ES2291488T3

ES2291488T3 - Separador fijado de manera integral para rejilla de un reactor nuclear y procedimiento asociado.

Info

Publication number: ES2291488T3
Application number: ES02753346T
Authority: ES
Inventors: Michael G. Smith; David A. Dablock; Nathaniel Robinson; Philip L. Hazlett
Original assignee: Westinghouse Electric Co LLC; Westinghouse Electric Corp
Current assignee: Westinghouse Electric Co LLC; Westinghouse Electric Corp
Priority date: 2001-07-03
Filing date: 2002-06-20
Publication date: 2008-03-01
Anticipated expiration: 2022-06-20
Also published as: JP2004534950A; DE60221837T2; EP1402538B1; EP1402538A1; WO2003005373A1; KR20040020961A; TW552588B; KR100893997B1; US6522710B2; DE60221837D1; US20030007590A1; JP4102869B2

Abstract

Una rejilla para su uso en un montaje combustible de un reactor nuclear que incluye una tobera (12), un tubo dedal (24), y un medio de sujeción (92) conectado de manera cooperante con el tubo dedal (24), incluyendo la rejilla (8) una pluralidad de bandas (28) interconectadas entre sí para definir al menos una primera celda dedal (36), teniendo cada banda (28) un borde (60), estando los bordes (60) genéricamente alineados a lo largo de un plano que define una superficie de rejilla (64) de la rejilla; caracterizada porque un separador (4) para separar la superficie de rejilla (64) respecto de la tobera (12) está montado de forma fija sobre las bandas (38), estando el separador (4) al menos parcialmente dispuesto en una muesca (56) conformada en el borde (60) de al menos una de las bandas (28) que definen la al menos primera celda dedal (36); consistiendo el separador (4) en una placa conformada con un orificio (48) que se extiende a su través, teniendo la placa una superficie de encaje sustancialmente planar (40) y una superficie de retención sustancialmente planar (44) opuestas entre sí; estando la superficie de retención (44) detrás de la superficie de rejilla (64) y sobresaliendo la superficie de encaje (40) hacia fuera más allá de la superficie de rejilla (64) por medio de lo cual cuando la tobera (12) se dispone contra la superficie de encaje (40) un extremo del tubo dedal (24) se aloja contra la superficie de retención (44), y al menos una porción del medio de sujeción (92) se aloja a través del orificio (48) y se conecta de manera cooperante con el tubo dedal (24), el separador (4) queda interpuesto entre la tobera (12) y el extremo del tubo dedal (24) y la superficie de rejilla (64) queda separada de la tobera (12).

Description

Separador fijado de manera integral para rejilla de un reactor nuclear y procedimiento asociado.

La presente invención se refiere en general al campo de las rejillas para reactores nucleares y, más concretamente, a un separador para su uso en la separación de una rejilla protectora respecto de una tobera de un montaje combustible de un reactor nuclear.

Descripción de la técnica relacionada

Son conocidos y plenamente comprendidos en la técnica relevante numerosos tipos de reactores nucleares. Un tipo de reactor nuclear es un reactor de agua a presión el cual típicamente incluye una pluralidad de montajes combustibles que están dispuestos dentro de un recipiente para los cartuchos de combustible nuclear a través de los cuales fluye el agua a presión. Dicho agua típicamente fluye a través del recipiente de seguridad del reactor nuclear a altas velocidades, con lo cual cualquier detrito existente en el agua puede a la postre provocar un desgaste significativo en los componentes del reactor con los cuales el detrito se ponga en contacto.

Cada montaje combustible típicamente incluye una pluralidad de varillas de combustible que están montadas dentro de una pluralidad de rejillas que separan las varillas de combustible entre sí y ofrecen la resistencia a la vibración de las varillas de combustible durante el funcionamiento del reactor. Las rejillas típicamente incluyen una rejilla superior, una rejilla inferior, y una pluralidad de rejillas intermedias que están separadas entre las rejillas superior e inferior. Las rejillas típicamente están montadas sobre unos tubos dedales alargados que son huecos y que pueden llevar en su interior varillas de instrumentación y/o control. Las varillas de combustible, las rejillas, y los tubos dedales están montados de forma conjunta entre una tobera superior y una tobera inferior que retienen las varillas de combustible, las rejillas, y los tubos dedales en la posición deseada dentro del reactor nuclear. Las varillas de combustible, las rejillas, los tubos dedales, y las toberas constituyen el montaje combustible.

Debido a la posibilidad de que los detritos puedan dañar a los componentes del montaje combustible, es conocida la técnica de incorporar adicionalmente una rejilla protectora que se dispone entre la rejilla inferior y la tobera inferior para disponer con firmeza la rejilla protectora contra la tobera inferior y para separar la rejilla protectora de la tobera inferior con el fin de evitar un contacto indeseable con la tobera inferior y las irregularidades existentes en los bordes de las bandas ensambladas. Ejemplos de dichas irregularidades incluiría cualquier tipo de materiales salientes, como por ejemplo orejetas de soldeo y otro material de banda en las intersecciones en las que las bandas mediante las cuales las rejillas son montadas se unen entre sí.

Todas las rejillas de los montajes combustibles del reactor nuclear, incluyendo las rejillas protectoras, están típicamente compuestas por una pluralidad de bandas que están dispuestas en una configuración de rejilla o celosía y que están sujetas entre sí para definir una pluralidad de celdas. Las celdas incluyen unas celdas dedal y unas celdas de las varillas de combustible. La rejilla superior, la rejilla inferior, y las rejillas intermedias están típicamente sujetas de forma mecánica o de otra forma a los tubos dedales, los cuales están dispuestos en las celdas dedales. Las varillas de combustible típicamente están contenidas dentro de las celdas de las varillas de combustible de las rejillas, incluyendo la rejilla protectora, mediante una pluralidad de resortes y/o depresiones dentro de cada celda de las varillas de combustible que están conformadas sobre las bandas de las rejillas.

La rejilla protectora incluye así mismo típicamente unos miembros separadores que están soldados o sujetos de otra forma sobre aquélla y que reciben los extremos de los tubos dedales situados en su interior y que disponen con firmeza la rejilla protectora contra la tobera inferior cuando el montaje combustible es montado. Aunque dichas rejillas protectoras y miembros separados conocidos han sido en general eficaces para los fines pretendidos no han estado exentas de limitaciones.

Las rejillas protectoras conocidas anteriormente han empleado unos miembros separados en forma de, o bien unos insertos metálicos curvados o unos conjuntos soldados de manguitos tubulares con unos obturadores terminales que han sido soldados por puntos dentro de las celdas dedales de la rejilla protectora y han sido configurados tanto para recibir en su interior los extremos de los tubos dedales como para separar la rejilla protectora respecto de la tobera inferior. Las dimensiones de dichos miembros separados son fundamentales para asegurar su adecuado encaje con el diámetro de los tubos dedales y con la anchura de las celdas dedales. Las estrechas tolerancias requeridas y la operación de soldadura o curvatura se traduce en un miembro separador relativamente costoso. Por ello se desea proporcionar un miembro separador simplificado que no requiera en sí mismo soldadura o una conformación complicada.

Dado que dichos manguitos e insertos estaban dispuestos dentro de las celdas dedales de la rejilla protectora, fue necesario primeramente disponer completamente e interconectar las bandas de la rejilla protectora en una primera operación de disposición y soldadura, y a continuación recibir los manguitos e insertos dentro de las celdas dedales y llevar a cabo una segunda operación de soldadura entre ellos. Dichas etapas de montaje múltiple que, las dos, incluyen operaciones de disposición y soldadura, han sido relativamente costosas. Se desea por tanto proporcionar una rejilla protectora con un separador soldado de manera integral que se monte con una sola etapa de disposición y soldadura.

En muchos montajes combustibles, las celdas dedales y las celdas de las varillas de combustible tienen sustancialmente el mismo tamaño. No obstante, algunos montajes combustibles están diseñados de forma que las celdas dedales tienen cuatro veces el tamaño de las celdas de las varillas de combustible. En rejillas protectoras conocidas que emplean manguitos o insertos, los manguitos o insertos sería deseable que quedaran soldadas contra los lados de la celda dedal al nivel de los puntos en los que los manguitos o insertos contacten con las bandas de la celda dedal. En circunstancias en las que las celdas dedales son del tamaño de dos celdas de las varillas de combustible por dos celdas de la varilla de combustible, sin embargo, los puntos de contacto entre los manguitos o insertos y las bandas son áreas en las que terminan otras bandas. Dichas áreas de contacto son por ello extremadamente difíciles de soldar debido a dicha interferencia por parte de las bandas terminales. Se desea por tanto contar con un separador mejorado que pueda ser soldado con seguridad a una rejilla protectora cuyas celdas dedales tengan una configuración de dos celdas de las varillas de combustible por dos celdas de las varillas de combustible.

El documento EP-A-0512137 divulga una rejilla que tiene una estructura de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1.

Sumario de la invención

La presente invención proporciona una rejilla de acuerdo con lo establecido en la reivindicación 1.

En una forma de realización preferente el separador para su uso en una rejilla protectora de un montaje combustible de un reactor nuclear es una placa de material en forma genérica de arandela que tiene una superficie de encaje y una superficie de retención opuestas entre sí. La rejilla protectora está constituida por una pluralidad de bandas para definir una pluralidad de celdas de las varillas de combustible y una pluralidad de celdas dedales, presentando las bandas adyacentes de las celdas dedales unas muescas para recibir entre ellas el separador. La superficie de retención del separador está dispuesta contra las muescas, y la superficie de encaje del separador sobresale hacia fuera desde la rejilla protectora. Cuando las superficies de encaje de los separadores son encajadas contra una tobera inferior de un montaje combustible de un reactor nuclear, los separadores separan la rejilla protectora respecto de la tobera inferior. El separador está soldado de manera integral con la rejilla protectora en una única operación de disposición y soldadura.

Un aspecto de la presente invención es proporcionar un separador para su uso con una rejilla protectora de un montaje combustible de un reactor de agua a presión en el que el separador está soldado de manera integral con la rejilla protectora en una única operación de disposición y soldadura.

Otro aspecto de la presente invención es proporcionar un separador que sea alojado en las muescas conformadas en las bandas de una rejilla protectora de un montaje combustible de un reactor de agua a presión.

Otro aspecto de la presente invención es proporcionar un separador que tenga una configuración en forma genérica de placa en el que el separador pueda ser fabricado en grandes cantidades con la precisión requerida a un coste relativamente bajo.

Otro aspecto de la presente invención es proporcionar un separador en combinación con una rejilla protectora en el cual el separador incluya una superficie de encaje que sobresalga hacia fuera de la rejilla protectora para separar la rejilla protectora respecto de una tobera inferior de un montaje combustible de un reactor de agua a presión.

Otro aspecto de la presente invención es proporcionar una rejilla protectora en combinación con un separador en el cual la rejilla protectora esté constituida por una pluralidad de celdas dedales y de celdas de varillas de combustible, teniendo cada una de las celdas dedales cuatro veces el tamaño de las celdas de las varillas de combustible, y en el cual, el separador pueda ser soldado de manera segura a las bandas adyacentes a la celda dedal.

Otro aspecto de la presente invención es proporcionar un montaje combustible para un reactor nuclear que tenga un separador que esté interpuesto entre y que separe una rejilla protectora respecto de una tobera inferior.

Otro aspecto de la presente invención es proporcionar en combinación una rejilla y un separador para su uso en un montaje combustible de un reactor nuclear, en la cual el montaje combustible incluye una tobera, un tubo dedal que tiene un extremo y un medio de sujeción, estando el medio de sujeción estructurado para ser conectado de manera cooperante con el tubo dedal, y en la cual en la naturaleza general de la combinación puede definirse incluyendo una rejilla que incluya una pluralidad de bandas interconectadas entre sí para definir al menos una primera celda dedal, incluyendo cada una de las bandas un borde, un separador en forma de una placa conformada con un orificio que se extiende a su través, teniendo la placa una superficie de encaje sustancialmente planar y una superficie de retención sustancialmente planar opuestas entre sí, estando la placa montada de forma fija sobre la rejilla sobresaliendo la superficie de encaje hacia fuera respecto de la rejilla, estando la superficie de encaje estructurada para quedar dispuesta contra la tobera para separar la rejilla respecto de la tobera, estando el conjunto estructurado para recibir a su través al menos una porción del medio de sujeción, y estando la superficie de retención estructurada para recibir el extremo del tubo dedal contra él, de forma que la placa esté interpuesta entre la tobera y el extremo del tubo dedal cuando el medio de sujeción es alojado a través del orificio y está conectado de manera cooperante con el tubo dedal. Al menos uno de las bandas que definen la al menos una primera celda dedal puede incluir una muesca conformada en el borde, estando la placa al menos parcialmente dispuesta dentro de la muesca.

Otro aspecto de la presente invención es proporcionar un montaje combustible para un reactor nuclear, en el cual la naturaleza general del montaje combustible puede definirse incluyendo una rejilla que incluye una pluralidad de bandas interconectadas entre sí para definir al menos una primera celda dedal, incluyendo cada una de las bandas un borde, estando los bordes genéricamente alineados a lo largo de un plano que define una superficie de la rejilla, un primer separador en forma de una primera placa que tiene una superficie de encaje sustancialmente planar y una superficie de retención sustancialmente planar, estando la primera placa montada de forma fija sobre la rejilla sobresaliendo la superficie de encaje hacia fuera de la superficie de rejilla, estando al menos una porción del tubo dedal alojado en la al menos una primera celda dedal, una tobera conformada con al menos una primera abertura, y un separador conectado con el tubo dedal, extendiéndose al menos una porción del medio de sujeción a través de la al menos una primera abertura de la tobera, extendiéndose al menos una porción del medio de sujeción a través del orificio practicado en la primera placa, estando la primera placa interpuesta entre la tobera y el extremo del tubo dedal, estando la superficie de encaje dispuesta contra la tobera y estando la superficie de retención dispuesta contra el extremo del tubo dedal, de forma que la superficie entre de rejilla esté separada de la tobera.

Otro aspecto de la presente invención es proporcionar un procedimiento de montaje de una rejilla con un separador, cuya naturaleza general puede definirse incluyendo las etapas de constituir unas muescas en una pluralidad de primeras bandas y unas pluralidad de segundas bandas, incluyendo cada muesca una base de la muesca y al menos un primer lado de la muesca, disponer las primera y segunda bandas en una configuración de rejilla para definir al menos una primera celda dedal, incluyendo cada una de las primera y segunda bandas un borde, estando los bordes genéricamente alineados a lo largo de un plano que define una superficie de rejilla, alojar un separador en las muescas, consistiendo el separador en una placa que tiene una superficie de encaje sustancialmente planar y una superficie de retención sustancialmente planar y conformarlas con un orificio que se extienda a su través, sobresaliendo la superficie de encaje del separador hacia fuera de la superficie de rejilla, y unir de manera fija las primera y segunda bandas entre sí y con el separador en una operación de sujeción sustancialmente única.

Breve descripción de los dibujos

Una comprensión más acabada de la invención puede obtenerse a partir de la descripción subsecuente de la forma de realización preferente leída en combinación con los dibujos que se acompañan en los cuales:

La Fig. 1 es una vista isométrica del lado inferior de una rejilla protectora y de una pluralidad de separadores de acuerdo con la presente invención;

la Fig. 2 es una vista de tamaño ampliado de una porción de la Fig. 1;

la Fig. 3 es una vista similar a la de la Fig. 2, excepto porque en ella el separador ha sido suprimido:

la Fig. 4 es una vista de tamaño ampliado de la porción de la Fig. 3 rodeada con un círculo de línea de puntos;

la Fig. 5 es una vista en planta desde abajo del separador y de una porción de la rejilla protectora;

la Fig. 6 es una vista en sección tomada a lo largo de la línea 6-6 de la Fig. 5; y

la Fig. 7 es una vista en alzado esquemática de un reactor nuclear de acuerdo con la presente invención que incorpora en su interior la rejilla protectora y el separador.

Los mismos numerales se refieren a las mismas partes a lo largo de la memoria descriptiva.

Descripción de la forma de realización preferente

Un separador 4 de acuerdo con la presente invención se indica genéricamente en las Figs. 1 a 7. El separador 4 está ventajosamente soldado de manera integral a una rejilla protectora 8 y separa la rejilla protectora 8 de una tobera inferior 12 para constituir un montaje combustible 14 de un reactor nuclear 16 (Fig. 7). Aunque el reactor nuclear 16 se representa en la presente memoria como un reactor de agua a presión, se entiende que el separador 4 y la rejilla protectora 8 expuestos en la presente memoria potencialmente pueden ser empleados en otras aplicaciones de reactores nucleares sin apartarse del concepto de la presente invención.

Como se comprende en la técnica relevante, el reactor nuclear 16 típicamente incluye una pluralidad de montajes combustibles 14 que están dispuestos dentro de una cuba de seguridad (no mostrada), y agua a presión u otro refrigerante bombeado a alta velocidad a través de la cuba de seguridad. Cada montaje combustible 14 incluye una pluralidad de varillas de combustible (no mostrada) que están montadas sobre una pluralidad de rejillas separadas que incluye una rejilla superior (no mostrada), una o más rejillas intermedias (no mostrada) y una rejilla inferior 20 (Fig. 7). La rejilla superior, las rejillas intermedias, y la rejilla inferior 20, están montadas sobre una pluralidad de tubos dedales alargados 24 (Fig. 7), típicamente mediante soldadura u otro procedimiento de fijación. La rejilla superior, las rejillas intermedias, la rejilla inferior 20, la rejilla protectora 8, las varillas de combustible, y los tubos dedales están dispuestos entre una tobera superior (no mostrada) y la tobera superior 12 para constituir el montaje combustible 14. Se entiende que los tubos dedales 24 soportan la rejilla superior, las rejillas intermedias, y la rejilla inferior 20 en relación separada, y la rejilla superior, las rejillas intermedias y la rejilla inferior 20 retienen las varillas de combustible en una relación separada entre sí.

Como puede entenderse a partir de las Figs. 1 a 6, la rejilla protectora 8 está constituida por una pluralidad de bandas 28 que están dispuestas en una configuración de rejilla o celosía y que están fijadas entre sí para definir una pluralidad de celdas 32. Las celdas 32 incluyen una pluralidad de celdas 34 de las varillas de combustible y una pluralidad de celdas dedales 36. La rejilla superior, las rejillas intermedias, y la rejilla inferior 20 están constituidas igualmente con una pluralidad de bandas para definir una pluralidad de celdas, si bien la configuración específica de la rejilla superior, las rejillas intermedias, y la rejilla inferior 20 no volverán a analizarse.

Las bandas 28, así como los tubos dedales 24 y los separadores 4 están hechos de un material apropiado para soportar la elevada temperatura y el entorno de radiación del reactor nuclear 16. En sí mismas consideradas, las estructuras expuestas pueden ser fabricadas con una aleación metálica, como por ejemplo Zircaloy, aunque pueden emplearse otros materiales apropiados para fabricar estas estructuras sin apartarse del concepto de la presente invención.

Como se muestra de forma óptima en la Fig. 3, las bandas 28 están dispuestas para definir las celdas 34 de las varillas de combustible y las celdas dedales 36 sobre la rejilla protectora 8. Como se muestra en las Figs. 1 a 3, cada una de las celdas dedales 36 ocupan sustancialmente el espacio de cuatro de las celdas 34 de las varillas de combustible. En este sentido, se entiende que los tubos dedales 24 son alojados en las celdas dedales 36, y que las varillas de combustible (no mostradas) se alojan en las celdas 34 de las varillas combustible. Cada una de las celdas 34 de las varillas de combustible típicamente incluye una pluralidad de resortes y/o depresiones que están conformadas sobre las bandas 28 y que retienen las varillas de combustible en posición dentro de las celdas 34 de las varillas de combustible.

Como puede apreciarse con mayor precisión en la Fig. 3, las celdas dedales 36 ocupan cada una la misma área que una sección dos por dos de las celdas 34 de las varillas de combustible, de forma que las celdas dedales 36 son cada una sensiblemente más grandes que las celdas 34 de las varillas de combustible. Así mismo puede apreciarse en la Fig. 3 que como en cada celda dedal 36 una banda 28 termina en y está conectada con otra banda perpendicular 28 en cuatro intersecciones terminales 38 alrededor de cada celda dedal 36. En cada dicha intersección terminal 38, la banda terminal 28 está conformada con una pequeña lengüeta 46 que se aloja en una ranura conformada de manera correspondiente 42 de la banda perpendicular 28. La lengüeta encajada 46 y la ranura 42 de cada intersección 38 es entonces soldada o de otra forma sujetada desde el interior de la celda dedal 36.

Se entiende, sin embargo, que en otras configuraciones del reactor nuclear 16 la rejilla protectora 8 puede estar configurada de forma que las celdas dedales 36 sean del mismo tamaño que las celdas 34 de las varillas de combustible, de forma que las celdas dedales 36 no incluyan dichas intersecciones terminales 38. En dicha configuración, los separadores 4 serían reconfigurados para su acoplamiento y cooperación con dichas celdas dedales dimensionadas con un tamaño relativamente más pequeño.

Como puede apreciarse en las figuras que se acompañan, cada separador 4 es una placa de material en forma genérica de arandela que es genéricamente circular en sección transversal e incluye una superficie de encaje genéricamente planar 40 y una superficie de retención genéricamente planar 44 opuestas entre sí. El separador 4 adicionalmente está conformado con un orificio sustancialmente circular 48 conformado dentro de aquél en una posición genéricamente central y que se extiende entre las superficies de encaje y retención 40 y 44. El separador 4 incluye así mismo una superficie perimetral arqueada 52 que se extiende periféricamente a lo largo del separador 4 entre las superficies de encaje y retención 40 y 44. Debe entenderse, sin embargo, que los separadores 4 pueden tener secciones transversales no circulares distintas dependiendo de las necesidades específicas de la particular aplicación sin apartarse del concepto de la presente invención.

Puede así mismo apreciarse a partir de la Fig. 3, que las bandas 28 adyacentes a las celdas dedales 36 están conformadas con unas muescas 56 que están configuradas para recibir en su interior uno de los separadores 4. Cada una de las bandas 28 incluye un borde 60, y los bordes 60 de las bandas 28 de la rejilla protectora 8 están genéricamente alineadas a lo largo de un plano que define una superficie de rejilla 64. Como se aprecia de forma óptima en la Fig. 6,
cada muesca 56 incluye una base 68 de la muesca, y al menos un lado 72 de la muesca, estando cada base 68 de la muesca separada del borde 60. En este sentido, puede apreciarse que las bandas 28 que terminan en las intersecciones terminales 38 incluyen únicamente un solo lado 72 de la muesca, mientras que las bandas perpendiculares no terminales 28 incluyen un par de lados 72 con muesca.

Las muescas 56 de las bandas 28 están dispuestas para recibir en su interior el separador 4 estando dispuesta la superficie de retención 44 contra la base 68 de la muesca. Las muescas 56 pueden estar configuradas para proporcionar un ligero ajuste de interferencia con el separador 4 mediante lo cual la superficie perimétrica 52 queda encajada contra los lados 72 de la muesca.

Con los separadores 4 alojados en las muescas 56, el separador 4 es a continuación fijado a las bandas 28 mediante soldadura u otro procedimiento de fijación apropiado. En este sentido puede apreciarse que una soldadura 76 se constituye entre la superficie perimétrica y cada lado 72 de la muesca, y dicha soldadura 76 está ventajosamente conformadas sustancialmente durante la misma operación de soldadura que cuando las bandas 26 son soldadas entre sí para constituir la rejilla protectora 8. Aunque la rejilla protectora 8 se representa en la presente memoria como montada mediante soldadura, se entiende que pueden potencialmente emplearse otros procedimientos de fijación, como por ejemplo cobresoldadura, adhesión y similares para fijar las bandas 28 entre sí y al separador 4 sin apartarse del concepto de la presente invención.

Al montar la rejilla protectora 8 con los separadores soldados de forma integral 4, una pluralidad de las bandas 28 están dispuestas en un elemento de la instalación apropiado (no mostrado) que retiene las bandas 28 en una configuración de rejilla o celosía. Antes de soldar las bandas 28, sin embargo, los separadores 4 son situados dentro de las muescas 56 y son también retenidos en posición por el mismo elemento de la instalación que retiene las bandas 28 dentro de la configuración de rejilla o celosía. Una vez que las bandas 28 y los separadores 4 están fijados en posición por el elemento de la instalación, las bandas 28 son soldadas entre sí y los separadores 4 son soldados a los lados con muescas de las bandas 28 con las soldaduras 76, sustancialmente en una única operación de soldadura. Dicha operación de soldadura puede ser llevada a cabo por una soldadora accionada por computadora y puede incluir una soldadura por láser, aunque se entiende que pueden emplearse otros tipos de soldadoras y procedimientos de fijación sin apartarse del concepto de la invención.

Después de que la operación de soldadura ha fijado estas bandas 28 entre sí y a los separadores 4, la rejilla protectora montada 8 con los separadores montados de manera integral 4 es retirada del elemento de la instalación. Puede apreciarse así que mediante la incorporación del separador 4 que está dispuesto en las muescas 56 de las bandas 28 en lugar de estar dispuesto dentro de las celdas dedales 36 conformadas en una rejilla protectora completada 8, las bandas 28 y los separadores 4 pueden ser montados conjuntamente en una única operación de disposición y una única operación de soldadura o fijación.

Puede apreciarse que, una vez que los separadores 4 están alojados en las muescas 56, los bordes del separador 4 se extienden a través de las intersecciones terminales 38. Dicha configuración sobredimensionada y superpuesta del separador 4 proporciona un gran número de puntos en los cuales las soldaduras 76 pueden ser constituidas entre el separador 4 y las bandas 28, sin interferir no obstante con las varillas de combustible (no mostradas) al ser alojadas en las celdas 32. Se entiende, sin embargo, que en otras formas de realización (no mostradas) los separadores 4 pueden ser dimensionados ligeramente más pequeños para no incluir dicho aspecto de superposición o sobredimensionado.

Como puede apreciarse en la Fig. 6, las muescas 56 son cada una de una profundidad 80 que se mide entre el borde 60 y la base 68 de la muesca. Puede también apreciarse que los separadores 4 son de un grosor 84 medido entre las superficies de encaje y retención 40 y 44 que es mayor que la profundidad 80. Las superficies de encaje propiamente dichas, con los separadores 4 alojados en las muescas 56 de forma que las superficies de retención 44 estén dispuestas contra las base 68 de las muescas, sobresalen hacia fuera más allá de la superficie de rejilla 64 de la rejilla protectora 8. Con independencia de la relación específica entre la profundidad 80 y el grosor 84, sin embargo, las superficies de encaje 40 sobresalen hacia fuera más allá de la superficie de rejilla 64.

Puede así mismo apreciarse que mediante el montaje del separador 4 dentro de las muescas 56 y mediante la soldadura de la superficie perimetral 52 a los lados 72 de la muesca en lugar de a las superficies planares de las bandas 28, el presente dispositivo evita la necesidad de soldar los separadores 4 a las intersecciones terminales 78, lo que sería extremadamente difícil. En cuanto tal, la configuración del presente dispositivo supera los inconvenientes de las rejillas protectoras anteriores que tienen unas celdas dedales que se corresponden con una formación de dos por dos de las celdas de las varillas de combustible que en otro caso habrían empleado los manguitos o insertos anteriormente conocidos.

Como se muestra de forma óptima en la Fig. 7, cada tubo dedal 24 termina en un extremo 88 que es susceptible de alojamiento en una de las celdas dedales 36. El tubo dedal 24 está internamente enroscado en el extremo 88, siendo los hilos de rosca susceptibles de cooperación con un medio de sujeción roscado 92 que es susceptible de alojamiento a través del orificio 48 del separador 4. El medio de sujeción 92 incluye un resalto 96 que se extiende radialmente hacia fuera y que puede encajar con una superficie de escariado 100 conformada sobre la tobera 12 adyacente a una abertura 104 que se extiende a través de la tobera 12.

El montaje combustible 14 es montado alojando el extremo 88 del tubo dedal 24 en la celda dedal 36 y contra la superficie de retención 44, y alojando el medio de sujeción 92 a través de la abertura 104 y del orificio 48 y enroscando el medio de sujeción 92 con el tubo dedal 24. Cuando el medio de sujeción 92 es apretado con respecto al tubo dedal 24, el resalto 96 encaja con la superficie de escariado 100, encajando de esta forma el extremo 88 del tubo dedal 24 contra el separador 4 e interponiendo el separador 4 entre el extremo 88 y la tobera 12. En tanto en cuanto la superficie de encaje 40 del separador 4 sobresale hacia fuera respecto de la superficie de rejilla 64 de la rejilla protectora 8, la superficie de rejilla 62 y con ello la rejilla protectora 8 son separadas de la tobera 12. Dicho procedimiento de montaje se utiliza para cada uno de los tubos dedales 24 del montaje combustible 14.

Puede apreciarse así que el separador 4 ventajosamente separa la rejilla protectora 8 de la tobera 12 dentro del montaje combustible 14. En este sentido, el separador 4 es soldado de manera integral o de otra forma fijado a la rejilla protectora 8 sustancialmente en una única operación de disposición y en una única operación de soldadura con los consiguientes ahorros de coste. Adicionalmente, mediante la soldadura de la superficie perimetral 52 del separador 4 a los lados 72 de la muesca con las soldaduras 16 en lugar de intentar soldar la superficie perimetral 52 a las superficies planares de las bandas 28 opuestas a las intersecciones terminales 38, el separador 4 es soldado de manera fiable a la rejilla protectora 8 con un esfuerzo y un gasto mínimos. En este sentido, el separador 4 está ventajosamente configurado para permitir que la rejilla protectora 8 (con los separadores 4) quede dispuesta firmemente contra la tobera inferior 12, potenciando al máximo el diseño del separador 4 la posibilidad de fabricar unas fuertes conexiones robustas entre la rejilla protectora 8 y los separadores 4.

Como se indicó anteriormente el separador 4 puede tener otras formas que las representadas en la presente memoria dependiendo de la configuración de la rejilla protectora 8 y de las necesidades específicas de la concreta aplicación. Se entiende también que pueden utilizarse otras rejillas distintas a la rejilla protectora 8 en combinación con el separador 4 para su anclaje en y su separación de la tobera inferior 12.

Aunque en la presente memoria se ha descrito una forma de realización concreta de la presente invención, se entiende que pueden efectuarse diversos cambios, adiciones, modificaciones y adaptaciones sin apartarse del ámbito de la presente invención, de acuerdo con lo expuesto en las reivindicaciones subsecuentes.

Claims

1. Una rejilla para su uso en un montaje combustible de un reactor nuclear que incluye una tobera (12), un tubo dedal (24), y un medio de sujeción (92) conectado de manera cooperante con el tubo dedal (24), incluyendo la rejilla (8) una pluralidad de bandas (28) interconectadas entre sí para definir al menos una primera celda dedal (36), teniendo cada banda (28) un borde (60), estando los bordes (60) genéricamente alineados a lo largo de un plano que define una superficie de rejilla (64) de la rejilla;

caracterizada porque un separador (4) para separar la superficie de rejilla (64) respecto de la tobera (12) está montado de forma fija sobre las bandas (38), estando el separador (4) al menos parcialmente dispuesto en una muesca (56) conformada en el borde (60) de al menos una de las bandas (28) que definen la al menos primera celda dedal (36);

consistiendo el separador (4) en una placa conformada con un orificio (48) que se extiende a su través, teniendo la placa una superficie de encaje sustancialmente planar (40) y una superficie de retención sustancialmente planar (44) opuestas entre sí;

estando la superficie de retención (44) detrás de la superficie de rejilla (64) y sobresaliendo la superficie de encaje (40) hacia fuera más allá de la superficie de rejilla (64) por medio de lo cual cuando la tobera (12) se dispone contra la superficie de encaje (40) un extremo del tubo dedal (24) se aloja contra la superficie de retención (44), y al menos una porción del medio de sujeción (92) se aloja a través del orificio (48) y se conecta de manera cooperante con el tubo dedal (24), el separador (4) queda interpuesto entre la tobera (12) y el extremo del tubo dedal (24) y la superficie de rejilla (64) queda separada de la tobera (12).

2. Una rejilla de acuerdo con la reivindicación 1, en la que

la muesca (56) define una base (68) de la muesca y al menos un primer lado (72) de la muesca sobre la al menos una de las bandas (28),

el separador (4) incluye una superficie perimetral (52) entre las superficies de encaje y retención (40, 44), y

la superficie de retención (44) encaja con la base (68) de la muesca y/o con la superficie perimetral (52) encaja con el al menos un primer lado (72) de la muesca.

3. Una rejilla de acuerdo con la reivindicación 2, en la que la superficie de retención (44) está dispuesta contra la base (68) de la muesca, teniendo la muesca (56) de la al menos una de las bandas (28) una profundidad, medida entre el borde (60) y la base (68) de la muesca, inferior al grosor del separador (4), definido entre las superficies de encaje y retención (40, 44).

4. Una rejilla de acuerdo con las reivindicaciones 2 o 3, en la que la superficie de retención (44) está dispuesta contra la base (68) de la muesca, y en la que la superficie perimetral (52) está soldada al al menos primer lado (72) de la muesca.

5. Una rejilla de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, en la que el separador (4) tiene una forma genérica circular, y en la que el orificio (48) es sustancialmente circular en sección transversal, estando el orificio (48) dispuesto en una posición genéricamente central dentro del separador (4).

6. Una rejilla de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, en la que la superficie de encaje (40) es sustancialmente paralela con la superficie de rejilla (64).

7. Un montaje combustible para su uso en un reactor nuclear, comprendiendo el montaje combustible:

una rejilla de acuerdo con cualquier reivindicación precedente;

un tubo dedal (24) que tiene un extremo (88), alojándose al menos una porción del tubo dedal (24) en la primera celda dedal (36);

una tobera (12) constituida con al menos una primera abertura (104); y

un medio de sujeción (92) encajado con el tubo dedal (24), extendiéndose al menos una porción del medio de sujeción (92) a través de la primera abertura (104) de la tobera, extendiéndose al menos una porción del medio de sujeción (92) a través del orificio del separador (4);

estando el separador (4) interpuesto entre la tobera (12) y el extremo (88) del tubo dedal (24), estando dispuesto el extremo (88) del tubo dedal (24) contra la superficie de retención (44) y estando la tobera (12) dispuesta contra la superficie de encaje (40), de forma que la superficie de rejilla (64) queda separada de la tobera (12).

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8. Un montaje combustible de acuerdo con la reivindicación 7, comprendiendo así mismo un segundo separador (4) en forma de placa que tiene una superficie de encaje sustancialmente planar (40) y una superficie de retención sustancialmente planar (44), estando el segundo separador (4) montado de forma fija sobre la rejilla sobresaliendo la superficie (40) de aquél hacia fuera más allá de la superficie de rejilla (64), siendo las superficies de encaje (40) del primer y segundo separadores (4) sustancialmente coplanares.

9. Un procedimiento de montaje de una rejilla con un separador, comprendiendo las etapas de:

conformar unas muescas en una pluralidad de primeras bandas y una pluralidad de segundas bandas, incluyendo cada muesca una base de la muesca y al menos un primer lado de la muesca;

disponer las primeras y segundas bandas en una configuración de rejilla para definir al menos una primera celda dedal, teniendo cada una de las primeras y segundas bandas un borde, estando los bordes genéricamente alineados a lo largo de un plano que define una superficie de rejilla;

alojar un separador dentro de las muescas, estando el separador conformado con un orificio que se extiende a su través y consistiendo en una placa que tiene una superficie de encaje sustancialmente planar y una superficie de retención sustancialmente planar que está detrás de la superficie de rejilla;

hacer que sobresalga la superficie de encaje del separador hacia fuera más allá de la superficie de rejilla; y

unir de forma fija las primeras y segundas bandas entre sí y con el separador en una operación sustancialmente única.

10. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 9, en el que la etapa de unir de forma fija las primeras y segundas bandas entre sí y con el separador en una operación de sujeción sustancialmente única incluye la etapa de sujetar el separador sustancialmente solo a los lados de muesca de las muescas.

11. El procedimiento de acuerdo con las reivindicaciones 9 o 10, en el que la etapa de unir de forma fija las primeras y segundas bandas entre sí y con el separador en una operación de sujeción sustancialmente única incluye la etapa de soldadura, por ejemplo, soldadura por láser.