ES2403013A2 - Placas de sujecion superiores mitigadoras de desechos y haces de combustible que usan las mismas - Google Patents
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Abstract
Las formas de realización ejemplares están dirigidLas formas de realización ejemplares están dirigidas a placas de sujeción superiores para la mitigacas a placas de sujeción superiores para la mitigación de desechos y a haces de combustible que usan ión de desechos y a haces de combustible que usan las placas de sujeción superiores. Las placas de slas placas de sujeción superiores. Las placas de sujeción superiores de las formas de realización ejujeción superiores de las formas de realización ejemplares pueden tener una pluralidad de formas de emplares pueden tener una pluralidad de formas de captura de desechos que se solapan unas con otras captura de desechos que se solapan unas con otras para crear trampas para desechos en forma de partípara crear trampas para desechos en forma de partículas que caerían sobre el haz de combustible. Losculas que caerían sobre el haz de combustible. Los haces de combustible de las realizaciones ejempla haces de combustible de las realizaciones ejemplares pueden usar las placas de sujeción superiores res pueden usar las placas de sujeción superiores para la mitigación de los desechos. para la mitigación de los desechos.
Description
PLACAS DE SUJECIÓN SUPERIORES MITIGADORAS DE DESECHOS Y
Objeto de la invención
Las formas de realización ejemplares, en general se refieren a estructuras de combustible y materiales que se usan en centrales nucleares de generación eléctrica.
Antecedentes de la invención
Generalmente, las centrales nucleares de generación eléctrica incluyen un núcleo reactor que tiene combustible dispuesto en su interior para producir electricidad por fisión nuclear. Un diseño común en centrales nucleares de generación eléctrica es disponer el combustible en una pluralidad de barras de combustible agrupadas juntas como un conjunto de combustible, o haz de combustible, situados dentro del núcleo del reactor. Estas barras de combustible típicamente incluyen diversos elementos que unen las barras de combustible para ensamblar los componentes en varias localizaciones axiales por todas las partes del conjunto.
Tal como se muestra en la Figura 1, un haz de combustible convencional 1O de un reactor nuclear, tal como un reactor de agua en ebullición (BWR), puede incluir un canal exterior 12 que rodea una placa de sujeción superior 14 y una placa de sujeción inferior 16. Una pluralidad de barras de combustible 18 de longitud completa y/o barras de combustible de longitud parcial 19 pueden estar dispuestas en una matriz dentro del haz de combustible 1 O y pasar a través de una pluralidad de espaciadores 15. Las barras de combustible 18 y 19 en general empiezan y terminan en la misma posición vertical, con todas las barras discurriendo de forma continua a lo largo del haz de combustible 1 O, con la excepción de las barras de longitud parcial 19, que todas terminan en una posición vertical más baja que las barras de longitud completa 18. Un tapón superior final 20 y/o un tapón Inferior final 30 pueden unir las barras de combustible 18 y 19 a las placas de sujeción superior e inferior 14 y 16, con sólo el tapón inferior final 30 en uso con las barras de longitud parcial 19.
Como se muestra en las Figuras 2A y 28, las placas de sujeción superior e inferior 14 y 16 pueden en general ser sólidas y planas. Una pluralidad de agujeros, llamados casquillos, 25 pueden recibir los tapones finales inferiores de todas las barras de longitud completa en la placa de sujeción inferior 16. De forma similar, una pluralidad de casquillos 25 pueden recibir los tapones finales superiores de todas las barras de longitud completa en la placa de sujeción superior 14. Las barras de longitud parcial pueden no terminar en una placa de sujeción. De esta manera, las placas de sujeción superior e inferior pueden unir axialmente las barras de combustible al conjunto combustible, y mantener las barras de combustible a distancia axial constante y distribuida en el núcleo. Dado que los casquillos y las barras de combustible correspondientes pueden empezar y/o terminar en la misma posición axial dentro del conjunto, el flujo de fluido puede estar restringido en estas posiciones axiales.
Un problema continuo durante la operación de un reactor nuclear es la existencia de desechos de diversos tamaños. Ejemplos de estos desechos pueden incluir fijaciones de pequeño tamaño, clips metálicos, restos de soldadura, restos de alambre, etc. Los desechos pueden generarse como consecuencia de la construcción original del núcleo del reactor, la operación subsiguiente del reactor y/o durante reparaciones realizadas durante una parada de mantenimiento planificada o no. El diseño actual del combustible no evita la entrada de desechos en la parte superior del haz de combustible. Cuando se realizan trabajos durante las paradas, existe la posibilidad de que entren desechos en la parte superior de los haces de combustible y provoquen un fallo de combustible.
Breve descripción de la invención
Las formas de realización ejemplares hacen referencia a placas de sujeción superiores para la mitigación de desechos. Las placas de sujeción superiores de las formas de realización ejemplares pueden tener una pluralidad de formas de captura de desechos por encima de la pluralidad de casquillos y configuradas de forma que se solapen unas con otras. De esta manera, la pluralidad de formas de captura de desechos puede prevenir o reducir la entrada de desechos por la parte superior de un haz de combustible.
Los haces de combustible de ejemplo pueden usar placas de sujeción superiores que incluyan la pluralidad de formas de captura de desechos de tal forma que se evita o reduce la entrada continua de desechos hacia el haz de combustible de debajo y que puede causar un fallo de barras de combustible.
Breve descripción de las figuras
Las realizaciones de ejemplo serán más claras describiendo, en detalle, las figuras adjuntas, en las que los elementos similares están representados por números de referencia similares, que se dan sólo como forma de ilustración y en consecuencia no limitan los ejemplos de formas de realización en la presente memoria descriptiva.
La Figura 1 es una ilustración de un haz de combustible de la técnica convencional que tiene placas de sujeción planas ancladas a barras de combustible verticales con posiciones verticales compartidas.
Las Figuras 2A y 2B son ilustraciones de placas de sujeción superior e inferior convencionales. La Figura 3 es una vista en perspectiva isométrica de una forma de realización ejemplarde una placa de sujeción superior mitigadora de desechos.
La Figura 4 es una vista lateral de la placa de sujeción superior mitigadora de desechos 1 00 del ejemplo de forma de realización como se ha representado en la Figura 3.
La Figura 5 es una vista en planta de la placa de sujeción superior mitigadora de desechos 1 00 del ejemplo de forma de realización como se ha representado en la Figura 3
La Figura 6 es una ilustración de un haz de combustible que incorpora una placa de sujeción superior mitigadora de desechos de una forma de realización de ejemplo.
Realización preferente de la invención
A continuación se revelan en detalle formas de realización ejemplares ilustradas. Sin embargo, los detalles funcionales y estructurales revelados en este documento son únicamente representativos como forma de descripción de las realizaciones de ejemplo. Los ejemplos de formas de realización pueden, sin embargo, ser realizados de muchas formas alternativas y no deben interpretarse como limitados solamente a las formas de realización ejemplares expuestas en este documento.
- Se debe entender que, aunque los términos primero, segundo, etc.,
- pueden usarse aquí para describir diversos elementos, estos elementos no
- deben ser limitados por estos términos. Se usan esto términos solamente para
- distinguir un elemento de otro. Por ejemplo, se puede hacer referencia a un
- 5
- primer elemento como segundo elemento y, de forma similar, se puede hacer
- referencia a un segundo elemento como primer elemento, si salirse del alcance
- de las formas de realización ejemplares. El término y/o, tal como se usa en
- este documento, incluye todas y cada una de las combinaciones de uno o más
- de los elementos citados asociados.
- 1O
- Se debe entender que cuando se hace referencia a un elemento como
- estando quot;conectadoquot;, quot;acopladoquot;, quot;pareadoquot;, quot;ancladoquot; o quot;fijadoquot; a otro
- elemento, éste puede estar directamente conectado o acoplado al otro
- elemento o puede haber otros elementos que intervengan. Sin embargo,
- cuando se hace referencia a un elemento como estando quot;directamente
- 15
- conectadoquot; o quot;directamente acopladoquot; a otro elemento, no hay elementos
- presentes que intervengan. Otras palabras que se usan para describir la
- relación entre elementos debe interpretarse de forma similar (por ejemplo
- quot;entrequot; en lugar de quot;directamente entrequot;, quot;adyacentequot; en lugar de quot;directamente
- adyacentequot;, etc.)
- 20
- La terminología usada en este documento es con el propósito de
- describir formas de realización particulares y no se usa con la intención de
- limitar las formas de realización ejemplares. Tal como se usan en este
- documento, las formas singulares, quot;unquot;, quot;unoquot; y quot;elquot; incluyen también las
- formas plurales, salvo que la descripción indique de forma explícita lo contrario.
- 25
- Además debe entenderse que los términos quot;comprendequot;, quot;comprendiendoquot;,
- quot;incluyequot; y/o quot;incluyendoquot; cuando se usan en este documento, especifican la
- presencia de las formas citadas, números enteros, etapas, operaciones,
- elementos, y/o componentes, pero no excluyen la presencia o adición de una o
- más formas, números enteros, etapas, operaciones, elementos, componentes
- 30
- y/o grupos de ellos.
- Debe también tenerse en cuenta que en algunas formas de realización
- alternativas, las funciones/hechos descritos pueden ocurrir en un orden distinto
- al anotado en las figuras. Por ejemplo, dos figuras que se muestran en
- sucesión pueden sin embargo realizarse de forma sustancialmente concurrente
- 35
- o pueden en ocasiones suceder en orden inverso, dependiendo de la
funcionalidad/hechos involucrados.
La Figura 3 es una vista en perspectiva isométrica de una forma de realización ejemplarde una placa de sujeción superior mitigadora de desechos. Como se muestra en la Figura 3, la forma de realización ejemplarde una placa de sujeción superior 1 00 incluye un cuerpo 11 O que tiene una pluralidad de casquillos 115 en ella. Algunos de la pluralidad de casquillos 117 pueden ser más largos en longitud que los otros casquillos 116. Una pluralidad de formas para la captura de desechos 120 están formadas sobre o conectadas a la pluralidad de casquillos 117 o formados eri el asa 140 de la placa de sujeción superior 100. La pluralidad de formas de captura de desechos 120 pueden solaparse unas con otras de forma que se crean trampas de desechos para desechos en forma de partícula que caerían ·dentro del haz de combustible.
La pluralidad de formas de captura de desechos 120 puede conformarse en una variedad de configuraciones. Por ejemplo, la pluralidad de formas de captura de desechos 120 puede ser en forma de cunas, disposiciones cónicas y/o cualquier otra forma que capture desechos. La pluralidad de formas de captura de desechos 120 puede presentar un ángulo respecto a una dirección vertical para permitir que los desechos se recolecten en un extremo y pueden estar a diferentes alturas por encima de la pluralidad de casquillos 117. Los laterales de las formas de captura de desechos 120 pueden ser de una forma de entre formas triangulares, rectangulares, trapezoidales y/o alguna otra irregular.
Al menos dos de entre la pluralidad de formas de captura de desechos 120 están separadas entre ellas por un área de flujo 130 entre la pluralidad de formas de captura de desechos 120, que minimiza o reduce la caída de presión resultante causada por las formas de captura de desechos 120. La pluralidad de formas de captura de desechos 120 puede ser integral con la placa de sujeción superior 100 o pueden estar acopladas juntas en un conjunto separado montado encima de la placa de sujeción superior 1OO. La configuración recién descrita de la pluralidad de formas de captura de desechos 120 de acuerdo con formas de realización ejemplares permite que los desechos que caen queden acumulados en su interior ellas. Así, las formas de captura de desechos 120 pueden prevenir o reducir que los desechos en forma de partículas caigan continuamente dentro de un haz de combustible debajo (no mostrado), causando así barras de combustible averiadas.
La Figura 4 es una vista lateral de la forma de realización ejemplarde la placa de sujeción superior mitigadora de desechos 1 00 tal como se ilustra en la Figura 3. Como puede verse en la Figura 4, la pluralidad de formas de captura de desechos 120 pueden estar escalonadas a lo largo del eje y. Al menos una de la pluralidad de formas de captura de desechos 120 puede estar situada a una altura H1 a lo largo del eje y. Al menos otra de la pluralidad de formas de captura de desechos 120 puede estar situada a una altura H2, que es mayor que la altura H1, a lo largo del eje y.
La Figura 5 es una vista en planta de de la forma de realización ejemplar de la placa de sujeción superior mitigadora de desechos 100 tal como se ilustra en la Figura 3. Como puede verse en la Figura 4, la pluralidad de formas de captura de desechos 120 puede solaparse entre sí y al asa 140 completamente creando así trampas de desechos para desechos en forma de partícula que caerían en el elemento.
· La Figura 6 es una ilustración de un haz de combustible que incluye la placa de sujeción superior mitigadora de desechos de la forma de realización de ejemplo. Como se muestra en la Figura 6, un haz de combustible 1000 de un reactor nuclear puede incluir un canal exterior 1 02 que rodea una placa de sujeción superior 1 00 de acuerdo con una forma de realización ejemplar y una placa de sujeción inferior1 06. Una pluralidad de barras de combustible de longitud completa 1 08 y/o barras de combustible de longitud parcial 109 dispuestas en forma de matriz dentro del haz de combustible 1000 y pasar a través de una pluralidad de espaciadores 105. Las barras de combustible 1 08 y 1 09 de forma general empiezan y terminan en la misma posición vertical, con todas las barras discurriendo de forma continua a lo largo del haz de combustible 1000, con la excepción de las barras de longitud parcial 109 que terminan en una posición vertical más baja que las barras de longitud total 1 08. Una forma de realización ejemplarde la placa de sujeción superior 100 incluye un cuerpo 11 O que tiene una pluralidad de casquillos 115 en la misma. Algunos de entre la pluralidad de casquillos 117 pueden ser de mayor longitud que algunos otros casquillos 116. Hay formadas una pluralidad de formas de captura de desechos 120 en o conectadas a la pluralidad de casquillos 117 o están incorporadas sobre el asa 140 de la placa de sujeción superior 100. La pluralidad de formas de captura de desechos 120 puede estar solapadas entre sí de forma que se crean trampas de desechos para desechos en forma de
partícula que caerían en el elemento. Al menos dos de entre la pluralidad de formas de captura de desechos 120 están separadas entre ellas por un área de flujo 130 entre la pluralidad de formas de captura de desechos 120, que minimiza o reduce la caída de presión resultante causada por las formas de
5 captura de desechos 120.
Tal como se ha descrito en el presente documento, una forma de realización ejemplar de una placa de sujeción superior mitigadora de desechos incluye una pluralidad de formas de captura de desechos que permiten la recolección de los desechos en su interior. Así., las formas de captura de
10 desechos pueden prevenir o reducir la caída de desechos en forma de partículas que dañan las barras de combustible de un haz de combustible. Una vez descritas las formas de realización ejemplares, el experto en la técnica apreciará que las formas de realización ejemplares pueden variarse por medio de la experimentación de rutina y sin ninguna actividad inventora
15 añadida. Por ejemplo, se pueden usar otros tipos, formas y configuraciones de combustible junto con haces de combustible y placas de sujeción de la forma de realización ejemplar. Las variaciones no deben considerase alejadas del espíritu y el alcance de las formas de realización ejemplares, y dichas modificaciones, como sería obvio para cualquiera experto en la técnica, se
20 entienden incluidas dentro del alcance de las reivindicaciones siguientes.
Lista de piezas de GE
- 10
- Haz de combustible convencional
- 12
- Canal exterior
- 14
- Placa de sujeción superior
- 15
- Pluralidad de espaciadores
- 16
- Placa de sujeción inferior
- 18
- Pluralidad de barras de combustible de longitud completa
- 19
- parcial Barras de combustible de longitud
- 20
- Tapones de cierre superiores
- 25
- Casquillos
- 30
- Tapones de cierre inferiores
- 100
- Placa de sujeción superior de la forma de realización ejemplar
- 102
- Canal exterior
- 105
- Pluralidad de espaciadores
- 106
- Placa de sujeción inferior
- 108
- Barras completa de combustible de longitud
- 109
- Barra de combustible de longitud parcial
- 110
- Cuerpo
- 115
- Pluralidad de casquillos .
- 116
- Casquillos de longitud menor
- 117
- Casquillos de longitud mayor
- 120
- Pluralidad de desechos formas de captura de
- 130
- Área de flujo
- 140
- Asa
- 100 o
- Haz de combustible
Claims (17)
- Reivindicaciones1. Una placa de sujeción superior para su uso en la mitigación de desechos, caracterizada porque la que la placa superior comprende:
- -
- una pluralidad de casquillos, cada casquillo conformado para recibir un extremo de una barra de combustible nuclear; y
- -
- una pluralidad de formas de captura de desechos por encima de la pluralidad de casquillos y configuradas de forma que se solapan, de manera que se forma un área de flujo entre ellas.
-
- 2.
- La placa de sujeción superior de la reivindicación 1 , caracterizada porque la pluralidad de formas de captura de desechos están realizadas en, o conectadas a, al menos algunos de la pluralidad de casquillos o sobre un asa de la placa de sujeción superior.
-
- 3.
- La placa de sujeción superior de la reivindicación 1, caracterizada porque la pluralidad de formas de captura de desechos están conformadas como uno de entre cunas y conos.
-
- 4.
- La placa de sujeción superior de la reivindicación 1, caracterizada porque la pluralidad de formas de captura de desechos están configuradas con un ángulo con respecto a una dirección vertical, para permitir que los desechos se recolecten en un extremo.
-
- 5.
- La placa de sujeción superior de la reivindicación 1, caracterizada porque los lados de las formas de captura de desechos tienen al menos una de entre formas triangular, rectangular, trapezoidal e irregular.
-
- 6.
- La placa de sujeción superior de la reivindicación 1, caracterizada porque al menos dos de la pluralidad de formas de captura de desechos están separadas entre sí por el área de flujo.
-
- 7.
- La placa de sujeción superior de la reivindicación 1, caracterizada porque la pluralidad de las formas de captura de desechos están conformadas integralmente con la placa de sujeción superior.
5' 8. La placa de sujeción superior de la reivindicación 1, caracterizada porque la· pluralidad de las formas de captura de desechos están acopladas juntas en un conjunto separado montado sobre de la placa de sujeción superior.10 9. La placa de sujeción superior de la reivindicación 1, caracterizada porque la pluralidad de las formas de captura de desechos están escalonadas con respecto a una dirección vertical. - 10. La placa de sujeción superior de la reivindicación 9, caracterizada15 porque al menos una de entre la pluralidad de las formas de captura de desechos está situada a una altura H1 en la dirección vertical, y al menos otra de entre la pluralidad de las formas de captura de desechos está situada a una altura H2 en la dirección vertical, yen la que H2 gt; H1.
- 11. Un haz de combustible nuclear caracterizado porque comprende: -una placa de sujeción inferior; -una placa de sujeción superior que incluye una pluralidad decasquillos, cada casquillo conformado para recibir un extremo de una25 barra de combustible nuclear, y una pluralidad de formas de captura de desechos sobre la pluralidad de casquillos y configuradas de forma solapada de manera que se forma un áreae de flujo entre los mismos; y
- -
- una pluralidad de barras de combustible nuclear entre la placa de 30 sujeción inferior y la placa de sujeción superior.
-
- 12.
- El haz de combustible nuclear de la reivindicación 11, caracterizado porque la pluralidad de las formas de captura de desechos está conformada como una de entre cunas o conos.
-
- 13.
- El haz de combustible nuclear de la reivindicación 11, caracterizado porque la pluralidad de las formas de captura de desechos está situada formando un ángulo con respecto a una dirección vertical para permitir que se recolecten los desechos en un extremo.
-
- 14.
- El haz de combustible nuclear de la reivindicación 11, caracterizado porque los lados de las formas de captura de desechos tienen una forma de entre triangular, rectangular, trapezoidal e irregular.
1o 15. El haz de combustible nuclear de la reivindicación 11, caracterizado porque al menos dos de entre la pluralidad de formas de captura de desechos están separados entre sí por el área de flujo. - 16. El haz de combustible nuclear de la reivindicación 11, caracterizado15 porque al menos dos de entre la pluralídad de formas de captura de desechos están conformadas integralmente de la placa de sujeción superior.
- 17. El haz de combustible nuclear de la reivindicación 11, caracterizado20 porque al menos dos de entre la pluralidad de formas de captura de desechos están acopladas juntas en un conjunto separado montado sobre la placa de sujeción superior.
- 18. El haz de combustible nuclear de la reivindicación 11, caracterizado25 porque al menos dos de entre la pluralidad de formas de captura de desechos están escalonadas con respecto a una dirección vertical.
- 19. El haz de combustible nuclear de la reivindicación 18, caracterizado porque al menos una de entre la pluralidad de las formas de captura de30 desechos está situada a una altura H1 en la direcCión vertical, y al menos otra de entre la pluralidad de las formas de captura de desechos está situada a una altura H2 en la dirección vertical, y en el que H2 gt; H1.
- 20. El haz de combustible nuclear de la reivindicación 11 , caracterizado porque la pluralidad de las formas de captura de desechos está conformada sobre, o conectada a, al menos alguno de la pluralidad de casquillos o sobre un asa de la placa de sujeción superior.
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