32) de
acondicionamiento de las señales de la sonda de temperatura.
Las señales numéricas a la salida de la unidad
(30) son transmitidas a un ordenador (33) que permite calcular y
archivar los valores medidos del diámetro de la varilla (2) del
conjunto de combustible (1). Se realiza una corrección de las
mediciones en función de la temperatura medida por el detector de
temperatura.
Las señales se transmiten igualmente a una
impresora (34), para editar los valores de medición y los valores
calculados a partir de los datos.
Se describirá a continuación, refiriéndose al
conjunto de figuras 1 a 3, una operación de medición del diámetro de
una varilla periférica (2) del conjunto de combustible (1).
Previamente a la medición, se realiza una
calibración del equipo de medición (14), colocando las piezas de
contacto de los dedos apoyadas sobre dos zonas opuestas
diametralmente de una varilla patrón, por ejemplo, en el centro de
medición, por encima del nivel superior de la piscina. Se mide y se
registran las señales correspondientes al captador electromagnético
(21).
El conjunto de combustible (1) en el que se
realiza una medida del diámetro de una varilla periférica (2) se
suspende, en disposición vertical, de una eslinga (6) de un medio de
manutención llevado por un puente grúa de la piscina de
desactivación del combustible.
Se introduce el conjunto de combustible en la
parte extrema superior del dispositivo de descenso (2) sobre el que
se fija, mediante un adaptador en forma de corona (8), el soporte
(9) que lleva el conjunto de mesas de movimientos cruzados (10) y el
equipo de medición (14) mediante el poste (12) y los medios para el
desplazamiento preciso del equipo de medición (14), en la dirección
vertical (Z).
El conjunto de combustible está orientado de
manera que su cara lateral, sobre la que se halla la varilla
periférica (2) en la que se desea efectuar las medidas, esté
dirigida hacia el cabezal de medición (18) del equipo de medición
(14) que contiene los dedos de medición (18a) y (18b). La cara del
conjunto de combustible que se dirige hacia el cabezal de medición
(18) es paralela a la dirección horizontal (X) y perpendicular a la
dirección horizontal (Y) de desplazamiento de la mesa de movimientos
cruzados (10).
Se desplaza el dispositivo de descenso (7) que
lleva el soporte (9) en la dirección vertical hacia arriba o hacia
abajo, tal como se indica por la flecha (7'), para situar el equipo
de medición (14) entre dos rejillas-travesaño (3)
sucesivas, entre las cuales se desea realizar la medida del diámetro
de una varilla de combustible periférica (2) del conjunto de
combustible. La distancia entre dos
rejillas-travesaño sucesivas es del orden de 150
mm.
Se realiza un posicionamiento aproximado del
cabezal de medición (14), de manera que se pueda realizar un barrido
del tramo de varilla por los dedos de medición (18a) y (18b) del
cabezal de medición (18) entre dos
rejillas-travesaño (3), utilizando los medios de
desplazamiento (12), permitiendo igualmente estos medios realizar un
posicionamiento preciso del cabezal de medición (18) según la
dirección vertical (Z).
Se utiliza la cámara de acercamiento (23) para
situar el cabezal de medición (14) en una disposición que permita
iniciar las mediciones, siguiendo el tramo de varilla de combustible
(2) entre las rejillas-travesaño (3).
Para ello, se utiliza el conjunto de mesas (10)
de movimientos cruzados para centrar el cabezal de medición (18) con
relación al eje de la varilla de combustible (2), por desplazamiento
en la dirección (X), después para acoplar las partes extremas (20a)
y (20b) de los dedos de medición (18a) y (18b) del cabezal de
medición (18) de una y otra parte de la varilla (2) por
desplazamiento en la dirección (Y).
Las partes extremas afiladas y curvadas (20a) y
(20b) de los dedos de medición (18a) y (18b) contienen las piezas de
contacto dirigidas una hacia otra, que pueden estar constituidas por
una superficie interna convexa de las partes extremas curvadas (20a)
y (20b) de los dedos (18a) y (18b).
En la posición de los dedos de medición (18a) y
(18b) que permiten la medición, tal como se ha representado en la
figura 2, las superficies de contacto de los dedos están apoyadas en
dos zonas de la superficie externa de la varilla (2), situadas en
las generatrices diametralmente opuestas. Generalmente, las
superficies de las piezas de contacto que realizan el apoyo de los
dedos en la varilla (2) están situadas en disposiciones
diametralmente opuestas en una sección transversal circular de la
varilla.
Se dirige el desplazamiento del soporte (13) y
del equipo de medición (14) en la dirección vertical (Z), utilizando
los medios de desplazamiento asociados al poste (12) de
desplazamiento en la dirección vertical.
Se realiza un barrido del tramo de la varilla
entre las rejillas-travesaño (3), ya sea por
desplazamiento hacia arriba entre la rejilla inferior y la rejilla
superior, o bien por desplazamiento hacia abajo entre la
rejilla-travesaño superior y la
rejilla-travesaño inferior, a baja velocidad y,
midiendo en continuo, durante el desplazamiento, el diámetro de la
varilla. Durante el desplazamiento en la dirección vertical, el
cabezal de medición (18) del equipo (14) está dirigido por las
poleas (15a) y (15b), cuyas gargantas están en contacto con la
varilla (2).
Los resultados se muestran en la pantalla del
ordenador (33) y/o se imprimen en la impresora (34), en forma de
valores del diámetro en función del tiempo o en función de la
posición de los puntos de medida en la dirección vertical.
La posición vertical de los puntos de medida se
puede referir, por ejemplo, con relación a la superficie inferior
del cabezal superior (5) del conjunto de combustible.
Después de efectuar la medida en la varilla
periférica (2), se puede realizar la medida en una varilla vecina o
en cualquier varilla periférica situada en la cara del conjunto de
combustible, dirigida hacia el cabezal de medición. Después del
retroceso del cabezal de medición en la dirección (Y), se realiza su
desplazamiento en la dirección (X), con la amplitud deseada para
pasar de una varilla periférica a la varilla siguiente sobre la cual
se realiza la medida.
Para realizar medidas en otra cara del conjunto
de combustible (1) o medidas del diámetro de varillas periféricas en
otro conjunto de combustible, se eleva el conjunto de combustible
(1) utilizando el medio de manutención llevado por el puente grúa y
se hace girar el conjunto de combustible alrededor de su eje para
dirigir la cara sobre la cual se realizan las medidas hacia el
equipo de medición, o se carga un nuevo conjunto de combustible que
se introduce parcialmente en el interior del dispositivo de descenso
(7), respectivamente.
El procedimiento y el dispositivo según la
invención pueden utilizarse para realizar el control del desgaste de
una varilla de combustible (2), en la zona de sujeción de la varilla
situada en el interior de una rejilla-travesaño
(3).
En primer lugar, después del montaje del
conjunto de combustible en el dispositivo de descenso o antes de
situar el conjunto de combustible en posición de medida, se realiza
por tracción en dirección axial, en la varilla (2) del conjunto de
combustible, un desplazamiento de su zona de desgaste en el interior
de una celda de la rejilla-travesaño (3), para
situar esta zona de desgaste en una posición por encima de la
rejilla-travesaño (3).
En la figura 4, se ha representado una varilla
de combustible (2) que contiene una zona desgastada (35) debido al
contacto de la varilla con una protuberancia en el interior de una
celda de la rejilla-travesaño (3), representada en
su posición después del desplazamiento en la dirección axial de la
varilla (2), de manera que la zona desgastada (35) se encuentra en
un tramo de la varilla situado por encima de la
rejilla-travesaño (3).
Se pone en marcha el procedimiento para medición
utilizando los dedos de medición que tienen una disposición
desplazada permitiendo realizar la medida en una zona situada en la
proximidad inmediata del borde del extremo superior de la
rejilla-travesaño (3). La polea o poleas de guiado
pueden estar en posición escamoteada para ir lo más cerca de la
rejilla. En efecto, no es posible desplazar las varillas de
combustible (2) de un conjunto de combustible en la dirección
vertical una gran amplitud, dado que el juego entre la parte
superior de las varillas y la superficie inferior del cabezal
superior es reducido. Por otra parte, como es visible en la figura
4, la rejilla-travesaño (3) comprende aletas
salientes en su extremo superior.
Por esta causa, los dedos de medición del
cabezal de medición (18) incluyen partes extremas (20a) y (20b)
constituidas por teclas de contacto con la varilla de combustible de
una forma y disposición especiales.
Una de las teclas, (20a), o tecla de medida,
contiene una punta que permite realizar contacto entre la tecla del
dedo de medición y la superficie exterior de la varilla de
combustible (2), en el fondo de la zona desgastada (35).
La segunda tecla de contacto (20b), o tecla de
referencia, contiene una superficie relativamente importante y sin
defecto para asegurar el apoyo eficaz de la cabeza de medida en la
varilla, en una zona desplazada axialmente con relación a la zona de
contacto de la tecla (20a).
Después de la extracción de la zona desgastada
(35) de la varilla de la rejilla-travesaño, se
realiza, después del calibrado, la puesta en marcha del cabezal de
medición y su desplazamiento en la dirección vertical, de manera de
barrer una generatriz (2a) de la superficie exterior de la varilla
(2) siguiendo un tramo que comprende la zona desgastada (35), justo
por encima de la parte superior de la
rejilla-travesaño (3).
La tecla (20b) del segundo dedo de medida (18b)
queda en contacto con una generatriz (2b) de la varilla (2) opuesta
diametralmente a la generatriz (2a) según la cual se desplaza la
punta de la tecla (20a) del primer dedo de medida (18a).
Se puede medir así de manera muy precisa el
perfil de desgaste de la varilla en la zona de la varilla extraída
de la rejilla-travesaño.
Se puede realizar la medida del perfil de
desgaste en dos tiempos en los cuales se invierten las posiciones de
la tecla de medida y la tecla de referencia, siguiendo las
generatrices opuestas. Se obtienen así dos perfiles de desgaste de
la varilla.
El procedimiento y el dispositivo según la
invención permiten de esta manera efectuar exámenes dimensionales
muy precisos en las varillas de combustible de un conjunto de
combustible irradiado, situado en la piscina de desactivación de una
central nuclear.
Las informaciones suministradas por las medidas
pueden ser almacenadas y distribuidas en la memoria de un
microordenador.
El procedimiento para medición según la
invención puede automatizarse totalmente.
La invención no se limita estrictamente al modo
de realización que se ha descrito.
Ésta es la razón por la cual el equipo de
medición puede presentar una forma diferente a la que se ha descrito
y que los medios de desplazamiento o de retroceso de los diferentes
elementos del equipo de medición pueden realizarse igualmente en una
forma diferente.
La invención se aplica no solamente a los
conjuntos de combustible para un reactor nuclear refrigerado por
agua a presión, sino igualmente a otros tipos de conjuntos de
combustible que comprenden varillas dispuestas según un haz
accesible por las caras laterales del conjunto de combustible.
Claims (12)
1. Procedimiento para medición del diámetro de
una varilla periférica (2) de un conjunto de combustible (1) de un
reactor nuclear refrigerado por agua ligera, constituido por un haz
de varillas de combustible (2) y un armazón de sujeción de las
varillas de combustible que incluye
rejillas-travesaño (3) repartidas según la dirección
longitudinal axial del haz de varillas (2),
tubos-guía (4) dispuestos en ciertas posiciones de
las varillas (2) en el interior del haz y cabezales extremos (5),
efectuándose la medición por debajo del agua en una piscina en la
que se sitúa el conjunto de combustible (1) con su eje longitudinal
en la dirección vertical, sobre un tramo longitudinal de una varilla
situada en la periferia del conjunto de combustible (1), entre dos
rejillas-travesaño sucesivas (3),
caracterizado porque:
- se coloca en un nivel entre dos
rejillas-travesaño sucesivas (3) un equipo de
medición (1) que contiene dos dedos de medición (18a, 18b) que
tienen libertad de movimiento relativo en una primera dirección
horizontal (X), movidos uno sobre otro por un medio de recuperación
elástica (19) y que se extienden en una segunda dirección horizontal
(Y) perpendicular a la primera dirección horizontal
(X),
(X),
- se desplazan los dedos de medición en la
segunda dirección horizontal (Y), en dirección de la varilla (2), de
manera que contactan con dos zonas del tramo de la varilla (2),
según las generatrices (2a, 2b) diametralmente opuestas, dos piezas
de contacto (20a, 20b), solidarias respectivamente de uno y otro
dedo de medida (18a, 18b),
- se desplazan, en la dirección axial vertical
de la varilla (2), a lo largo del tramo situado entre dos
rejillas-travesaño (3), los dedos de medición (18a,
18b) cuyas piezas de contacto (20a, 20b) están apoyadas en la
varilla en las dos zonas situadas según las generatrices (2a, 2b)
diametralmente opuestas, y
- se mide la distancia entre las piezas de
contacto (20a, 20b) de los dedos de medición (18a, 18b) en la
primera dirección horizontal (X), durante el desplazamiento axial de
los dedos de medición, con un captador electromagnético (21).
2. Procedimiento, según la reivindicación 1,
caracterizado porque se realiza, previamente al montaje del
equipo de medición (14), una calibración del captador
electromagnético (21), colocando las piezas de contacto (20a, 20b)
de los dedos de medición (18a, 18b) contra las generatrices
diametralmente opuestas de una varilla patrón.
3. Procedimiento, según cualquiera de las
reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque se mide la
temperatura en la piscina en la proximidad del tramo de la varilla
de combustible (2) sobre la que se efectúa la medida del diámetro y
porque se corrigen las mediciones de las distancias entre las piezas
de contacto (20a, 20b) del equipo de medición (14) en función de la
medición de temperatura.
4. Procedimiento para medición del diámetro de
una varilla periférica de un conjunto de combustible (1), según
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en un tramo de la varilla
de combustible periférica (2), encajada para sujeción de la varilla
en una celda de una rejilla-travesaño (3) y que
contiene una zona de desgaste (35) sobre su superficie externa,
caracterizado porque:
- se realiza, previamente, por tracción de la
varilla de combustible (2), el desplazamiento axial de la varilla
(2) con relación a la rejilla-travesaño (3), para
extraer el tramo de la varilla combustible que comprende la zona de
desgaste (35) de la rejilla-travesaño (3), y
- se pone en marcha el procedimiento para
medición en el tramo de varilla que comprende la zona de desgaste
(35) extraído de la rejilla-travesaño (3),
desplazando los dedos de medición (18a, 18b) cuyas piezas de
contacto (20a, 20b) están en contacto con las generatrices
diametralmente opuestas (2a, 2b) de la superficie externa de la
varilla (2), en la dirección axial, siguiendo longitud del tramo que
comprende la zona de desgaste (35).
5. Dispositivo de medición del diámetro de una
varilla periférica de un conjunto de combustible (1) de un reactor
nuclear refrigerado por agua ligera que comprende un haz de varillas
combustibles (2) y un armazón de sujeción de las varillas
combustibles (2) que contiene las rejillas-travesaño
(3) repartidas según la dirección longitudinal axial del haz de
varillas (2), tubos-guía (4) dispuestos en ciertas
posiciones de las varillas (2) en el interior del haz y cabezales
extremos (5), efectuándose la medición por debajo del agua en una
piscina en la que se sitúa el conjunto de combustible (1) con su eje
longitudinal en la dirección vertical, sobre un tramo longitudinal
de una varilla (2) situada en la periferia del conjunto de
combustible (1), entre dos rejillas-travesaño
sucesivas (3), caracterizado porque comprende:
- un equipo de medición, (14) que contiene dos
dedos de medición (18a, 18b), montada en un soporte del equipo (14a)
con una libertad de movimiento relativo en una primera dirección
horizontal (X), desplazables uno hacia el otro por un medio de
recuperación elástica (19) y extendiéndose en una segunda dirección
horizontal (Y) perpendicular a la primera dirección horizontal
(X),
- un captador electromagnético (21) de
desplazamiento unido a los dedos de medición (18a, 18b) por dos
partes móviles entre sí,
- elementos de desplazamiento del equipo de
medición (14) en las dos direcciones horizontales (X, Y) y en una
dirección vertical (Z), y
- un centro de medición que contiene los
elementos de compilación y de explotación (30, 31, 33, 34) de
señales de medición del captador electromagnético (21).
6. Dispositivo, según la reivindicación 5,
caracterizado porque los medios de desplazamiento del equipo
de medición (14) en la primera y en la segunda direcciones
horizontales (X, Y) contienen un conjunto de mesas de movimientos
cruzados (10).
7. Dispositivo, según cualquiera de las
reivindicaciones 5 y 6, caracterizado porque los medios de
desplazamiento del equipo de medición (14) en la dirección vertical
(Z) incluyen un poste de guiado (12) y medios de desplazamiento de
velocidad lenta asociados al poste de desplazamiento (12).
8. Dispositivo, según cualquiera de las
reivindicaciones 5, 6 y 7, caracterizado porque el captador
electromagnético (21) de medida de la distancia entre las piezas de
contacto (20a, 20b) de los dedos de medición (18a, 18b) es un
captador LVDT que comprende un cuerpo que incluye una bobina
eléctrica y un núcleo inmerso unido a un vástago, estando el cuerpo
del captador fijado en el primer dedo de medición (18a) y el vástago
del captador en un segundo dedo de medición (18b).
9. Dispositivo, según cualquiera de las
reivindicaciones 5 a 8, caracterizado porque el centro de
medición situado por encima del nivel de la piscina comprende una
unidad (29) de adquisición y tratamiento de las señales analógicas
del captador electromagnético (21) y un ordenador (33) de
explotación de las señales.
10. Dispositivo, según cualquiera de las
reivindicaciones 5 a 9, caracterizado porque comprende varios
elementos (23, 24, 27) de visualización del conjunto de combustible
(1) y del dispositivo de medición (14) en el interior de la piscina
y de los elementos de control (27) de los desplazamientos del equipo
de medición (14).
11. Dispositivo, según la reivindicación 10,
caracterizado porque los elementos de visualización (23, 24)
comprenden cámaras de vídeo para visualización del conjunto de
combustible y dedos (18a, 18b) del equipo de medición (14) y de
visionado de una varilla periférica (2) del conjunto de combustible
(1).
12. Dispositivo, según cualquiera de las
reivindicaciones 5 a 11, caracterizado porque contiene una
sonda de medida (29'a) de la temperatura en la piscina junto al
equipo de medición (14).
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