SOLUCIÓN DE SELLADO DE LAS COLUMNAS DE TERMOPARES EN REACTORES ASCÓ 1 y 2 con WESTINGHOUSE CETNA

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1 SOLUCIÓN DE SELLADO DE LAS COLUMNAS DE TERMOPARES EN REACTORES ASCÓ 1 y 2 con WESTINGHOUSE CETNA INTRODUCCIÓN Como respuesta a los problemas ocasionales con el sellado de las columnas de termopares en el proceso de montaje de la cabeza sobre el reactor, WESTINGHOUSE ha diseñado y desarrollado la versión 3 (V3 ) Core Exit Termocouple Nozzle Assembly ( CETNA ), como un reemplazo para los diseños originales anteriores de cierre con junta cónica (Cono-seal) para las penetraciones de la cabeza del reactor. Existen 2 opciones básicas de configuración CETNA de Westinghouse: a) Estándar CETNA (la V3 CETNA - configuración bridada), que se muestra en la Figura 1, Consiste en conjunto de nueva cajera de sello CETNA (que sustituye solo la brida superior macho ) que se instala sobre la brida inferior hembra existente con la junta cónica existente. El conjunto con la abrazadera articulada y sello cónico inferior se instala mientras la cabeza está en el área de stand, de una sola vez y por vida de la central, siempre y cuando este montaje se realice correctamente. b) La V 3 CETNA con Sello Canopy a soldar (CSW CETNA), que se muestra en la figura 2, Esta configuración - Canopy Seal Weld CETNA, elimina la abrazadera articulada y sello cónico inferior, sustituyendo la brida hembra existente con una pieza nueva (cajera HPA). En las cabezas existentes esto implica el corte de sello canopy y su restitución una vez montada la pieza (HPA) nueva. El corte y la soldadura son operaciones de una sola vez. En cabezas de nueva generación esta configuración es recomendable pero en las existentes cabezas la operación de corte y soldadura de la soldadura Canopy en planta puede resultar costosa. Las dos soluciones utilizan el mismo principio básico de sellado. El corazón del diseño es un conjunto portador de sello patentado con una serie de juntas en forma de anillos de grafoil que se comprime contra las superficies en la columna de los termopares mediante una tuerca y collar de compresión. De esta manera el sellado se forma en todas direcciones simultáneamente por medio de anillos de grafoil. Adicionalmente, la compresión positiva aumenta con la subida de presión en el sistema de refrigerante del primario.

2 FIGURA 1 FIGURA 2 Ventajas del diseño CETNA - El diseño CETNA reduce de manera significativa el tiempo de montaje. Una persona puede montar el CETNA, pero la experiencia de campo real indica que es recomendable que dos personas deben ser asignadas a la tarea. - El diseño reduce significativamente la exposición - man rem. Reducción del tiempo de montaje se traduce en una reducción proporcional de la exposición radiológica ocupacional. Como la taza de radiación en la brida de los cono-seals puede alcanzar un valor importante, se puede lograr una reducción significativa en la dosis recibida por los operarios en comparación con diseños de sellos alternativos. - El diseño CETNA simplifica la instalación. La cajera en ambas variantes (bridada o canopy soldado) se monta una sola vez con la cabeza en la zona de acopio (stand).

3 - El diseño CETNA ha demostrado ser el más confiable y libre de fugas de cualquier diseño anterior. El CETNA utiliza juntas de grafitoespecial en lugar de juntas metálicas utilizadas en el diseño Conoseal. Para sellar adecuadamente, juntas metálicas requieren una superficie de sellado casi perfecto que está libre de rasguños y / o imperfecciones. El material de grafito que se usa en el diseño CETNA tiende a " acomodarse" en y alrededor de los arañazos y las imperfecciones superficiales en la superficie de sellado proporcionando un sello a prueba de fugas. - La experiencia de campo y las pruebas han demostrado que la versión 3 CETNA puede sellar y permanecer sin fugas en las columnas de termopares (CET) que presentan defectos como se describe a continuación. -rasguñado la superficie de sellado El diseño CETNA puede acomodar arañazos en la superficie de sellado de la columna CET de hasta 0,10 mm de profundidad. -caso con la Columna CET ligeramente doblada El conjunto de portador de sello "flotante " que se utiliza en la Versión 3 CETNA así como la selección de material de sellado permite sellar en una columna doblada para un ángulo de desalineación de hasta 0,8 grados de la vertical. -Superficie de sellado de tamaño inferior El diámetro mínimo de la superficie de sellado en la columna de termopares es 2,091 pulgadas [ 53,11 mm]. Sin embargo el diseño CETNA estándar es capaz de sellar en un diámetro de 2,086 pulgadas [52,98 mm]. (Las columnas que exhiben defectos fuera de las condiciones descritas anteriormente se consideran fuera de lo normal para la Versión 3 CETNA y puede requerir pruebas y / o análisis adicional para justificar la instalación y el funcionamiento. Además, las condiciones fuera de lo normal también pueden requerir el uso de partes CETNA no estándar que son específicos de la utilidad. - CETNA es un producto probado. Diseños CETNA similares han estado en servicio continuo en más de 50 plantas de hasta 24 años. Las pruebas iniciales, así como los años de exitosa operación, confirman la fiabilidad y el rendimiento del producto. La vida de diseño de la CETNA es de 40 años MONTAJE Después de la instalación inicial permanente de la cajera para CETNA con configuración CSW o para la configuración CETNA bridada, el montaje de los elementos restantes CETNA, requiere solamente pequeña parte de tiempo en comparación con los diseños anteriores de sellado. Una vez la cabeza está tensionada

4 sobre el reactor el montaje de sello es relativamente simple y es igual para ambas configuraciones: - el portador de sello con juntas de grafito se introduce sobre la columna de termopares y se instala en el hueco de la (nueva) cajera. El collar de compresión se introduce sobre la parte superior del portador de sello de grafito y una arandela de seguro con pestañas previamente se coloca sobre la cajera. La tuerca principal de compresión se enrosca a mano sobre la cajera apretando el conjunto de portador de sello. La tuerca está fabricada de aleación de acero inoxidable y como en caso de la cajera, la rosca está cubierta con una película especial anti-fricción para eliminar cualquier preocupación con repetitivos montajes y desmontajes. Para comprimir y " asentar " las juntas de grafito al inicio, se utiliza una herramienta hidráulica. Con esta herramienta montada y bajo presión, la tuerca se enrosca a mano hacia abajo para fijar las juntas. Al final, una o más lengüetas de la arandela de seguro se doblan contra la tuerca para evitar contra rotación. 2 cajera 3 arandela de seguro 4 tuerca principal 5 collar de compresión 6 portador de sellos Figura 3

5 - En el proceso de desmontaje de la cabeza del reactor, con la cabeza todavía apoyada y tensionada sobre la vasija y una vez se decide romper la estanquidad del primario, se desmontan la tuerca principal, collar de presión y el conjunto de portador de sello de grafito en sentido inverso del montaje descrito anteriormente. Se proporciona una herramienta simple para la extirpación del conjunto portador de sellos en una operación relativamente fácil. - El mantenimiento normal del CETNA consiste en reemplazar el conjunto portador de sello con juntas grafoil, la arandela de seguridad y la inspección y la limpieza de la superficie de sellado. El mantenimiento es necesario sólo cuando se rompe la barrera de presión, es decir, cuando se desmonta el CETNA en el proceso de apertura de la cabeza de reactor. IMPLEMENTACIÓN CETNA en C.N. ASCÓ C.N. Ascó Unidad 1 ha experimentado problemas con el sellado de la junta Conoseal inferior sobre la penetración CET N-11. Debido a la pequeña inclinación como resultado de un desafortunadamente doblamiento de la columna termopares en años anteriores, el montaje de los cono-seals originales siempre provocaba cierto desafío e incertidumbre si el sellado aguantaría la temperatura y presión en condiciones nominales. Se analizaron las 2 variantes de CETNA, mencionados anteriormente, como la solución definitiva para la planta en el futuro: De acuerdo con los requisitos de ANAV, Westinghouse propuso la instalación de la V3 CETNA bridada (variante a) añadiendo una soldadura de sellado entre brida principal y cajera nueva. (Figura 4 y 5).lo que normalmente no forma parte de diseño estándar. La particularidad de esta solución consiste en preservar la abrazadera articulada inferior como elemento estructural con junta cónica original pero añadiendo una soldadura de sellado como garantías adicional que el montaje del cierre inferior es de por vida, evitando así alguna posible fuga del primario por montaje deficiente de la abrazadera y sello cónico inferior sobre todo en el caso de la columna inclinada o arañazos en la superficie de sellado. Por los motivos y ventajas mencionadas anteriormente y como esta solución es considerablemente más barata que la configuración b de CETNA-CSW, se decidió implementar el mismo cambio de diseño (Figura 5) en todas las penetraciones de columnas termopares en ambas unidades. Antes de la implementación de la modificación en planta y con el propósito de optimizar el proceso de soldadura de sellado ha sido necesario probar y calibrar la máquina de soldar en la maqueta 1:1, representativa del espacio reducido en el lugar de la intervención.

6 FIGURA 4 FIGURA 5

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