ES2263272T3 - Dispositivo para la extraccion de gas en una central nuclear. - Google Patents

Dispositivo para la extraccion de gas en una central nuclear.

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ES2263272T3 ES99909465T ES99909465T ES2263272T3 ES 2263272 T3 ES2263272 T3 ES 2263272T3 ES 99909465 T ES99909465 T ES 99909465T ES 99909465 T ES99909465 T ES 99909465T ES 2263272 T3 ES2263272 T3 ES 2263272T3
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Abstract

Central nuclear que comprende un reactor de agua en ebullición o un reactor de agua a presión, comprendiendo la central: - una vasija del reactor en la que está contenido un núcleo de elementos combustibles y que está adaptada para recibir una circulación de refrigerante a través de la vasija del reactor, - un sistema de conductos (4) que comprende una pluralidad de conductos tubulares (4, 4a, 4b) y de partes componentes conectadas a los conductos tubulares, estando dispuesto el sistema de conductos para transportar el refrigerante durante el funcionamiento del reactor, caracterizada porque la central comprende: - un espacio de acumulación de gas (1, 4, 8, 9, 10, 11, 12, 16, 25) formado en el sistema de conductos y adaptado para alojar una cantidad de gas sustancialmente estacionaria separada del refrigerante, conteniendo la cantidad de gas, gas hidrógeno, que, a la presión y temperatura predominantes, no es condensable, una primera presión parcial del gas hidrógeno predominante en la cantidad de gas, una segunda presión parcial del gas hidrógeno predominante fuera del espacio de acumulación de gas, siendo dicha segunda presión parcial del gas hidrógeno inferior a dicha primera presión parcial del gas hidrógeno, en la que el espacio de acumulación del gas (1, 4, 8, 9, 10, 11, 12, 16, 25) presenta una abertura (21), y un dispositivo (14) para extraer hidrógeno, comprendiendo el dispositivo un elemento filtrador (20, 20a, 20b), que es permeable al gas hidrógeno y que está dispuesto para cubrir la abertura (21) del espacio de acumulación de gas, en la que la diferencia entre las primera y segunda presiones parciales del gas hidrógeno está adaptada para extraer la parte principal del gas hidrógeno a través del elemento filtrador (20, 20a, 20b).

Description

Dispositivo para la extracción de gas en una central nuclear.
Campo técnico
La presente invención se refiere a una central nuclear para la extracción de gas según el preámbulo de la reivindicación 1 del documento FR-A-2751116. La central generadora de energía comprende un sistema de conductos a los que se conecta una pluralidad de componentes tales como válvulas, recipientes, y líneas de control piloto. Un fluido refrigerante se adapta para que circule por el sistema de conductos. El sistema de conductos y los componentes conectados al mismo comprenden espacios en los que, bajo ciertas condiciones, se puede acumular gas.
Antecedentes de la técnica
Una central nuclear convencional comprende una vasija del reactor y una pluralidad de elementos combustibles, dispuestos en el interior de la misma, que contienen el combustible nuclear. Durante el funcionamiento del reactor, tiene lugar en el combustible la fisión nuclear. Durante la fisión nuclear, se forma calor se transporta mediante un fluido refrigerante, como vapor o agua o mezclas de vapor/agua, posiblemente a través de un generador de vapor, hasta una turbina conectada a un generador para generar electricidad. En la central nuclear, un sistema de conductos, que comprende una pluralidad de conductos tubulares, se dispone para transportar el fluido refrigerante. Un cierto número de las denominadas líneas de control piloto se conecta a los conductos tubulares para guiar al fluido refrigerante mediante, por ejemplo, válvulas para varias finalidades. Diferentes tipos de recipientes están conectados asimismo al sistema de conductos, por ejemplo un recipiente de medición de nivel, una vasija del reactor y una contención. Los conductos tubulares y las líneas de control piloto comprenden además curvaturas del tubo. En los conductos tubulares, en las líneas de control piloto, en las curvaturas de los tubos y dentro y junto a las válvulas, respectivamente, así como dentro y junto a las vasijas o recipientes, existe un riesgo de que gases no condensables que contienen, entre otras cosas, gas hidrógeno y gas oxígeno, H_{2} y O_{2}, puedan acumularse en ciertos espacios y de que se alcancen contenidos de 2H_{2} + O_{2} que hagan posible la deflagración o la detonación. A estos espacios se referirá a continuación con el término "espacios de acumulación de gas".
Los gases no condensables se forman durante el funcionamiento del reactor, entre otras cosas a causa de la descomposición del agua. Los gases no condensables se transportan fuera del reactor con la ayuda del fluido refrigerante. En los casos en los que se produce un fluido refrigerante sustancialmente estacionario en forma de vapor en un espacio de acumulación de gas, el vapor se condensa debido a la emisión de calor hacia los espacios colindantes, reduciéndose la temperatura del mismo. Durante la condensación del vapor, el gas oxígeno y el gas hidrógeno se acumulan en el espacio de acumulación de gas. Mediante escurrimiento del condensado desde el espacio de acumulación de gas hasta un punto dispuesto más bajo en el sistema de conductos, se aporta más vapor que se condensa, enriqueciéndose el gas oxígeno y el gas hidrógeno en el espacio de acumulación de gas.
Un conducto tubular que se expone particularmente en la central nuclear se adapta para aliviar la presión de la vasija del reactor en el caso de, por ejemplo, una perturbación en el servicio de la turbina o cuando se desea realizar un disparo del reactor. A este fin, se montan válvulas, posiblemente a través de líneas de control piloto, en dicho conducto. Las líneas de control piloto pueden ser relativamente largas, por ejemplo de 2 a 6 m. Cuando el espacio de acumulación del gas sucede en una línea de control piloto, a causa de que las válvulas están cerradas y que por tanto que el refrigerante está estacionario, dicho espacio puede extenderse relativamente.
En los casos en los que el gas hidrógeno y el gas oxígeno se encienden y por tanto alcanzan la deflagración o la detonación, pueden producirse daños. El daño puede originar deformaciones del espacio de acumulación de gas hasta tal punto que pueden producirse fugas internas o externas. Por ejemplo, puede producirse una fuga en una válvula de control para la denominada válvula de seguridad en el sistema de conductos de la central nuclear. En el peor de los casos, una detonación que genere daños a dicha válvula puede, perjudicar la seguridad de la central nuclear. Otro ejemplo de daño perjudicial para la seguridad del reactor ocurre cuando un recipiente de medición de nivel resulta dañado. Esto puede proporcionar una indicación incorrecta del nivel en el recipiente de medición de nivel y por tanto una pérdida o un fallo de suministro de refrigerante.
Para prevenir concentraciones demasiado altas de 2H_{2} + O_{2}, que es un gas detonante, y de las detonaciones causadas por el mismo, es sabida la disposición de diferentes tipos de dispositivos recombinadores asociados con los espacios de acumulación de gas.
La patente US nº 5.592.521 da a conocer un dispositivo recombinador en una central nuclear. El dispositivo recombinador comprende un primer canal, en dentro del mismo comprende una pluralidad de canales, y un segundo canal. Un primer subflujo pasa a través del primer canal y un segundo subflujo pasa a través del segundo canal. Las paredes de primer canal están provistas de un recubrimiento catalítico. El calor originado por la reacción catalítica en el primer canal se transfiere al segundo canal, calentándose así el gas en el segundo canal para facilitar una recombinación del gas hidrógeno con el gas oxígeno. El segundo canal comprende por lo menos un elemento de ignición, que también se calienta con el calor procedente del primer canal.
El inconveniente de la utilización de diferentes tipos de dispositivos recombinadores radica en que éstos requieren una temperatura relativamente alta, superior a 700ºC para funcionar de manera eficiente. En una central nuclear en la que dichos dispositivos recombinadores deben utilizarse, prevalece una temperatura comprendida entre 20 y 500ºC, pero sustancialmente entre 100 y 300ºC. Por consiguiente, la temperatura en los espacios de acumulación de gas es considerablemente inferior a la temperatura que se requiere para que funcione el dispositivo recombinador. Para alcanzar una temperatura suficientemente alta, los elementos de ignición se calientan normalmente de forma continua de un modo u otro, por ejemplo mediante energía eléctrica. El calentamiento con energía eléctrica implica que el suministro de electricidad debe asegurarse para que el dispositivo recombinador funcione satisfactoriamente.
Otro inconveniente de los dispositivos recombinadores es debido a que se forma un recubrimiento en las paredes del dispositivo recombinador durante el funcionamiento. El recubrimiento puede estar constituido, por ejemplo, por óxidos formados a causa del calor de la reacción. Las paredes del dispositivo recombinador pueden recubrirse asimismo con óxidos de varias clases que se forman en otros lugares en el sistema de conductos y se transportan al dispositivo recombinador con el refrigerante. Incluso unas pequeñas cantidades de recubrimiento originan una reducción de la capacidad de recombinación del dispositivo recombinador. Esto se debe a que la superficie activa del dispositivo recombinador se reduce al mismo ritmo que el recubrimiento aumenta. Además, los dispositivos recombinadores precisan de algún tipo de dispositivos de ignición para conseguir la ignición del gas detonante. Estos dispositivos de ignición son sensibles a los contaminantes puesto que se basan en una reacción superficial que se está creando.
El documento SE 464 487 de a conocer un dispositivo en las válvulas o los conductos para transporte de líquido o vapor en el que existe un riesgo de que se forme gas detonante. El dispositivo comprende un cuerpo de material recombinador para recombinar el gas detonante originado. El cuerpo recombinador es una espiral o una red o una placa con efecto catalítico.
En las industrias químicas y petroquímicas es conocida asimismo la limpieza de gases y la producción de gas hidrógeno limpio mediante la extracción de gas hidrógeno, respectivamente, con la ayuda de varias clases de membrana.
La patente US nº 5.149.420 da a conocer un procedimiento para el recubrimiento electrolítico o chapeado de un metal con paladio. El metal consiste, por ejemplo, en niobio, vanadio, zirconio o tántalo en forma pura o en aleaciones con una o más de dichas sustancias. El metal chapeado con paladio es útil para la extracción del gas hidrógeno, en por lo menos entre 185 y 400ºC.
La patente US nº 5.215.729 da a conocer una membrana tubular para purificar hidrógeno o, alternativamente, extraer hidrógeno de una mezcla de hidrógeno. La membrana tubular comprende una parte metálica que está recubierta en una de sus caras o en ambas caras con paladio, o una aleación de paladio, o de platino.
El documento FR-A-2 751 116 da a conocer una central nuclear que comprende un edificio de contención construido con hormigón y adaptado para contener una vasija del reactor y los generadores de vapor. El reactor es un reactor de agua a presión, PWR. En la contención existe además un circuito primario para el refrigerante que circula a través del reactor y para los generadores de vapor. El objetivo de la técnica dada a conocer consiste en proporcionar unos medios para tratar el gas hidrógeno después de un accidente, y más concretamente, después de una rotura en un conducto del circuito primario. Consecuentemente, el documento FR-A-2 751 116 instruye sobre cómo proceder con un fluido que puede contener hidrógeno cuando el refrigerante, después de un accidente, se escapa del circuito primario y va a parar al espacio interior del edificio de contención. El fluido se transporta entonces haciéndolo salir de la contención hasta una instalación con un dispositivo filtrador. La instalación con el dispositivo filtrador es una unidad separada dispuesta en el exterior del edificio de contención.
Sumario de la invención
La presente invención se refiere a una central como la que se ha definido inicialmente caracterizada por presentar las características de la reivindicación 1 y provista de un dispositivo en un sistema de conductos o componentes conectados al mismo. Más particularmente, el dispositivo sirve para la extracción de gases no condensables de una mezcla de gas sustancialmente estacionaria en un espacio de acumulación de gas del tipo descrito en el apartado anterior. Los gases no condensables contienen, por ejemplo, gas hidrógeno y gas oxígeno y pueden, por ejemplo, liberarse continuamente desde un fluido refrigerante que por ejemplo, contiene agua y/o vapor.
El dispositivo según la presente invención comprende un elemento filtrador que, por ejemplo, es una membrana en forma de disco. La membrana puede, por ejemplo, realizarse según el procedimiento descrito en la patente US nº 5.149.420. Sin embargo, la invención no se limita de ningún modo a la utilización de la membrana descrita en la patente US nº 5.149.420.
El elemento filtrador está dispuesto en el sistema de conductos o en los componentes conectados al mismo y, en el espacio de acumulación de gas, con una primera cara del elemento encarada hacia dentro hacia el espacio. En la primera cara, una primera presión parcial prevalece en el gas(es) que se ha(n) de extraer de la mezcla de gas acumulada. Además, el elemento filtrador está dispuesto con una segunda cara encarada hacia fuera hacia los espacios colindantes del sistema de conductos y los componentes conectados al mismo, respectivamente. Los espacios colindantes constituyen un volumen grande y ventilado en el que no se permite que se forme una presión parcial alta de los gases en cuestión. En esta segunda cara, se adapta una segunda presión parcial para que predomine sobre la primera presión parcial. Con la ayuda de la diferencia entre la primera y la segunda presión parcial, la parte principal de los gases no condensables se extrae de la mezcla de gas acumulada en el espacio de acumulación de gas saliendo y pasando por el elemento filtrador.
Según una forma de realización alternativa, el elemento filtrador comprende uno(s) elemento(s) tubulares, por ejemplo del tipo mencionado en la patente US nº 5.215.729. El elemento tubular se adapta para que se extienda hacia o dentro de la mezcla de gas sustancialmente estacionaria en el espacio de acumulación de gas. El elemento tubular presenta una superficie permeable al líquido relativamente grande en comparación con el espacio que requiere. La invención no queda limitada de ningún modo a la utilización del elemento tubular descrito en la patente US nº 5.215.729.
La ventaja de la presente invención es que el dispositivo que comprende el elemento filtrador puede extraer continuamente los gases no condensables de la mezcla de gas sustancialmente estacionaria. Sólo se precisa la diferencia entre la presión parcial que es inherente a la central nuclear para conseguir la extracción a través del elemento filtrador.
Otra ventaja es que la fiabilidad es alta en el dispositivo según la presente invención en comparación con la fiabilidad de los dispositivos recombinadores reconocidos en una aplicación correspondiente. El dispositivo según la presente invención no es tan sensible a los contaminantes como dispositivo recombinador convencional puesto que no se precisa reacción catalítica. Además, el elemento filtrador se puede proteger mediante una parte protectora de manera que el recubrimiento de contaminantes se reduce. Además, es una ventajoso que el dispositivo extraiga gases no condensables, comprendido el gas hidrógeno, de manera eficiente y a un intervalo de temperatura relativamente bajo en comparación con el intervalo de temperatura de los dispositivos recombinadores convencionales, que comprende por lo menos el intervalo de temperatura comprendida entre 185 y 400ºC. Además, según la presente invención, no se requiere un caldeo continuo del dispositivo, para conseguir la extracción de los gases no condensables. Sin embargo, puede ser deseable calentar el dispositivo según la presente invención cuando se extrae gas a niveles de temperatura en el intervalo comprendidos entre 20 y 150ºC para aumentar la velocidad de extracción.
Breve descripción de los dibujos
La presente invención se explicará a continuación con mayor detalle haciendo referencia a los dibujos adjuntos.
La Figura 1 ilustra esquemáticamente una central nuclear de agua en ebullición, que comprende un sistema de conductos y componentes conectados al mismo.
La Figura 2 ilustra esquemáticamente una central nuclear de agua a presión, que comprende un sistema de conductos y componentes conectados al mismo.
La Figura 3 ilustra un ejemplo esquemático de una válvula en la que se disponen dispositivos según la presente invención.
La Figura 4a ilustra una vista superior de un dispositivo según la presente invención.
La Figura 4b ilustra, en una sección A-A de la Figura 4a, una primera forma de realización según la presente invención que comprende un elemento filtrador diseñado como una membrana en forma de disco.
La Figura 5 ilustra, en una sección A-A de la Figura 4a, una segunda forma de realización según la presente invención que comprende un elemento filtrador diseñado como una membrana en forma de disco.
La Figura 6 ilustra, en una sección A-A de la Figura 4a, una tercera forma de realización según la presente invención que comprende un elemento filtrador diseñado como una pluralidad de membranas tubulares.
La Figura 7a ilustra, en una vista lateral, una cuarta forma de realización según la presente invención.
La Figura 7b ilustra, en una sección B-B de la Figura 7a, una forma de realización según la presente invención en la que un elemento filtrador está diseñado como una membrana anular.
Descripción de las formas de realización preferidas
La Figura 1 ilustra una central nuclear de agua en ebullición. La central nuclear comprende una vasija del reactor 1 en la que está dispuesto un núcleo 2 de elementos con combustibles que contienen combustible nuclear. Unas barras de control 3 insertables desde abajo están dispuestas en el núcleo 2 para controlar la fisión nuclear. Un fluido refrigerante se adapta para que circule por el interior de la vasija del reactor 1 para extraer el calor formado como resultado de la fisión nuclear. Por consiguiente, en esta central nuclear el vapor se produce mediante la ebullición del refrigerante. La temperatura del vapor es aproximadamente 286ºC. El vapor pasa por un conducto tubular 4a hasta una turbina 5 que está conectada a un generador 6 para generar electricidad. La vasija del reactor 1 está dispuesta en el interior del edificio de contención 7 mientras que la turbina 5 está dispuesta en el exterior del mismo.
La Figura 2 ilustra una central nuclear de agua a presión. Como en las centrales nucleares de agua en ebullición, dicha central comprende una vasija del reactor 1 con un núcleo 2 de elementos combustibles que contienen combustible nuclear. Además, un número de barras de control 3 insertables desde arriba están dispuestas en el núcleo 2 para controlar la fisión nuclear. Un fluido refrigerante se adapta para que circule por el interior de la vasija del reactor 1 para extraer el calor formado por la fisión nuclear. En el reactor de agua a presión, la presión es considerablemente más alta que en el reactor de agua en ebullición. No se forma vapor en el reactor de agua a presión. El vapor se produce con la ayuda de un generador de vapor 15. De la misma manera que en la central nuclear de agua en ebullición, el vapor transporta a través de un conducto tubular 4a hasta una turbina 5 que está conectada a un generador 6. La vasija del generador 1 y el generador de vapor 15 están dispuestos en un edificio de contención 7 mientras que la turbina 5 está dispuesta en el exterior del mismo.
La Figura 1 ilustra una pluralidad de válvulas 8 y una línea de control piloto 9 conectadas al conducto tubular 4a. Además, un recipiente de medición de nivel 10, un dispositivo de condensación 11 y una bomba 12 están conectados al sistema de conductos 4. La Figura 2 ilustra una válvula 8 conectada a un conducto tubular 4b. Además, dos bombas 12, un depósito de mantenimiento de la presión 16, un recipiente para medición de nivel 10 y un sensor 25 están conectados al sistema de conductos 4. Entre otras cosas, en dichos conductos tubulares 4a, 4b, 9, comprendidos en el sistema de conductos 4, y en los componentes 8, 10, 11, 12, 16, 25, pueden originarse los espacios de acumulación de gas definidos en el apartado del tipo anterior. Para evitar que se formen concentraciones perjudiciales de gases no condensables, particularmente de gas hidrógeno y de gas oxígeno en los espacios de acumulación de gas, un dispositivo según la presente invención se dispone en los espacios de acumulación de gas. El dispositivo según la presente invención se designa utilizando el número de referencia 14.
En las Figuras 1 y 2, las válvulas 8 están dispuestas para permitir el alivio de presión de la vasija del reactor 1 cuando se cierra el paso de la circulación del vapor hacia la turbina 5. Cuando se restringe la circulación del vapor hacia la turbina 5, el vapor en el conducto tubular 4a en el reactor de agua en ebullición según la Figura 1 se hace pasar a través de un conducto de descarga 17 hasta una balsa de condensación 18. En el reactor de agua a presión según la Figura 2, el vapor no radiactivo se hace pasar por el conducto tubular 4a saliendo a la atmósfera colindante (no representada).
La Figura 3 ilustra un ejemplo simplificado de una válvula convencional 8, por ejemplo conectada a un conducto tubular 4a que, comprende unos dispositivos 14 para la extracción de gas. La válvula 8 comprende además un elemento de válvula 19 cerrado que es deslizable axialmente para cerrar y abrir respectivamente, un canal de circulación 4c. Los gases que, a la presión y temperatura dominantes no son condensables pueden acumularse en el canal de circulación 4c cuando allí está presente una mezcla de gas sustancialmente estacionaria. En ese caso, el canal de circulación 4c es un espacio de acumulación de gas. La pared de la válvula 8 está provista de dos aberturas 21. En cada una de estas aberturas 21 está montado el dispositivo 14 que comprende un elemento filtrador 20. El dispositivo 14 elegido en la forma de realización se representa con más detalle en la Figura 5.
La Figura 4a ilustra, en una vista superior, el dispositivo 14 dispuesto en una parte del conducto tubular 4a, 4b o 9 en sistema de conductos 4 que comprende un espacio potencial de acumulación de gas. El dispositivo 14 se representa con mayor detalle en la Figura 4b en la que se representa una sección A-A de la Figura 4a. El dispositivo 14 comprende un elemento filtrador en forma de una membrana que presenta la forma de disco 20 que es permeable a los gases no condensables, por lo menos al gas hidrógeno. La membrana 20 se adapta para cubrir una abertura 21 dispuesta para este fin en el sistema de conductos 4. La abertura 21 está dispuesta en una parte 4d conectada al sistema de conductos 4. La membrana 20 está fijada al sistema de conductos 4 a través de un soporte 22 que comprende una primera y una segunda partes del soporte 22a, 22b.
La primera parte del soporte 22a está fijada al sistema de conductos 4 de forma estanca al gas mediante, por ejemplo, soldadura. La primera parte del soporte 22a presenta una forma arbitrariamente geométrica y está provista de un primer orificio pasante 22c. La forma de la primera parte del soporte 22a se corresponde, por lo menos en la conexión al sistema de conductos 4, con la forma geométrica del borde que rodea a la abertura 22. La segunda parte del soporte 22b presenta además una forma geométricamente arbitraria y está provista de un segundo orificio pasante
22d.
En la forma de realización, el segundo orificio 22d está dispuesto con un área de sección transversal que disminuye en la dirección del flujo del gas extraído. Un primer rebaje 22e se realiza en la segunda parte del soporte 22b para fijar la membrana 20. Preferentemente, la forma geométrica del rebaje 22e está adaptada a la forma geométrica de la membrana 20 para circundar la membrana total o parcialmente. Un segundo rebaje 22f se forma corriente abajo del primer rebaje 22e para recoger el gas extraído a través de la membrana 20 antes de que el gas salga a través del orificio del segundo agujero 22d que está dispuesto en un lado de la segunda parte del soporte 22b que está encarada hacia el lado contrario de la primera parte del soporte 22a, que en adelante se denominará lado externo. Disponiendo la parte corriente abajo del segundo orificio 22d con un área de sección transversal relativamente pequeña, el riesgo de daño externo a la membrana 20 se reduce.
La segunda parte del soporte 22b se fija a la primera parte del soporte con una junta que comprende un elemento de conexión 22g, por ejemplo un tornillo, y un elemento de fijación 22h, por ejemplo una tuerca.
La membrana 20 se fija entre la primera y la segunda partes del soporte 22a, 22b de manera que por lo menos cubre una abertura, formada por la abertura 21 y los respectivos orificios pasantes 22c y 22d, en el dispositivo 14. En una forma de realización alternativa (no representada), el rebaje 22e, que circunda total o parcialmente la membrana 20 está dispuesto en la primera parte del soporte 22a o parcialmente en la primera parte del soporte 22a y parcialmente en la segunda parte del soporte 22b.
Para proteger a la membrana 20 de los recubrimientos de clases diferentes, la membrana puede estar provista de una pieza de protección separada de la membrana. En la forma de realización según la presente invención representada en la Figura 4b, este elemento adicional se representa con los números de referencia 27a, 27b. La pieza de protección 27a se dispone tocando a la membrana 20 y es una hoja metálica perforada o sinterizada porosamente o una malla metálica. La hoja metálica o la malla metálica es, por ejemplo, de acero inoxidable. La pieza de protección 27a se adapta además para reducir el riesgo de que una posible descomposición de la membrana 20 origine que partes de la misma vayan a parar al fluido refrigerante. La pieza de protección 27a está, por ejemplo, circundada por un elemento de estanqueización 27b mediante el cual se fija entre la primera y la segunda partes del soporte 22a, 22b. Preferentemente, la pieza de protección 27a se monta de tal manera que pueda reemplazarse o limpiarse y montarse de nuevo.
La Figura 5 ilustra una forma de realización según la presente invención en la que la pieza tubular 4d asociada con el sistema de conductos 4 es más estrecha y más alargada que la representada en la Figura 4b. La forma de realización según la Figura 5 comprende, exactamente como la forma de realización representada en las Figura 4a, 4b, la primera y la segundas parte del soporte 22a, 22b. La diferencia radica en que el primer orificio 21c se extiende corriente abajo mediante un rebaje 22i. El objetivo del rebaje 22i es hacer posible la recogida del gas que se ha de extraer de tal manera que se le da al gas la posibilidad de ser extraído sobre una superficie de la membrana 20 tan grande como sea posible. La segunda parte del soporte 22b comprende el rebaje 22e que se adapta para que circunde la parte principal de la membrana 20. El segundo orificio 22d se adapta para abrirse hacia fuera excéntricamente hacia el lado exterior de la segunda parte del soporte 22b. El segundo orificio 22d dispuesto excéntricamente se representa también con líneas a trazos de la Figura 4a.
En el caso de que la temperatura en el espacio de la acumulación del gas sea baja, es decir de 20 a 150ºC, puede ser conveniente calentar el elemento filtrador para incrementar su capacidad de extracción de los gases no condensables, particularmente del gas hidrógeno. Una forma de realización de dicho caldeo se representa en la Figura 5. La forma de realización comprende un contenedor 28 divisible, conductor del calor, que está dispuesto circundando al soporte 22. El contenedor 28 está conectado a una fuente de energía 30 de la que obtiene la energía eléctrica necesaria para el caldeo.
La Figura 6 ilustra una forma de realización según la presente invención en la que el elemento filtrador 20 se realiza en forma de una pluralidad de membranas tubulares 20a cada una de las cuales es permeable a los gases no condensables, por lo menos al gas hidrógeno. Las membranas tubulares 20a están dispuestas cada una de ellas con una abertura hacia una placa superior en forma de disco 24 común a todos los elementos tubulares 20a. Desde la placa superior 24, las membranas tubulares 20a se extienden hacia el potencial espacio de acumulación de gas con un extremo cerrado. En la placa superior 24 está dispuesta una pluralidad de orificios pasantes 23, cuya dirección axial y la extensión de la dirección radial se corresponden sustancialmente con la dirección axial y el extremo abierto de los elementos tubulares 20a. La placa superior 24 está montada en el sistema de conductos 4 mediante un soporte 22 de manera que se corresponde con la membrana 20 representada en la Figura 4b. De esta manera la placa superior 24 adopta una posición en el soporte 22 correspondiente a la de la membrana 20. El gas no condensable, extraído a través de las membranas tubulares 20a, se hace pasar hacia el lado exterior de la segunda parte del soporte 22b a través de las aberturas 23 y del segundo orificio 22d.
De la misma manera que en la forma de realización según la Figura 5, la forma de realización según la Figura 6 puede complementarse con un dispositivo para calentar el elemento filtrador. La forma de realización representada en la Figura 6 comprende una espiral conductora del calor 28 que está dispuesta en el interior de una de las membranas tubulares 20a. De la misma manera que en la forma de realización según la Figura 5, la espiral conductora del calor 28 se conecta a una fuente de energía 30 para obtener de la misma la energía eléctrica necesaria para el caldeo.
Además, la forma de realización según la Figura 6 comprende un elemento adicional en forma de pieza protectora con la misma función que la pieza protectora 27a, 27b descrita haciendo referencia a la Figura 4b. La forma de realización según la Figura 6 comprende una pieza de protección en forma de una contenedor 29 que por ejemplo, consiste en una hoja de metal perforada o de metal sinterizado porosamente o de una malla metálica. El contenedor de protección 29 está dispuesto de manera que circunde las membranas tubulares 20a para protegerlas contra el recubrimiento y para evitar que una posible descomposición de las mismas permita que partes de las mismas se incorporen al fluido refrigerante. El contenedor de protección 29 está provisto de un borde de apertura 29a en forma de brida, mediante el cual se fija entre la primera y la segunda partes del soporte 22a, 22b de una manera correspondiente a la placa superior 24.
Además, la Figura 6 ilustra una membrana tubular 20a que es considerablemente más corta que las otras. Las longitudes respectivas de las membranas tubulares 20a pueden diferir opcionalmente de esta forma de realización según la presente invención. Las membranas tubulares 20a puede variarse, de una a una pluralidad.
La Figura 7a ilustra, en una vista lateral, otra forma de realización según la presente invención. Esta forma de realización se representa con mayor detalle en la Figura 7b que muestra una sección B-B de la Figura 7a. El dispositivo 14 comprende un elemento filtrador en forma de una membrana anular 20b que es permeable a los gases no condensables, por lo menos al gas hidrógeno. La membrana anular 20b está conectada al sistema de conductos 4 entre dos extremos tubulares de manera que constituye las paredes en la parte relevante del sistema de conductos 4. La membrana anular 20b está sujetada mediante un par de piezas en forma de disco, bridas 26, y una brida 26 está dispuesta en el extremo respectivo del tubo, por ejemplo mediante soldadura. La membrana anular 20b está fijada entre las bridas 26 interconectando las bridas 26 mediante una junta que comprende un elemento de conexión 22g, por ejemplo un perno con tuercas en ambas cabezas, y un elemento de fijación 22h, por ejemplo una tuerca. Las bridas respectivas 26 están diseñadas como discos con una sección transversal arbitraria y con un orificio pasante 26a en cada uno de ellas. La dirección axial y la forma geométrica del orificio 26a corresponde a la dirección axial y al área del orificio, respectivamente, del conducto tubular 4a, 4b.
La forma de realización representada en la figura 7b está provista además de una pieza de protección 31 de forma anular dispuesta corriente abajo de la membrana anular 20b. El objetivo de la pieza de protección 30 es reducir el riesgo del daño externo de la membrana anular 20b. La pieza de protección 31 está provista de una abertura 31a para hacer salir el gas extraído a través de la membrana anular 20b. La pieza protectora es, por ejemplo, de acero inoxidable. Por supuesto, la forma de realización puede estar provista también de una pieza de protección (no representada), dispuesta aguas arriba de la membrana anular 20b, con la misma función que la pieza de protección 27a descrita en la Figura 4b o la pieza de protección 29 descrita en la Figura 6.
En las Figuras 4 a 7, las formas de realización representadas en el dispositivo 14 según la presente invención están conectadas a un espacio de acumulación de gas en forma de un conducto tubular 4a, 4b, 9 en el sistema de conductos 4. Las formas de realización representadas en las Figuras 4b, 5, 6 pueden, por supuesto, asociarse asimismo con válvulas 8, recipientes 1, 7, 14, 16, curvaturas de tuberías, y otros componentes tales como, por ejemplo, los designados con los números 10, 11, 12 en las figuras 1 y 2 y en otros espacios potenciales de acumulación de gas. Los dispositivos 14 se montan entonces en las aberturas 21, dispuestos en estas piezas de una manera correspondiente a la disposición de los dispositivos 14 en la válvula 8 en la Figura 3.
El gas extraído a través del elemento filtrador 20, 20a, 20b, en las formas de realización descritas anteriormente se expele a la atmósfera colindante y allí pasa a ser inofensivo.

Claims (11)

1. Central nuclear que comprende un reactor de agua en ebullición o un reactor de agua a presión, comprendiendo la central:
-
una vasija del reactor en la que está contenido un núcleo de elementos combustibles y que está adaptada para recibir una circulación de refrigerante a través de la vasija del reactor,
-
un sistema de conductos (4) que comprende una pluralidad de conductos tubulares (4, 4a, 4b) y de partes componentes conectadas a los conductos tubulares, estando dispuesto el sistema de conductos para transportar el refrigerante durante el funcionamiento del reactor, caracterizada porque la central comprende:
-
un espacio de acumulación de gas (1, 4, 8, 9, 10, 11, 12, 16, 25) formado en el sistema de conductos y adaptado para alojar una cantidad de gas sustancialmente estacionaria separada del refrigerante, conteniendo la cantidad de gas, gas hidrógeno, que, a la presión y temperatura predominantes, no es condensable, una primera presión parcial del gas hidrógeno predominante en la cantidad de gas, una segunda presión parcial del gas hidrógeno predominante fuera del espacio de acumulación de gas, siendo dicha segunda presión parcial del gas hidrógeno inferior a dicha primera presión parcial del gas hidrógeno, en la que el espacio de acumulación del gas (1, 4, 8, 9, 10, 11, 12, 16, 25) presenta una abertura (21), y un dispositivo (14) para extraer hidrógeno, comprendiendo el dispositivo un elemento filtrador (20, 20a, 20b), que es permeable al gas hidrógeno y que está dispuesto para cubrir la abertura (21) del espacio de acumulación de gas, en la que la diferencia entre las primera y segunda presiones parciales del gas hidrógeno está adaptada para extraer la parte principal del gas hidrógeno a través del elemento filtrador (20, 20a, 20b).
2. Central según la reivindicación 1, caracterizada porque el elemento filtrador presenta la forma de una membrana en forma de disco (20).
3. Central según la reivindicación 1, caracterizada porque el elemento filtrador presenta la forma de una o más membranas tubulares (20a) en la que cada una de las membranas tubulares (20a) comprende un extremo abierto y un extremo cerrado y en el que el extremo abierto del elemento tubular está conectado a un orificio pasante (23) correspondiente en una placa superior (24) y en la que el extremo cerrado de la membrana tubular está dispuesto extendiéndose en el espacio de acumulación del gas.
4. Central según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque el elemento filtrador (20, 20a) está conectado al espacio de acumulación del gas mediante un soporte (22), comprendiendo el soporte una primera y una segunda partes del soporte (22a, 22b), comprendiendo la primera parte del soporte un primer orificio pasante (22c), comprendiendo la segunda parte del soporte un segundo orificio pasante (22d), estando la primera parte del soporte (22a) fijada al espacio de acumulación del gas de manera que el primer orificio (22c) solapa por lo menos parcialmente la abertura (21), estando la primera parte del soporte fijada a la segunda parte del soporte de manera que el segundo orificio (22d) solapa por lo menos parcialmente el primer orificio (22c), estando el elemento filtrador (20) y la placa superior (24), respectivamente, dispuestos entre las primera y segunda partes del soporte (22a, 22b) cubriendo por lo menos el primer orificio (22c).
5. Central según la reivindicación 4, caracterizada porque la primera y/o la segunda partes del soporte (22a, 22b) está/n provista/s de un rebaje (22e) que presenta una forma geométrica arbitraria, estando el elemento filtrador (20) y la placa superior, respectivamente, fijadas al soporte (22) estando dispuestas en el rebaje (22e), y porque la segunda parte (22b) está unida a la primera parte (22a) mediante una junta (22g, 22h)
6. Central según la reivindicación 2, caracterizada porque la forma geométrica del rebaje (22e) corresponde a la forma geométrica de la membrana en forma de disco (20) y de la placa superior (24), respectivamente.
7. Central según la reivindicación 1, caracterizada porque el elemento filtrador está conformado como una membrana anular (20b).
8. Central según la reivindicación 7, caracterizada porque la membrana anular (20b) está dispuesta de manera fija entre los extremos de un elemento tubular (4a, 4b, 9) mediante una pieza en forma de disco (26) que está conectada de manera estanca al gas a cada extremo del tubo y en la que las piezas en forma de disco (26) están interconectadas mediante un elemento de interconexión (22g, 22h), estando provistas cada una de las piezas en forma de disco (26) de un orificio pasante (26a), cuya dirección axial respectiva es por lo menos sustancialmente igual a la dirección axial del elemento tubular, y en la que la membrana anular (20b), las piezas en forma de disco (26) y el elemento tubular (4a, 4, 9) forman conjuntamente un cuerpo hueco que se extiende en la dirección axial.
9. Central según la reivindicación 3, 4 ó 5, caracterizada porque comprende una espiral conductora del calor que está dispuesta en el elemento tubular (20a) y en la que la espiral (28) está conectada a una fuente de energía (30).
10. Central según la reivindicación 4 ó 5, caracterizada porque comprende un contenedor conductor del calor (29) que está adaptado para circundar al soporte (22) y en la que el contenedor (29) está conectado a una fuente de energía (30).
11. Central según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque comprende una pieza de protección (27a, 29, 31) dispuesta corriente arriba y/o corriente abajo del elemento filtrador (20, 20a, 20b).
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