ES2399165B2 - Procedimiento y aparato para abrazadera de cuña maestra de bomba de chorro para reactor nuclear de agua en ebullición - Google Patents

Abstract

Un procedimiento y un aparato para elevar verticalmente y soportar una cuña maestra de un conjunto de contención de la bomba de chorro de un Reactor de Agua en Ebullición (BWR), para asegurar que la cuña deje de contactar un soporte de contención del conjunto de contención. Un soporte de cuña maestra con mordazas superior e inferior se usa para sujetar el soporte superior del conjunto de contención, estando provista la mordaza de abrazadera superior con un diente o dientes que encaja(n) bajo la corona de la cuña maestra y suministra(n) la elevación vertical de la cuña maestra.

Description

PROCEDIMIENTO Y APARATO PARA ABRAZADERA DE CUÑA MAESTRA DE

BOMBA DE CHORRO PARA REACTOR NUCLEAR DE AGUA EN EBULLICIÓN

5

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Campo de la Invención

Las realizaciones ejemplares se refieren generalmente a reactores nucleares y,

más concretamente, a un procedimiento y a un aparato para un soporte de cuña

1 O

maestra de bomba de chorro de Reactor Nuclear de agua en ebullición (BWR) que

retiene físicamente una cuña maestra de bomba de chorro de BWR, para prevenir el

desgaste de la cuña y del soporte de contención de la bomba de chorro.

Descripción de la Técnica Relacionada

15

Una vasija de presión de reactor (RPV) de un reactor de agua en ebullición

(BWR) típicamente tiene generalmente forma cilíndrica y está cerrada en ambos

extremos (por ejemplo, por una cabeza inferior y una cabeza superior retirable).

Típicamente, una guía superior está espaciada sobre una placa de núcleo dentro del

RPV. Una envuelta del núcleo, o envuelta, rodea típicamente el núcleo y está

20

soportada por una estructura de soporte de la envuelta. Concretamente, la envuelta

tiene forma generalmente cilíndrica y rodea tanto la placa del núcleo como la guía

superior. Existe un espacio o anillo entre la vasija de presión del reactor cilíndrica y la

envuelta conformada cilíndricamente.

En un BWR, las bombas de chorro tubulares huecas situadas dentro del anillo

25

de la envuelta aportan el flujo de agua del núcleo del reactor requerido. La parte

superior de la bomba de chorro, conocida como mezclador de entrada, está situado

lateralmente y soportada contra dos contactos rígidos en oposición dentro de los

soportes de contención de la bomba de chorro por una cuña accionada por gravedad.

Los soportes de contención soportan el mezclador de entrada sujetando el mezclador

30

de entrada al tubo elevador de la bomba de chorro contigua.

La cuña maestra de la bomba de choro mantiene contacto entre el mezclador

de entrada y el soporte de contención de la bomba de chorro. Más concretamente, la

cuña actúa en cooperación con dos conjuntos de tornillos que están soldados por

puntos al soporte de contención para mantener contacto con el mezclador de entrada.

35

El flujo de agua a través de las bombas de chorro típicamente incluye fluctuaciones de

presión causadas por varias fuentes del sistema de reactor. Las fluctuaciones de la

presión pueden tener frecuencias próximas a uno o más modos de vibración naturales

de la tubería de la bomba de chorro. La estabilidad de la tubería de la bomba de

chorro depende de la fuerza de aseguramiento, o contacto, de los soportes de

5

contención y los mezcladores de entrada. Las vibraciones presentes en el sistema de

bombas de chorro producen un movimiento excesivo de la cuña maestra contra el

soporte de contención y la varilla en cuña maestra dando lugar a daños subsiguientes

a las diferentes superficies de contacto. Las cuñas maestras y los soportes de

contención usadas anteriormente necesitaban ser sustituidas y/o nuevas superficies

1O

de desgaste que pudieran empernarse sobre los soportes de contención existentes.

Estos procedimientos se ha encontrado que exigen un tiempo fuera de servicio

significativo y costoso de las bombas de chorro.

El desensamblaje y/o la retirada total del soporte de contención y de la cuña

pueden ser, en sí, costoso. Por lo tanto, existe una necesidad de retirar la cuña

15

maestra del uso activo para retirar la cuña maestra del uso activo elevando

verticalmente la cuña maestra para alejarla del contacto directo con el soporte de

contención, permitiendo así que la cuña y el soporte de contención permanezcan

sujetas al mezclador de entrada asegurando al mismo tiempo que no se produzca

desgaste adicional alguno entre la cuña y el soporte de contención.

20

SUMARIO DE LA INVENCIÓN

Las realizaciones ejemplares proporcionan un procedimiento y un aparato para

proporcionar un soporte vertical de una cuña maestra de bomba de chorro de un

conjunto de contención de la bomba de chorro. Específicamente, se puede usar un

25

dispositivo de contención o soporte para elevar verticalmente la cuña maestra de la

bomba de chorro en una posición fija, típicamente contra el soporte superior y alejarla

de contacto alguno con el soporte de contención. Sujetando la cuña en posición, se

elimina el desgaste entre la cuña y el soporte de contención, ya que la cuña y el

soporte de contención dejan de estar en contacto directo.

30

Dado que las realizaciones ejemplares retiran el soporte de contención y la

cuña maestra del uso activo, puede ser ventajoso usar medios alternativos para limitar

los mezcladores de entrada que pueden ser implementados en conjunción con las

realizaciones ejemplares. Los medios alternativos para limitación del mezclador de

entrada pueden ser logrados, por ejemplo, proporcionando carga lateral adicional al

35

mezclador de entrada, como se describe en la solicitud de General Electric Hitachi

"PROCEDIMIENTO Y APARATO PARA UN SISTEMA DE SOPORTE DE BOMBA DE CHORRO DE BWR" Expediente de Agente N". 24NS243335 (HDP n°8564000207/US).

5

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Las anteriores y otras características y ventajas de las realizaciones ejemplares

se

harán más evidentes describiendo en detalle las realizaciones ejemplares con

referencia

a los dibujos adjuntos. Los dibujos adjuntos pretenden representar

realizaciones ejemplares y no se debe interpretar que limitan el pretendido alcance de

1O

las reivindicaciones. Los dibujos adjuntos no están dibujados a escala salvo lo

indicado explícitamente.

La figura 1 es

una vista en perspectiva de un conjunto convencional de la

bomba de chorro de reactor nuclear de agua en ebullición;

La figura 2 es una vista detallada de un conjunto convencional de contención

15

de la bomba de chorro;

La figura 3 es una vista lateral de un soporte de cuña maestra de una bomba

de chorro de acuerdo con las realizaciones ejemplares;

La figura 4 es una vista detallada de un soporte de cuña maestra de bomba de

chorro en uso en un conjunto de contención de bomba de chorro de acuerdo con las

20

realizaciones ejemplares; y

La figura 5 es una vista desde arriba de un soporte de cuña maestra de bomba

de chorro en uso en un conjunto de contención de una bomba de chorro de acuerdo

con las realizaciones ejemplares.

25 DESCRIPCIÓN DETALLADA

En la presente se divulgan realizaciones ejemplares detalladas. Sin embargo, los detalles estructurales y funcionales específicos divulgados en la presente son meramente representativos para los fines de la descripción de las realizaciones ejemplares. Sin embargo, las realizaciones ejemplares se pueden realizar de muchas 30 formas alternativas y no se deben considerar limitadas a solamente las realizaciones

aquí expuestas.

Consecuentemente, aunque las realizaciones ejemplares son capaces de varias modificaciones y formas alternativas, dichas realizaciones se muestran a modo de ejemplos en los dibujos y van a ser descritas aquí en detalle. Se debería entender,

35 sin embargo, que no existe intención de limitar las realizaciones ejemplares a las

formas concretas divulgadas, sino que por el contrario, las realizaciones ejemplares

deben cubrir todas las modificaciones, equivalentes y alternativas que caen dentro del

ámbito de las realizaciones ejemplares. Los números similares se refieren a elementos

similares en toda la descripción de las figuras.

5

Se debe entender que, aunque los términos primero, segundo, etc. pueden ser

usados aquí para describir varios elementos, estos elementos no se deben considerar

limitados por estos términos. Estos términos se usan solamente para distinguir unos

elementos de otros. Por ejemplo, un primer elemento podría denominarse segundo

elemento y, análogamente, un segundo elemento podría denominarse primer

1O

elemento, sin salirse del ámbito de las realizaciones ejemplares. Según su uso en la

presente, el término "y/o" incluye cualquiera y todas las combinaciones de uno o más

de los elementos listados asociados.

Se debe entender que cuando de un elemento se dice que está "conectado" o

"acoplado" a otro elemento, puede estar conectado o acoplado directamente al otro

15

elemento o pueden estar presentes elementos intervinientes. Por el contrario, cuando

de un elemento se dice que está "conectado directamente" o "acoplado directamente"

a otro elemento, no hay elementos intervinientes presentes. Otras palabras usadas

para describir la relación entre elementos deben ser interpretadas de manera similar

(por ejemplo., "entre" frente a "directamente entre", "contiguo" frente a "directamente

20

contiguo", etc.).

La terminología usada aquí tiene la finalidad de describir realizaciones

concretas solamente y no pretende ser limitativa de las realizaciones ejemplares.

Según su uso en la presente, las formas singulares "un, una" y "el, la" no excluyen las

correspondientes formas plurales, salvo que el contexto indique claramente otra cosa.

25

Se debe entender además que los términos "comprende", "que comprende,", "incluye"

y/o "que incluye", cuando se usan en la presente, especifican la presencia de

características, la totalidad, etapas, operaciones, elementos y/o componentes

enunciados, pero no imposibilitan la presencia o añadido de una u otras más

características, la totalidad, etapas, operaciones, elementos, componentes, y/o grupos

30

de los mismos.

Se debe advertir también que en algunas implementaciones alternativas, las

funciones /acciones indicadas pueden producirse fuera del orden indicado en las

figuras. Por ejemplo, dos figures mostradas sucesivamente pueden ser ejecutadas, de

hecho, sustancialmente al mismo tiempo o, a veces, pueden ser ejecutadas en el

35

orden inverso, dependiendo de las funciones/acciones implicadas.

Con referencia a la figura 1, se representa una vista en perspectiva de un conjunto de bomba de chorro de Reactor Nuclear de Agua en Ebullición (BWR) convencional. El conjunto de bomba de chorro incluye conjuntos 1 O de contención de bomba de chorro convencionales sujetos al tubo 1 elevador, que estabilizan cualquier movimiento de los mezcladores 2 de entrada con respecto al tubo 1 elevador mientras que el conjunto de bomba de chorro esté en uso.

La figura 2 muestra una vista detallada de los conjuntos 1 O de contención de bomba de chorro convencionales sobre el tubo 1 elevador. El conjunto 1 O de contención incluye un soporte 12 de contención conectada al tubo 1 elevador. Tres puntos de contacto sitúan el mezclador 2 de entrada en el soporte 12 de contención. De los tres puntos de contacto dos son tornillos 15 de fijación, situados aproximadamente entre cada mezclador 2 de entrada y el tubo 1 elevador (solamente se muestra un tornillo 15 de fijación, estando el otro tornillo 15 de fijación en la parte posterior de la imagen de la figura 2), y la cuña 14 maestra (la cuña 14 maestra es el tercer punto de contacto). La cuña 14 maestra ayuda en el aseguramiento de que el soporte 12 de contención permanezca contra los dos tornillos 15 de fijación. La cuña 14 maestra es libre de moverse verticalmente a lo largo de la barra 8 de cuñas y se mantiene en posición entre el mezclador 2 de entrada y el soporte 12 de contención por gravedad. La parte inferior de la barra 20 de cuñas se mantiene en posición mediante un soporte inferior que incluye dos placas 26 verticales y una placa 24 horizontal (adviértase que la parte inferior de la barra 20 de cuña penetra y se sujeta sobre la placa 20 horizontal y del soporte inferior). La parte superior de la barra 20 de cuñas se mantiene en posición mediante un soporte superior que incluye dos placas 18 verticales y una placa 16 horizontal (adviértase que la parte superior de la barra 20 de cuñas penetra y se sujeta sobre la placa 16 horizontal por medio de la tuerca 22).

La figura 3 es una vista lateral de un soporte 30 de cuña maestra de bomba de chorro de acuerdo con realizaciones ejemplares. El soporte 30 de cuña puede incluir una mordaza de abrazadera inferior que puede ser una placa con uno o más dientes que sobresalen alejándose de un extremo distal de la placa 34 o mordaza de abrazadera inferior. Los dientes 35 pueden estar dimensionados para encajar entre la cuña 14 maestra y una placa 18 vertical del soporte superior del conjunto 10 de contención. El soporte 30 de contención puede incluir también una mordaza 32 de abrazadera superior que puede ser una placa con un orificio 38 de paso a través de la mordaza 32 de abrazadera superior. El orificio 38 de paso puede estar situado cerca del extremo distal de la placa de la mordaza 32 de abrazadera superior. El orificio 38 de paso puede estar dimensionado para permitir que la barra 20 de cuña y la tuerca 22 (mostradas en las figuras 2 y 5) encajen a través del orificio 38 de paso. La placa superior de mordaza 32 puede estar dimensionada para encajar entre las placas 18 verticales del soporte superior de un conjunto 1 O de contención de bomba de chorro. Tanto la placa de la mordaza 32 superior como la placa de la mordaza 34 de abrazadera inferior pueden tener ambas una anchura aproximada de 4 pulgadas (10,16 cm) (para permitir que las placas encajen entre las placas vertical y 18), y una longitud total de aproximadamente 5 pulgadas (12,7 cm). Tanto la placa de la mordaza 32 de abrazadera superior como la placa de la mordaza 34 de abrazadera inferior pueden tener un espesor de aproximadamente 0,5 pulgadas a 1 pulgada (1 ,27 cm a 2,54 cm) aunque los espesores no tienen que estar limitados a este rango.

El soporte 30 de contención puede incluir un perno o pernos 36 de abrazadera, u otro medio de sujeción que se usa para sujetar la mordaza 32 de abrazadera superior a la mordaza 34 de abrazadera inferior. Otros medios de sujeción pueden incluir solamente un perno, múltiples pernos, o cualquier otro accesorio adecuado que pueda ser usado para sujetar las mordazas 32/34 de abrazadera en una posición fija una con respecto a la otra. Los pernos 36, u otros medios de sujeción, pueden asegurar que las mordazas de abrazadera superior 32 e inferior 34 estén aseguradas entre sí de manera tal que ambas mordazas de abrazadera superior e inferior 32 y 34 sean aproximadamente paralelas entre sí. Los pernos 36 de sujeción pueden incluir tuercas 40 que pueden sujetar los pernos 36 en posición. Los pernos 36 pueden ser roscados, para acoplarse con loas conexiones roscadas que puedan estar provistas en una o ambas mordazas 32 1 34 de abrazadera superior e inferior. Otros medios de sujeción de los pernos 36 a las mordazas 32 1 34 de abrazadera pueden incluir soldadura, adhesivo, o cualquier otros medios mediante los cuales se puedan hacer conexiones estables entre pernos 36 y mordazas 32 1 34 de abrazadera. El perno o pernos 36 de sujeción pueden unir el extremo proximal de la placa de mordaza 34 de abrazadera inferior al extremo proximal de la placa de la mordaza 32 de abrazadera superior.

Todos los componentes del soporte pueden estar hechos de materiales conocidos como aceptables para un entorno nuclear. Por ejemplo, se puede usar acero inoxidable (304, 316, XM-19, o equivalente) o aleaciones basadas en níquel (lconel, X-750, X-718, o equivalente).

La figura 4 es una vista detallada de un soporte 30 de cuña maestra de bomba de chorro en uso en un conjunto de contención de la bomba de chorro, de acuerdo con

realizaciones ejemplares. Adviértase que los dientes 35 de la mordaza 34 de

abrazadera inferior pueden ser dos dientes 35 que están adaptados al bastidor situado

debajo de la corona 28 de la cuña 14 maestra, y cada diente 35 puede estar

dimensionado para encajar entre el lado de la cuña 14 maestra y la placa 18 vertical

5

del soporte superior. La finalidad de la mordaza 34 de abrazadera inferior es elevar la

cuña 14 maestra verticalmente hacia arriba y alejarla del soporte 12 de contención

para, en esencia., sacar la cuña 14 maestra de operación sin mantenimiento costoso

adicional ni inactividad alguna para retirar realmente la totalidad de la cuña 14.

La mordaza 32 de abrazadera superior puede estar encajada entra las dos

1 O

placas 18 verticales, que permiten que la mordaza 32 de abrazadera superior se sujeta

seguidamente a la placa 16 horizontal (parcialmente oscurecida en la vista de la figura

4). La sujeción a la placa 16 horizontal puede ser mediante el uso de la barra 20 de

cuña y la tuerca 22 que pueden pasar a través del orificio 38 de paso (mostrado más

detalladamente en la figura 5). Alternativamente, la mordaza 32 de abrazadera

15

superior puede estar sujeta a la placa 16 horizontal mediante pernos o soldadura que

pueden separarse de la barra 20 de cuña y de la tuerca 22. Además, la mordaza 32 de

abrazadera superior puede estar adaptada para encuadrar el exterior de las placas 18

verticales (como o puesto a encajar entre las dos placas 18 verticales) y,

alternativamente, puede también estar sujeta directamente a una o ambas de las

20

placas 18 verticales. Alternativamente, la mordaza 32 de abrazadera superior puede

estar sujeta también directamente al mezclador 2 de entrada. Aunque los pernos 36 de

sujeción roscados y las tuercas 40 se muestran asegurando la mordaza 32 de

abrazadera superior a la mordaza 34 de abrazadera inferior, se puede implementar

también cualquier otro medio de estabilización de la conexión entre las mordazas

25

32/34 superior/inferior.

La figura 5 es una vista desde arriba de un soporte 30 de cuña maestra de

bomba de chorro en uso en un conjunto 1 O de contención de bomba de chorro, de

acuerdo con realizaciones ejemplares. Esta vista desde arriba muestra una realización

ejemplar que puede incluir la barra 20 de cuña que penetra a través del orificio 38 de

30

paso de la mordaza 32 de abrazadera superior. El orificio 38 de paso puede ser un

orificio ranurado que permite que la tuerca 22 de la barra de cuña esté dentro del área

ranurada, permitiendo que la barra 20 de cuña sea asegurada fácilmente a la mordaza

32 de abrazadera superior.

Las realizaciones ejemplares que han sido así descritas, será evidente que las

35

mismas pueden ser variadas de muchas maneras. Dichas variaciones no deben

considerarse una desviación del espíritu y ámbito pretendidos de las realizaciones ejemplares, y todas las modificaciones de este tipo, como será evidente para expertos en la técnica, se pretende que estén incluidas dentro del alcance de las siguientes reivindicaciones.

Lista de Piezas

1

Tubo Elevador

2

Mezcladores de Entrada

3

Abrazadera del elevador

10

Conjuntos de Contención de la Bomba de Chorro

12

Soporte de Contención

14

Cuña maestra

15

Tornillos de Fijación

16

Placa Horizontal

18

Placa Vertical

20

Barra de Cuña

22

Tuerca

24

Placa Horizontal

26

Placas Verticales

30

Soporte de Cuña maestra de la Bomba de Chorro

32

Mordaza de abrazadera Superior

34

Mordaza de abrazadera Inferior

35

Dientes

36

Pernos de Sujeción

38

Orificio de Paso

40

Tuercas