ES2621245T3 - Inserto de soporte de barra de combustible para una rejilla separadora de conjunto de combustible nuclear, rejilla separadora y conjunto de combustible nuclear - Google Patents

Abstract

Inserto de soporte de barra de combustible (22) para una rejilla separadora de conjunto de combustible nuclear (14), comprendiendo la rejilla separadora (14) correas entrelazadas (18) que definen un entramado de celdas (20) para recibir las barras de combustible (4), estando el inserto (22) adaptado para ser fijado a las correas (18) para extenderse en al menos una celda (20), el inserto (22) que se extiende a lo largo de un eje (B) destinado a estar paralelo a aquel de una celda (20) y que comprende dos porciones de extremo espaciadas axialmente (26) para la conexión del inserto (22) a las correas (18) y al menos a un resorte de tipo hoja alargada (28) que se extiende axialmente entre las porciones de extremo (26) para soportar una barra de combustible (4), donde el resorte (28) tiene una sección transversal no rectilínea en cada plano perpendicular al eje de inserto (B).

Description

DESCRIPCION

Inserto de soporte de barra de combustible para una rejilla separadora de conjunto de combustible nuclear, rejilla separadora y conjunto de combustible nuclear 5

[0001] La presente invencion se refiere a un inserto de soporte de barra de combustible para una rejilla separadora de conjunto de combustible nuclear que comprende correas entrelazadas que definen un entramado de celdas de recepcion de barras de combustible, estando el inserto adaptado para ser fijado a las correas para extenderse en al menos una celda, el inserto que se extiende a lo largo de un eje destinado a estar paralelo a aquel

10 de una celda y que comprende dos porciones de extremo espaciadas axialmente para la conexion del inserto a las correas y al menos a un resorte de tipo hoja alargada que se extiende axialmente entre las porciones de extremo para soportar una barra de combustible.

[0002] EP 0 750 318 describe una rejilla separadora de barras de combustible que comprende dos conjuntos 15 superpuestos de correas entrelazadas que definen un entramado de celdas de recepcion de barras de combustible y

de insertos del tipo mencionado anteriormente, que comprende porciones de extremo conectadas a las correas y resortes de hoja que se extienden entre las porciones de extremo estando separadas por espacios intermedios.

[0003] Un objetivo de la invencion es proporcionar un inserto que permita un mejor soporte para barras de 20 combustible, es decir, con limitacion de riesgos de rozamiento en el contacto entre el inserto y las barras de

combustible. Otro objetivo de la invencion es mejorar la resistencia al pandeo de la rejilla separadora y disminuir su calda de presion.

[0004] Con este fin, la invencion propone un inserto del tipo antes mencionado, en el que el resorte tiene una 25 seccion transversal no rectillnea en cada plano perpendicular al eje de inserto.

[0005] En otras formas de realizacion, el inserto comprende una o varias de las siguientes caracterlsticas, tomadas de forma aislada o en cualquier combination tecnica factible:

30 - el resorte comprende dos alas adyacentes que se extienden de lado a lado a lo largo del eje de inserto e inclinadas una respecto a la otra, las alas que incluyen un ala de contacto para entrar en contacto con la barra de combustible y un ala lateral extendiendo lateralmente el ala de contacto;

- el ala lateral es plana;

- el ala de contacto tiene una superficie exterior convexa;

35 - el ala lateral es de anchura variable a lo largo de la longitud del resorte;

- el ala de contacto es de anchura sustancialmente constante;

- el ala de contacto se arquea a lo largo;

- el inserto comprende un par de resortes formados en una pared de contacto y dos paredes de conexion adyacentes;

40 - el inserto comprende al menos dos paredes longitudinales inclinadas una con respecto a la otra, el resorte estando formado en la union entre dos paredes con el ala de contacto formada en una pared de contacto y el ala lateral formada en una pared de conexion adyacente;

- el inserto comprende un par de resortes que tienen sus alas de contacto formadas en la misma pared de contacto y cada uno teniendo su ala lateral formada en una pared de conexion respectiva adyacente a la pared de contacto;

45 - el inserto es tubular y comprende paredes que definen una seccion transversal poligonal, los resortes que se encuentran en las esquinas de la seccion transversal poligonal y que comprenden cada uno dos alas longitudinales formadas en dos paredes adyacentes;

- el inserto comprende un par de resortes formados en el inserto entre tres ranuras incluyendo una ranura central mas larga que las dos ranuras laterales;

50 - la ranura central tiene una anchura que disminuye desde los extremos axiales de la ranura central hacia su parte media.

[0006] La invencion tambien se refiere a una rejilla separadora para un conjunto de combustible nuclear, que comprende correas entrelazadas que definen un entramado de celdas de recepcion de barras de combustible y los

55 insertos de soporte proporcionados en las intersecciones de las correas para soportar barras de combustible que se extienden a traves de las celdas, como se define anteriormente.

[0007] En una realizacion, las paredes de conexion del inserto se insertan en las ranuras de conexion proporcionadas en los bordes inferiores de las correas entrelazadas.

[0008] En una realizacion, el inserto se fija a las correas por puntos de soldadura.

[0009] La invencion se refiere ademas a un conjunto de combustible nuclear que comprende un conjunto de 5 barras de combustible y una armadura para soportar las barras de combustible, la armadura que comprende al

menos una rejilla separadora, como se define anteriormente.

[0010] En una realizacion, el conjunto de combustible nuclear comprende ademas, al menos una rejilla mezcladora intermedia que comprende correas entrelazadas provistas de paletas mezcladoras y que definen un

10 entramado de celdas de recepcion de barras de combustible y de insertos tubulares provistos cada uno alrededor de la intersection de dos correas, para impedir el contacto entre las barras de combustible que se extienden a traves de las celdas y las paletas mezcladoras. Los insertos estan, por ejemplo, fijados a las correas por al menos un punto de soldadura.

15 [0011] La invencion y sus ventajas se entenderan mejor con la lectura de la siguiente description, dada

unicamente a modo de ejemplo y con referencia a los dibujos adjuntos, donde:

- La figura 1 es una vista esquematica en alzado lateral de un conjunto de combustible nuclear de acuerdo con la invencion;

20 - La figura 2 es una vista inferior parcial de una rejilla separadora del conjunto de combustible de la figura 1;

- La figura 3 es una vista superior de un inserto de la rejilla separadora de la figura 2;

- La figura 4 es una vista lateral del inserto de IV en la figura 3;

- La figura 5 es una vista en section transversal del inserto a lo largo de VV de la figura 4;

- La figura 6 es una vista parcial en perspectiva del inserto de la figura 3;

25 - La figura 7 es una vista desarrollada del inserto y de las correas entrelazadas de la rejilla separadora de la figura 2;

- Las figuras 8 y 9 son vistas superiores parciales que ilustran otras areas de la rejilla separadora de la figura 2; y

- Las figuras 10 y 11 son vistas en alzado laterales de insertos alternativos de acuerdo con la invencion.

- La figura 12 es una vista frontal de dos correas que se entrelazan para formar una rejilla separadora de acuerdo con la invencion;

30 - La figura 13 es una vista frontal de dos correas que se entrelazan para formar una rejilla separadora de acuerdo con la invencion;

- La figura 14 es una vista superior parcial de una rejilla mezcladora intermedia que tiene insertos;

- La figura 15 es una vista en perspectiva de un inserto de la rejilla mezcladora intermedia de la figura 14; y

- La figura 16 es una vista en seccion transversal de la rejilla mezcladora intermedia a lo largo de XVI-XVI en la 35 figura 14.

[0012] El conjunto de combustible nuclear 2 de la figura 1 esta adaptado para su uso en un reactor de agua a presion (PWR, por sus siglas en ingles). Se compone de un conjunto de barras de combustible nuclear 4 y una armadura 6 para soportar las barras de combustible 4. El conjunto de combustible 2 se extiende a lo largo de un eje

40 del conjunto L.

[0013] La armadura 6 comprende una tobera inferior 8, una tobera superior 10, una pluralidad de tubos gula 12 y una pluralidad de rejillas separadoras 14.

45 [0014] Las toberas 8, 10 estan separadas a lo largo del eje del conjunto L. Los tubos gula 12 se extienden

paralelamente al eje del conjunto L y conectan la tobera inferior 8 con la tobera superior 10. Cada tubo gula 12 se abre hacia arriba a traves de la tobera superior 10 para permitir la insertion de una barra de control (no mostrada) en el tubos gula 12.

50 [0015] Las rejillas separadoras 14 se distribuyen a lo largo de los tubos gula 12 y se pueden fijar a los tubos

gula 12 por medio de soldadura, por ejemplo Cada rejilla separadora 14 se extiende transversalmente al eje del conjunto L.

[0016] Opcionalmente, como se ilustra en la figura 1, el conjunto de combustible 2 comprende una o varias 55 rejillas mezcladoras intermedias 15 posicionadas a lo largo del conjunto de combustible 2. Cada rejilla mezcladora

15 esta posicionada en el espacio entre dos sucesivas rejillas separadoras 14.

[0017] Cada rejilla mezcladora intermedia 15 se extiende transversalmente al eje del conjunto L y puede fijarse a los tubos gula 12 por medio de soldadura, por ejemplo Cada rejilla mezcladora intermedia 15 se proporciona

para impartir movimiento de mezcla al refrigerante que fluye a traves de la rejilla mezcladora intermedia 15 que no soporta las barras de combustible 4.

[0018] El conjunto de combustible 2 puede comprender al menos un espacio entre dos rejillas separadoras 5 14 sucesivas, provisto de al menos una rejilla mezcladora 15 posicionada en el mencionado al menos un espacio y

al menos un espacio entre dos rejillas separadoras sucesivas 14 sin rejilla mezcladora 15.

[0019] El conjunto de combustible 2 puede comprender al menos un espacio entre dos rejillas separadoras sucesivas 14 provistas de varias rejillas mezcladoras 15, posicionadas en el mismo dicho espacio, por ejemplo, dos

10 rejillas mezcladoras 15.

[0020] Cada barra de combustible 4 comprende un revestimiento tubular, pellets de combustible nuclear apilados en el interior del revestimiento y tapas que cierran los extremos del revestimiento (no mostrados). Cada barra de combustible 4 se extiende paralelamente al eje del conjunto L, a traves de las rejillas separadoras 14 y las

15 rejillas mezcladoras intermedias 15, si las hubiera, apoyandose transversalmente y longitudinalmente con relacion al eje del conjunto de L mediante las rejillas separadoras 14.

[0021] Durante el funcionamiento, el conjunto de combustible 2 se coloca en el nucleo de un reactor nuclear con la tobera inferior 8 descansando sobre una placa inferior 16 del nucleo y el eje del conjunto de L

20 sustancialmente en posicion vertical. Un refrigerante fluye hacia arriba desde una entrada de la placa inferior 16, entre las barras de combustible 4 y a traves de las toberas 8, 10, las rejillas separadoras 14 y las rejillas mezcladoras intermedias 15, como se ilustra en la figura 1 con la flecha F.

[0022] En el conjunto de combustible 2 representado en la figura 1, las rejillas separadoras 14 son similares

25 entre si y una rejilla separadora 14 se describira ademas con referencia a la figura 2.

[0023] Como se ilustra en la figura 2, la rejilla separadora 14 comprende correas de metal entrelazadas 18 que definen una pluralidad de celdas 20 para recibir barras de combustible 4 e insertos 22 dispuestos en la interseccion 46 de las correas 18, para sostener las barras de combustible 4 que se extienden a traves de las celdas

30 20. Las correas 18 se fijan entre si por ejemplo, mediante puntos de soldadura 23 en la interseccion 46 del borde superior y el borde inferior de las correas entrelazadas 18. Las correas 18 se cruzan en angulo recto.

[0024] Al menos algunas de las rejillas separadoras 14 del conjunto de combustible 2 comprende tambien caracterlsticas (no mostradas), tales como paletas mezcladoras para homogeneizar el flujo de agua y reducir las

35 diferencias de temperatura entre los diferentes puntos de los revestimientos al provocar una redistribucion transversal del agua refrigerante.

[0025] Cada celda 20 se extiende a lo largo de un eje A perpendicular al plano de la rejilla separadora 14

(plano de la figura 2). El eje A es sustancialmente paralelo al eje de montaje L. Las barras de combustible 4 se

40 extienden a traves de las celdas 20 a lo largo del eje de celda A. Las celdas 20 tienen seccion transversal cuadrada.

[0026] La figura 2 muestra una vista parcial de una unidad cuadrada de nueve celdas (unidad de celda de 3x3) y cuatro insertos 22 dispuestos en las intersecciones 46 de las cuatro correas internas 18 que delimitan la celda central 20 de la unidad de celda de 3x3. Solo la celda central 20 y la barra de combustible correspondiente 4 son

45 totalmente visibles en la figura 2.

[0027] Cada inserto 22 es de forma tubular y se extiende alrededor de la interseccion 46 de dos correas 18 y en las esquinas adyacentes de las celdas 20 de una unidad cuadrada de cuatro celdas (unidad de celda de 2x2). Cada inserto 22 esta adaptado para soportar cuatro barras de combustible 4 que se extienden a traves de las celdas

50 20 de la unidad de celda de 2x2.

[0028] Los insertos 22 de la figura 2 son similares y solo uno de ellos se describira ademas con referencia a las figuras 3 - 6.

55 [0029] Como se ilustra en las figuras 3 - 6, el inserto 22 se extiende a lo largo de un eje de inserto B y tiene

forma tubular. La figura 6 es una vista parcial en perspectiva del inserto 22 que muestra una cuarta parte del inserto 22.

[0030] Como se ilustra en la figura 4, el inserto 22 comprende dos porciones de extremo 26 espaciadas a lo largo del eje de inserto B y una pluralidad de resortes de tipo hoja alargada 28 que se extienden a lo largo de eje de inserto B entre las porciones de extremo 26. Los resortes 28 se forman entre las ranuras longitudinales que se extienden a traves del inserto 22.

5

[0031] Las porciones de extremo 26 tienen secciones transversales cerradas en un plano transversal al eje de inserto B.

[0032] Cada resorte 28 esta conectado en sus extremos axiales a las porciones de extremo 26 y se extiende 10 como un puente entre las porciones de extremo 26.

[0033] Como se ilustra en la figura 3, en vista a lo largo del eje de inserto B, el inserto 22 tiene una seccion transversal octogonal y comprende ocho paredes distribuidas alrededor del eje de inserto B, incluyendo paredes de conexion 30 que se alternan con paredes de contacto 32. Las paredes 30 y 32 de cada par de paredes adyacentes

15 30 y 32 estan inclinadas 45° una respecto a la otra.

[0034] Cada pared de conexion 30 esta adaptada para cruzar una correa 18 a 90°, permitiendo la conexion del inserto 22 a la correa., Las paredes de conexion 30 son planas y paralelas al eje de inserto B.

20 [0035] Cada pared de contacto 32 esta adaptada para extenderse oblicuamente 45° en una esquina formada

por dos correas entrelazadas 18 y contactar con una barra de combustible 4 recibida en una celda de 20, delimitada entre dichas dos correas entrelazadas 18. Cada pared de contacto 32 esta arqueada radialmente hacia fuera en la direccion axial B del inserto 22. La parte intermedia de cada pared de contacto 32 sobresale hacia fuera con respecto a las porciones de extremo de dicha pared de contacto 32, como resulta obvio a partir de las figuras 3 y 5. 25

[0036] Como se ilustra en las figuras 4 - 6, los resortes 28 estan dispuestos en pares, estando formado cada

par en el inserto 22 entre una ranura central 34 formada en una pared de contacto 32 y dos ranuras laterales 36 formadas cada una en una de las dos paredes de conexion 30 adyacentes a la pared de contacto 32.

30 [0037] Cada resorte 28 esta formado en el inserto 22 en la union de una pared de conexion 30 y una pared

de contacto adyacente 32 entre una ranura central 34 formada en la pared de contacto 32 y una ranura lateral 36 formada en la pared de conexion 30.

[0038] La ranura central 34 es axialmente mas larga que las ranuras laterales 36 (figuras 4 y 6).

35

[0039] Cada resorte 28 comprende un ala de contacto longitudinal 38 formada en una pared de contacto 32 y un ala lateral longitudinal 40 formada en una pared de conexion adyacente 30. El ala de contacto 38 y el ala lateral 40 se extienden sobre toda la longitud del resorte 28 a lo largo del eje de inserto B y estan inclinadas una con respecto a la otra en un plano perpendicular al eje de inserto B (figura 5).

40

[0040] Cada resorte 28 tiene una seccion transversal no rectillnea en cada plano perpendicular al eje de inserto B. En otras palabras, la seccion transversal de cada resorte 28 tomada en un plano perpendicular al eje de inserto B no es rectillnea en cada punto del resorte 28 (figura 5).

45 [0041] Mas especlficamente, en cada plano la seccion transversal esta arqueada con la concavidad orientada

hacia dentro hacia el eje de inserto B, proporcionando una superficie de contacto exterior convexa del ala de contacto 38 en la barra de combustible 4. La superficie exterior del ala de contacto 38 es la superficie del ala de contacto 38 orientada en sentido opuesto al eje de inserto B.

50 [0042] Cada ala de contacto 38 se arquea a lo largo. El ala de contacto 38 describe un arco en la direccion

longitudinal del resorte 28. El ala de contacto 38 tiene una concavidad longitudinal orientada hacia dentro hacia el eje de inserto B. La seccion central del ala de contacto 38 esta a mayor distancia del eje de inserto B que las secciones de extremo del ala de contacto 38. De este modo, el resorte 28 tiene un vertice 42 que sobresale de la seccion transversal de las porciones de extremo 26.

[0043] Opcionalmente, cada ala de contacto 38 esta arqueada transversalmente (figura 5). La concavidad

transversal de cada ala de contacto 38 esta dirigida radialmente hacia el interior.

[0044] De manera opcional, cada ala de contacto 38 esta tambien arqueada lateralmente hacia el resorte asociado 28 del par de resortes 28 en una vista frontal de la pared de contacto 32, en direction radial con respecto al eje de inserto B. Los resortes 28 de cada par estan mas proximos en su parte media que en sus extremos axiales. La anchura de la ranura central 34 disminuye desde el extremo axial hacia la parte media de la ranura central 34.

5

[0045] Cada ala de contacto 38 es de anchura sustancialmente constante a lo largo de la longitud del resorte 28.

[0046] Cada ala lateral 40 es plana y se extiende lateralmente desde el ala de contacto correspondiente 38 10 en el plano de la pared de conexion correspondiente 30.

[0047] La anchura de las paredes de conexion 30 se incrementa desde las porciones de extremo 26 hacia el centro del inserto 22, mientras que la anchura de las paredes de contacto 32 disminuye de manera correspondiente (ver las figuras 4 y 5).

15

[0048] En la realization ilustrada, cada ranura lateral 36 tiene una anchura decreciente desde el extremo de la ranura lateral 36 hacia el centro de la ranura lateral 36. Cada ranura lateral tiene una anchura mas pequena en el centro de la misma. El borde longitudinal libre de cada ala lateral 40 (a lo largo de la ranura lateral 36) es curvillneo y su giro se aleja de la zona de union 44 entre el ala lateral 40 y el ala de contacto 38. El giro de la zona de union 44

20 tambien se aleja del borde libre debido a las curvaturas del ala de contacto 38.

[0049] Cada ala lateral 40 tiene una anchura que varla a lo largo de la longitud del resorte 28. Cada ala

lateral 40 es mas larga en el centro que en los extremos.

25 [0050] Como se ilustra en la figura 7, el inserto 22 esta fijado alrededor de una intersection 46 de dos correas

18, mediante la insertion de las paredes de conexion 30 del inserto 22 en las ranuras de conexion 48 proporcionadas en los bordes inferiores 50 de las correas entrelazadas 18 a una distancia de la interseccion 46, como se ilustra en la figura 7 con la flecha M. Las correas 18 estan entrelazadas mediante acoplamiento de ranuras de entrelazamiento 64, 68 proporcionadas en los bordes inferiores 50 y bordes superiores 70 de las correas 18 en 30 sus intersecciones 46.

[0051] El eje de inserto B del inserto 22 fijado alrededor de una interseccion coincide con la interseccion 46.

[0052] Cada ranura de conexion 48 se extiende hacia arriba desde un borde inferior 50 en una portion de la

35 altura de la correa 18.

[0053] El borde superior de cada pared de conexion 30 del inserto 22 esta provista de una muesca 52 para el ajuste con el extremo cerrado de una ranura de conexion 48 de una correa 18. El borde inferior de cada pared de conexion 30 del inserto 22 esta fijado axialmente a las correas correspondientes 18 por medios mecanicos o,

40 preferiblemente, por un punto de soldadura 23.

[0054] En una realizacion preferida, el borde inferior de cada pared de conexion 30 tambien tiene una muesca 52. El inserto 22 es de esta manera, simetrico con respecto a un plano que se extiende perpendicularmente al eje de inserto B y a media altura de dicho inserto 22. Cada inserto 22 se puede cargar en las correas 18 por

45 cualquiera de los extremos. El montaje del inserto 22 es por lo tanto facil, sin ningun riesgo de inversion.

[0055] El uso del inserto 22 conduce a una forma muy sencilla de las correas 18, planas por su parte

entrelazada y muy faciles de montar. Ademas, estando el inserto 22 insertado desde el borde inferior 50 en la rejilla

separadora 14, no hay riesgo de interferencia entre los dispositivos de mezcla portados posiblemente por el borde

50 superior 70 de las correas 18 y el inserto 22 durante el montaje de la rejilla separadora. El dispositivo de mezcla puede ser disenado sin restricciones debido al diseno de soporte de barras de combustible.

[0056] Despues del montaje, el borde inferior de la inserto 22 se encuentra sustancialmente en el plano definido por los bordes inferiores 50 de las correas 18 de la rejilla separadora 14 en una realizacion preferida. En

55 otra realizacion no mostrada, el inserto 22 tambien es adyacente al borde superior 70 de la rejilla separadora 14.

[0057] En uso, como se ilustra en la figura 2, cada barra de combustible 4 esta soportada por cuatro insertos diferentes 22 dispuestos cada uno en una de las esquinas de la celda 20 que reciben la barra de combustible 4. El eje de inserto B, el eje de celda A y el eje del conjunto de combustible L son sustancialmente paralelos. La barra de

combustible 4 esta en contacto con el ala de contacto 38 de cada resorte 28 de un par de resortes 28 de cada inserto 22.

[0058] Los resortes 28 derivan las barras de combustible 4 transversalmente al eje de celda A para apoyar la 5 barra de combustible 4 transversal y longitudinalmente por friccion con respecto a la rejilla separadora 14.

[0059] La resortes 28 presentan una forma 3D que proporciona soporte satisfactorio con reduccion de riesgos de rozamiento.

10 [0060] Los resortes alargados curvados a lo ancho 28 permiten proporcionar suficiente rigidez de flexion para

obtener un contacto lineal entre la barra de combustible 4 y cada resorte 28, en una longitud suficiente para limitar la tension de contacto local. El contacto entre los resortes 28 de cada par de resortes 28 y la barra de combustible 4 debe ser lo suficientemente fuerte, evitando al mismo tiempo el rozamiento, es decir, cuando la barra de combustible 4 vibra estando en uso debido a la circulacion de fluido a alta velocidad.

15

[0061] El ala lateral 40 inclinada con respecto al ala de contacto 38 imparte rigidez de flexion al resorte 28. La

rigidez de flexion del resorte 28 y la deformacion del resorte 28 bajo carga, dependen a saber, de la inclinacion entre las alas 38, 40, y de la anchura del ala lateral 40 a lo largo del resorte 28.

20 [0062] El ala de contacto arqueada a lo largo 38 asegura que la barra de combustible 4 contacte con el

vertice 42 del ala de contacto 38, con un contacto lineal longitudinal que aumenta en longitud con la fuerza de derivacion ejercida por el resorte 28 sobre la barra de combustible 4 para distribuir la fuerza sobre una longitud mas larga y asl, limitar la tension de contacto local y de rozamiento.

25 [0063] Las alas de contacto convergentes arqueadas lateralmente 38 de los resortes 28 de cada par de

resortes 28 tambien garantizan que una barra de combustible 4 entre en contacto con las alas de contacto 38 en la region de sus vertices 42.

[0064] La superficie de contacto exterior convexa del ala de contacto 38 permite que entre en contacto con la 30 barra de combustible 4 con riesgos de rozamiento limitados.

[0065] El inserto 22 de las figuras 3-6 es tubular en toda su longitud debido a que los resortes 28 se forman en la union entre las paredes 30, 32 del inserto 22, manteniendo asl la forma tubular en la parte intermedia del inserto 22 entre las porciones de extremo 26 y la rigidez total del inserto 22.

35

[0066] Las porciones de extremo tubulares 26 de seccion transversal cerrada permiten asegurar rlgidamente el inserto 22 para evitar la dispersion de esfuerzo de los resortes 28, y con ello asegurar un buen contacto entre los resortes 28 y la barra de combustible 4.

40 [0067] El inserto 22 puede obtenerse, por ejemplo, mediante la perforacion de un tubo o por enrollamiento de

una lamina metalica. En la realizacion preferida ilustrada en la figura 4, el inserto 22 se obtiene proporcionando una lamina inicialmente plana perforada con una serie de ranuras 34, 36 y localmente curvada para formar los resortes 28. La lamina plana se enrolla para definir la forma tubular y las porciones de extremo 26 de sus bordes laterales se fijan entre si, por ejemplo, mediante puntos de soldadura o, preferiblemente, estan entrelazados mecanicamente, por 45 ejemplo, por entrelazado complementario con dientes de tipo cola de milano 58, 60 dispuestos en bordes laterales opuestos de la lamina unidos sobre el enrollamiento de la lamina y definiendo una union de mortaja y espiga, como se ilustra en la figura 4. Cuando se inserta en la rejilla separadora 14, una llnea de union 62 de los dos bordes laterales de la lamina se coloca en una ranura de conexion 48 de una correa 18, permitiendo retencion lateral de los bordes laterales del inserto 22, evitando ademas, una mayor apertura de la llnea de union 62.

50

[0068] El inserto 22 tiene un diseno compacto y es facil de manipular, ya que no tiene o tiene pocas asperezas. Esto facilita la fabricacion y manipulacion del inserto 22.

[0069] La figura 8 ilustra una celda 20 que recibe un tubo gula 12 en lugar de una barra de combustible. La 55 celda 20 que recibe el tubo gula 12 se ilustra en el medio de una unidad de celda de 3x3 con una vista parcial de los

ocho celdas circundantes 20 recibiendo cada una barra de combustible 4.

[0070] El tubo gula 12 esta en contacto y fijado (por soldadura) a las correas 18 que delimitan la celda 20 que recibe el tubo gula 12 y no necesita ser apoyado por los insertos 22.

[0071] En consecuencia, el inserto 22 dispuesto en las correas entrelazadas 18 que delimitan la celda 20 que recibe el tubo guia 12 tiene una seccion transversal abierta que se extiende 270° alrededor del eje de inserto B correspondientes a tres cuartas partes de la inserto 22, como se ilustra en las figuras 3 - 6.

5

[0072] La figura 9 ilustra las celdas perifericas 20 situadas en la periferia de la rejilla separadora 14 y recepcion de barras de combustible 4.

[0073] Un inserto 22 de seccion transversal abierta que se extiende 180° alrededor del eje de inserto B y que 10 corresponde a la mitad del inserto 22 ilustrado en las figuras 3 - 6, esta dispuesto para soportar barras de

combustible 4 en dos celdas adyacentes 20.

[0074] Un inserto 22 de seccion transversal abierta que se extiende 90° alrededor del eje de inserto B y que corresponde a un cuarto del inserto ilustrado en las figuras 3-6, esta dispuesto para soportar una barra de

15 combustible 4 en una celda 20 situada en una esquina de la rejilla separadora 14.

[0075] En una realizacion alternativa, la esquina externa de cada celda de esquina 20 de la rejilla separadora 14 esta truncada y una pared inclinada en aproximadamente 45° con relacion a las correas perifericas 18 se une a las correas perifericas adyacentes 18 de la rejilla separadora 14. La barra de combustible 4 situada en la celda de

20 esquina 20 esta soportada por una protuberancia doble que tiene una posicion y forma similar a aquella de los pares de resortes 28 de un inserto 22 y por tres insertos diferentes 22, cada uno dispuesto en una de las otras esquinas de la celda de esquina 20 que recibe la barra de combustible 4.

[0076] Los insertos de seccion transversal abierta (mas de 90°, 180° o 270°) permiten obtener un soporte 25 satisfactorio debido a las paredes inclinadas y a los resortes curvados formados en la union entre las paredes. Una

vez fijado a las correas, el inserto es fortalecido y define una estructura tubular con las correas con las que esta asegurado.

[0077] Para optimizar aun mas el area de contacto entre el inserto 22 y la barra de combustible 4 y el 30 comportamiento vibratorio de la barra de combustible 4 bajo el flujo de refrigerante durante el funcionamiento del

conjunto de combustible 2 en el nucleo del reactor nuclear, el tamano y la forma de las ranuras laterales 36 se puede adaptar.

[0078] El inserto 22 ilustrado en la figura 10 difiere de aquel de la de las figuras 3 - 6 en la caracteristica de 35 que los bordes laterales de la ranura lateral 36 son rectilineos.

[0079] El inserto 22 ilustrado en la figura 11 difiere de aquel de las figuras 3 - 6 en la caracteristica de que cada ranura lateral unica 36 se sustituye por dos ranuras longitudinales paralelas 54 separadas por una hoja plana 56. Con dicho inserto 22, la barra de combustible 4 se mantiene aun mejor longitudinalmente en la celda 20, con un

40 pequeno aumento de la caida de presion de la rejilla separadora 14, en comparacion con la de una ranura lateral 36 en la realizacion.

[0080] Cada inserto 22 conecta dos correas entrelazadas 18 a una distancia de la intersection 46 entre las correas 18. El inserto 22 refuerza la conexion entre las dos correas 18.

45

[0081] Las pruebas realizadas mostraron que una rejilla separadora 14 que comprende insertos 22 de acuerdo con la invention, fijados por puntos de soldadura a las correas 18, tiene una resistencia mecanica superior y una mayor robustez respecto tanto al rozamiento de la barra combustible como al pandeo de la rejilla separadora. Los insertos 22 actuan como tensores y aumentan la estabilidad de la rejilla separadora 14 en caso de impacto

50 lateral, debido por ejemplo, a seismos o a accidentes de perdida de refrigerante. En consecuencia, es posible optimizar aun mas el diseno de la correa 18 para convertir este aumento de resistencia al pandeo en rendimientos termohidraulicos y neutronicos.

[0082] Las figuras 12 y 13 ilustran cada una dos correas 18 en vista frontal, estando destinadas las dos 55 correas 18 a entrelazarse entre si con la recepcion de un inserto alrededor de su interseccion. Para el montaje, las

correas estan orientadas en angulo recto una con respecto a la otra para entrelazar las ranuras de entrelazamiento correspondientes 64, 68 de las correas 18, tal como se ilustra en lineas de trazos.

[0083] Una correa 18 tiene una primera hendidura 64 de entrelazamiento proporcionada en un borde inferior 50 y la otra correa 18 tiene una segunda ranura de entrelazamiento correspondiente 68 proporcionada en un borde superior 70. Cada correa 18 tiene un par de ranuras de conexion 48 a cada lado de las ranuras de entrelazamiento 64, 68 para recibir un inserto.

5

[0084] Cada correa 18 tiene secciones de interseccion 72, cada una situada entre dos ranuras de conexion adyacentes 48 para recibir un inserto alternando con tramos intermedios 74, cada uno situado entre dos ranuras de conexion adyacentes 48, para recibir dos insertos distintos.

10 [0085] Como se ilustra en la figura 6, la seccion de interseccion 72 de cada correa 18 se proporciona en el

extremo inferior de la misma con un recorte inferior 76. La primera ranura de entrelazamiento 64 se cruza con el recorte inferior 76 de la correa correspondiente 18.

[0086] Como se ilustra en la figura 7, la seccion de interseccion 72 de cada correa 18 esta provista de un 15 recorte intermedio 78 a una distancia del borde inferior 50 de la correa 18. La primera ranura de entrelazamiento 64

se cruza con el recorte intermedio 78 de la correa correspondiente 18.

[0087] Con el ajuste entre si de las ranuras de entrelazamiento 64, 68, los recortes inferiores 76 definen un paso de flujo mas bajo entre las celdas que rodean la interseccion 46. De la misma manera, los cortes intermedios

20 78 definen un paso de flujo intermedio entre las celdas alrededor de la interseccion 46 de las correas 18.

[0088] En la realizacion de la figura 13, las secciones de interseccion 72 de cada correa 18 son de menor altura que las secciones intermedias 74 de la correa. Un espacio libre esta delimitado entre los extremos libres de cada par de secciones intermedias adyacentes 74. Por ejemplo, la altura H1 de la porcion de la seccion de

25 interseccion 72 que penetra en el interior del inserto esta comprendida entre el 0% y 90% de la altura H2 del inserto, que corresponde sustancialmente a la distancia entre el borde inferior 50 de una correa 18 y el extremo cerrado de las ranuras de conexion 48.

[0089] En una realizacion, la seccion de interseccion 72 termina antes del inserto 22 y no penetra en el.

30

[0090] Estas realizaciones proporcionan la ventaja de limitar la calda de presion y de equilibrar la presion en las celdas adyacentes 20 separadas por las correas 18. La limitacion de la calda de presion impartida por las correas 18 mismas permite tanto la optimizacion de la forma y tamano de las paletas mezcladoras de las rejillas separadoras 14 como de las rejillas mezcladoras intermedias 15, situadas de manera opcional entre dos rejillas

35 separadoras adyacentes 14.

[0091] Preferiblemente, el diseno de las rejillas mezcladoras intermedias 15 es consistente con el diseno de la rejilla separadora 14.

40 [0092] En el conjunto de combustible 2 representado en la figura 1, las rejillas mezcladoras intermedias 15

son similares entre si y una rejilla mezcladora intermedia 15 se describira adicionalmente haciendo referencia a las figuras 14 - 16.

[0093] Como se ilustra en la figura 14, la rejilla mezcladora intermedia 15 comprende correas entrelazadas 80

45 que definen celdas 82 cada una recibiendo una barra de combustible respectiva 4 que se extiende a traves de la rejilla mezcladora intermedia 15. Las correas 80 se fijan entre si por ejemplo, mediante puntos de soldadura en la interseccion del borde superior y/o borde inferior de las correas entrelazadas 80. Las correas 80 se cruzan en angulo recto.

50 [0094] La rejilla mezcladora intermedia 15 esta conectada a los tubos gula 12 que se extienden a traves de la

rejilla mezcladora intermedia 15, por ejemplo, por soldadura. Las correas 80 estan provistas en sus bordes superiores con paletas mezcladoras 86, preferiblemente formadas integralmente con las correas 80 y preferiblemente teniendo la misma forma que las paletas de la rejilla separadora 14.

55 [0095] La rejilla mezcladora intermedia 15 comprende insertos tubulares 84 cada uno rodeando la

interseccion de dos correas 80. El inserto 84 esta fijado axialmente a las correas correspondientes 80 por medios mecanicos o preferiblemente por un punto de soldadura 85 en al menos uno y preferiblemente en cada interseccion de su extremo inferior con dichas correas 80.

[0096] Como se ilustra en la figura 15, cada inserto 84 se extiende a lo largo de un eje de inserto C. Cada inserto 84 tiene, por ejemplo, una seccion transversal octogonal en vista a lo largo del eje de inserto C. Cada inserto 84 se forma, por ejemplo, enrollando una lamina metalica y entrelazando mecanicamente aberturas de tipo cola de milano, proporcionadas en bordes opuestos de la lamina y que forman una union de mortaja y espiga. El borde

5 superior de la inserto 84 esta provisto de muescas de insercion 88. Ambas porciones de extremo del inserto 84 son ligeramente conicas y convergen hacia los extremos del inserto 84 para evitar el contacto local y posiblemente rozamiento del revestimiento de las barras de combustible 4 contra los bordes del inserto 84.

[0097] Como se ilustra en la figura 16, cada correa 80 tiene ranuras de conexion 90 para la insercion de los 10 insertos 84. La region de cada correa 80 rodeada por un inserto 84 esta provista de un recorte 92 que se extiende

desde el borde inferior de la correa 80. La altura H3 de los recortes 92 esta comprendida entre el 50% y 100% de la altura H4 de la ranura de conexion 90. Esta realizacion ofrece la ventaja de limitar la calda de presion de la rejilla mezcladora intermedia 15 y de equilibrar la presion en las celdas adyacentes 82 separadas por las correas 80.

15 [0098] La rejilla mezcladora intermedia 15 tiene una correa periferica que rodea las correas entrelazadas

interiores 80, o esta desprovista de la correa periferica, en cuyo caso las celdas perifericas 82 se abren hacia el exterior.

[0099] Como se puede ver en la figura 14, los insertos 84 estan dimensionados para dejar un espacio G entre

20 cada porcion de un inserto 84 que se extiende en una celda 82 y la barra de combustible 4 que se extiende a traves de dicha celda 82. Los insertos 84 no proporcionan soporte lateral flexible a las barras de combustible 4. Sin embargo, actuan como limitadores de movimiento evitando el contacto entre las barras de combustible 4 y las paletas de la mezcla 86.

25 [0100] Las correas 80 de una rejilla mezcladora intermedia 15 tienen menos altura en comparacion con las

correas 18 de una rejilla separadora 14

[0101] La altura de una rejilla separadora 14, que es la altura de las correas 18 medida entre el borde inferior 50 y el borde superior 70, esta comprendida, por ejemplo, entre 30 mm y 45 mm.

30

[0102] Una rejilla mezcladora intermedia 15 tiene, por ejemplo, una altura de 15 mm. Un inserto 84 tiene, por ejemplo, una altura de 6 mm. Un recorte 92 tiene, por ejemplo, una altura de 5 mm.

[0103] El uso del inserto 84 conduce a una forma muy sencilla de las correas 80, planas por su parte 35 entrelazada y muy faciles de montar. Ademas, estando el inserto 84 insertado desde el borde inferior en la rejilla

mezcladora intermedia 15, no hay riesgo de interferencia entre los dispositivos de mezcla portados por el borde superior de las correas 80 y el inserto 84 durante el montaje de la rejilla mezcladora intermedia. El dispositivo de mezcla puede ser disenado sin restricciones debido a la geometrla de las correas 80.

40 [0104] El hecho de que las rejillas separadoras 14 y las rejillas mezcladoras intermedias 15 tengan

caracterlsticas similares proporciona a las diferentes rejillas 14, 15 del conjunto de combustible 2 caracterlsticas homogeneas en terminos de flujo hidraulico, perdida de presion y comportamiento mecanico.

[0105] La invencion no esta limitada a las realizaciones descritas.

45

[0106] Por lo tanto, las realizaciones descritas se refieren a un conjunto de combustible que tiene un conjunto de barras de combustible dispuestas en las intersecciones del entramado cuadrado. Las celdas de las barras de combustible tienen un contorno cuadrado. La invencion tambien se aplica a otro tipo de entramados, a saber, retlculas hexagonales, como el conjunto de combustible del tipo VVER (transcripcion del acronimo ruso BB^P,

50 reactor energetico de agua-agua).

[0107] En las rejillas separadoras y las rejillas mezcladoras intermedias, las correas y los insertos se hacen preferiblemente de una aleacion de circonio. En una realizacion alternativa los insertos estan hechos de una aleacion a base de Ni o de otro material de elevadas caracterlsticas mecanicas, como por ejemplo, Ph13.8 Mo.

55

[0108] De manera general, al menos una rejilla separadora o mezcladora de conjunto de combustible comprende insertos tubulares cada uno rodeando una interseccion respectiva de correas entrelazadas que forman la rejilla.

[0109] Preferiblemente, cada rejilla separadora o mezcladora comprende insertos tubulares cada uno

rodeando una interseccion respectiva de correas entrelazadas que forman la rejilla. En una realizacion alternativa, al menos una rejilla puede estar desprovista de dichos insertos.

5 [0110] Preferiblemente, cada rejilla tiene correas e insertos de aleacion de circonio. En una realizacion

alternativa, al menos una rejilla puede comprender un inserto que no sea de aleacion de circonio.

[0111] Preferiblemente, cada rejilla separadora o mezcladora intermedia, situada entre la rejilla ubicada en la parte mas baja y la rejilla ubicada en la parte mas alta del conjunto de combustible, tiene paletas mezcladoras. En

10 una realizacion alternativa, al menos una rejilla intermedia esta libre de paletas mezcladoras.

[0112] Preferiblemente, la rejilla ubicada en la parte mas alta y/o la rejilla ubicada en la parte mas baja del conjunto de combustible esta libre de paletas mezcladoras.

15 [0113] En una realizacion, la rejilla ubicada en la parte mas baja es de un diseno diferente y la rejilla ubicada

en la parte mas alta es similar en concepto a la rejilla ubicada en la parte mas baja o es similar en concepto a las rejillas separadoras intermedias.

Claims (16)

1. REIVINDICACIONES

   1. Inserto de soporte de barra de combustible (22) para una rejilla separadora de conjunto de combustible nuclear (14), comprendiendo la rejilla separadora (14) correas entrelazadas (18) que definen un

   5 entramado de celdas (20) para recibir las barras de combustible (4), estando el inserto (22) adaptado para ser fijado a las correas (18) para extenderse en al menos una celda (20), el inserto (22) que se extiende a lo largo de un eje (B) destinado a estar paralelo a aquel de una celda (20) y que comprende dos porciones de extremo espaciadas axialmente (26) para la conexion del inserto (22) a las correas (18) y al menos a un resorte de tipo hoja alargada (28) que se extiende axialmente entre las porciones de extremo (26) para soportar una barra de combustible (4), donde el 10 resorte (28) tiene una seccion transversal no rectillnea en cada plano perpendicular al eje de inserto (B).
2. 2. Inserto de soporte segun la reivindicacion 1, en el que el resorte (28) comprende dos alas adyacentes

   (38, 40) que se extienden de lado a lado a lo largo del eje de inserto (B) e inclinadas una respecto a la otra, las alas (38, 40) que incluyen un ala de contacto (38) para entrar en contacto con la barra de combustible (4) y un ala lateral

   15 (40) extendiendo lateralmente el ala de contacto (38).
3. 3. Inserto de soporte segun la reivindicacion 2, en el que el ala lateral (40) es plana.
4. 4. Inserto de soporte segun las reivindicaciones 2 o 3, en el que el ala de contacto (38) tiene una

   20 superficie exterior convexa.
5. 5. Inserto de soporte segun cualquiera de las reivindicaciones 2 - 4, en el que el ala lateral (40) es de anchura variable a lo largo de la longitud del resorte (28).

   25 6. Inserto de soporte segun cualquiera de las reivindicaciones 2 - 5, en el que el ala de contacto (38) es

   de anchura sustancialmente constante.
6. 7. Inserto de soporte segun cualquiera de las reivindicaciones 2 - 6, en el que el ala de contacto (38) esta arqueada a lo largo.

   30
7. 8. Inserto de soporte segun cualquiera de las reivindicaciones 2 - 7, que comprende un par de resortes (28) formados en una pared de contacto (32) y dos paredes de conexion adyacentes (30).
8. 9. Inserto de soporte segun cualquiera de las reivindicaciones 2 - 8, en el que el inserto (22) comprende 35 al menos dos paredes longitudinales (30, 32) inclinadas una con respecto a la otra, el resorte (28) estando formado

   en la union entre dos paredes (30, 32) con el ala de contacto (38) formada en una pared de contacto (32) y el ala lateral (40) formada en una pared de conexion adyacente (30).
9. 10. Inserto de soporte segun la reivindicacion 9, que comprende un par de resortes (28) que tienen sus 40 alas de contacto (38) formadas en la misma pared de contacto (32) y cada uno teniendo su ala lateral (40) formada

   en una pared de conexion respectiva (30) adyacente la pared de contacto (32).
10. 11. Inserto de soporte segun la reivindicacion 10, en el que el inserto (22) es tubular y comprende paredes (30, 32) que definen una seccion transversal poligonal, resortes (28) que se encuentran en las esquinas de la

    45 seccion transversal poligonal y que comprenden cada uno dos alas longitudinales (38, 40) formadas en dos paredes adyacentes (30, 32).
11. 12. Inserto de soporte segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende un par de resortes (28) formados en el inserto (22) entre tres ranuras (34, 36) que incluyen una ranura central (34) mas larga

    50 que las dos ranuras laterales (36).
12. 13. Inserto de soporte segun la reivindicacion 12, en el que la ranura central (34) tiene una anchura que disminuye desde los extremos axiales de la ranura central (34) hacia su parte media.

    55 14. Rejilla separadora (14) para un conjunto de combustible nuclear (2), que comprende el separador de

    rejilla:

    - correas entrelazadas (18) que definen un entramado de celdas (20) para recibir barras de combustible (4) e

    - insertos de soporte (22) proporcionados en las intersecciones de las correas (18) para soportar barras de

    combustible (4) que se extienden a traves de las celdas (20), los insertos de soporte (22) como se han definido en cualquier reivindicacion anterior.
13. 15. Rejilla separadora segun la reivindicacion 14 en la que las paredes de conexion (30) del inserto (22) 5 se insertan en las ranuras de conexion proporcionadas en los bordes inferiores (50) de las correas entrelazadas

    (18).
14. 16. Rejilla separadora segun la reivindicacion 14 o 15 en la que el inserto (20) esta fijado a las correas (18) por puntos de soldadura (23).

    10
15. 17. Conjunto de combustible nuclear (2) que comprende un conjunto de barras de combustible (4) y una armadura (6) para soportar las barras de combustible (4), la armadura (6) que comprende al menos una rejilla separadora (14) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 14 - 16.

    15 18. Conjunto de combustible nuclear de acuerdo con la reivindicacion 17 que comprende ademas al

    menos una rejilla mezcladora intermedia (15) que comprende correas entrelazadas (80) provistas de paletas mezcladoras (86) y que definen un entramado de celdas (82) de recepcion de barras de combustible (4) y de insertos tubulares (84), proporcionados cada uno alrededor de la interseccion de dos correas (80) para impedir el contacto entre las barras de combustible (4) que se extienden a traves de las celdas (82) y las paletas mezcladoras 20 (86).
16. 19. Conjunto de combustible nuclear segun la reivindicacion 18, en el que los insertos (84) estan fijados a

    las correas (18) por al menos un punto de soldadura (85).