Contenedor para el transporte y/o almacenamiento de materiales nucleares, incluyendo el contenedor una estructura móvil de conducción térmica.

Dispositivo de acondicionamiento (2) para el transporte y/o almacenamiento de materiales nucleares,

que incluye una estructura principal (5) que define al menos un alojamiento (L) destinado a contener dichos materiales nucleares, caracterizado porque incluye asimismo una estructura móvil de conducción térmica (8) que forma al menos una parte de una superficie exterior lateral (7) de dicho dispositivo de acondicionamiento, incluyendo dicha estructura móvil de conducción térmica (8) al menos un elemento móvil de conducción térmica (10) montado en dicha estructura principal (5) de manera a poder desplazarse, de manera reversible, desde una posición plegada hasta una posición desplegada separándose de dicha estructura principal (5).

Contenedor para el transporte y/o almacenamiento de materiales nucleares, incluyendo el contenedor una estructura móvil de conducción térmica

Ámbito técnico

La presente invención se refiere, de manera general, al ámbito del transporte y/o almacenamiento de materiales nucleares, tales como conjuntos de combustible nuclear, en particular de combustible nuevo, por ejemplo del tipo Mox.

Sin embargo, la invención podría aplicarse asimismo al ámbito del transporte y/o almacenamiento de conjuntos de combustible irradiados, sin salir del marco de la invención.

Además, podría aplicarse al ámbito del transporte y/o almacenamiento de otros tipos de materiales nucleares, es decir, más concretamente, materiales nucleares que desprenden una potencia térmica importante, tales como los residuos vitrificados, también denominados "vidrios", que corresponden a productos de fisión.

Estado de la técnica anterior

Típicamente, para llevar a cabo el transporte y/o almacenamiento de conjuntos de combustible nuclear, se utilizan dispositivos de acondicionamiento, también denominados "cesto" o "bastidor" de acondicionamiento. Estos dispositivos de acondicionamiento, habitualmente de forma cilindrica y de sección sensiblemente circular, disponen de una pluralidad de alojamientos adyacentes, cada uno capaz de recibir un conjunto de combustible nuclear. Además, el dispositivo de acondicionamiento está destinado a estar alojado en la cavidad de un embalaje para formar conjuntamente con el mismo un contenedor para el transporte y/o almacenamiento de un conjunto de combustible nuclear, en el que el material nuclear está perfectamente confinado.

Cabe señalar que el dispositivo de acondicionamiento es generalmente amovible. Dicho de otro modo, está diseñado para hacer posible y cómoda su carga en la cavidad del embalaje. Se prevé por lo tanto una holgura de funcionamiento entre la cavidad del embalaje y el dispositivo de acondicionamiento, para permitir estas operaciones

de carga/descarga del cesto.

Habitualmente se pretende obtener una conducción térmica satisfactoria entre el cesto y el embalaje, con el fin de evacuar, hacia el exterior del contenedor, el importante calor desprendido por los conjuntos de combustible.

Esta evacuación de calor se requiere en parte para cumplir el criterio de temperatura máxima autorizada para los conjuntos de combustible. En efecto, en caso de superar esta temperatura, la integridad de las barras de combustible que constituyen los conjuntos podría debilitarse debido a la potencial degradación de las características mecánicas de las vainas de estas barras.

Por otra parte, cabe señalar que la resistencia mecánica del cesto debe ser compatible con las exigencias legales de seguridad para el transporte/almacenamiento de materiales nucleares, especialmente en lo que se refiere a las pruebas denominadas de caída libre. Ahora bien, las características mecánicas de los materiales utilizados para la fabricación del cesto pueden degradarse sensiblemente en función de la temperatura, especialmente cuando estos materiales son el aluminio o una de sus aleaciones. Por lo tanto, se requiere asimismo la evacuación de calor entre el cesto y el embalaje para garantizar una resistencia mecánica satisfactoria del cesto.

Por razones económicas, la superficie interior lateral que delimita la cavidad del embalaje se realiza con tolerancias de fabricación importantes. Uno de los inconvenientes resultantes de la utilización de tolerancias de fabricación importantes reside en la necesidad de aumentar sensiblemente la holgura habitualmente prevista para posibilitar y facilitar la carga de un cesto amovible en la cavidad del embalaje, como se ha mencionado anteriormente. La holgura observada cumple entonces una función de aislante térmico que va contra el objetivo global deseado de conducción térmica entre el cesto y el embalaje y, por lo tanto, dificulta la evacuación del calor desprendido por los conjuntos de combustible nuclear.

Exposición de la invención

La invención tiene por objeto remediar los inconvenientes mencionados anteriormente, relativos a las realizaciones de la técnica anterior.

Para ello, la invención tiene, en primer lugar, por objeto un dispositivo de acondicionamiento para el transporte y/o almacenamiento de materiales nucleares, tales como conjuntos de combustible nuclear, preferiblemente nuevo, que incluye una estructura principal que define al menos un alojamiento destinado a contener dichos materiales nucleares, incluyendo asimismo el dispositivo una estructura móvil de conducción térmica que forma al menos una parte de una superficie exterior lateral de dicho dispositivo de acondicionamiento, incluyendo dicha estructura móvil

de conducción térmica al menos un elemento móvil de conducción térmica montado en dicha estructura principal para poder desplazarse, de manera reversible, desde una posición plegada hasta una posición desplegada separándose de dicha estructura principal.

El dispositivo de acondicionamiento o cesto de acondicionamiento según la invención presenta, por lo tanto, de manera original, un carácter desplegable que le permite aumentar sensiblemente las superficies de contacto con la superficie interior lateral del embalaje, que delimita la cavidad en la que se encuentra el cesto. La transferencia térmica entre el cesto y el embalaje está, por lo tanto, garantizada de manera satisfactoria, sin que se requiera el uso de tolerancias de fabricación escasas y costosas para la realización de la superficie interior lateral que delimita la cavidad. En efecto, incluso si el uso de tolerancias de fabricación importantes conduce a considerar una holgura mayor entre el embalaje y el cesto que la habitualmente prevista para permitir la carga de este último, una vez que esté alojado en el interior de la cavidad, la estructura de conducción térmica puede entonces desplegarse con el fin de obtener la superficie de contacto deseada entre el cesto y la cavidad del embalaje, lo que limita, incluso erradica por completo, los efectos nefastos mencionados anteriormente relativos a la presencia de la importante holgura inicial que forma un aislante térmico.

La función de evacuación de calor proporcionada por la estructura de conducción térmica en posición desplegada permite cumplir el criterio de temperatura máxima autorizada para los conjuntos de combustible, o para todos los demás tipos de materiales nucleares destinados a ser almacenados/transportados. Por consiguiente, con la configuración según la invención, los riesgos de degradación de las vainas de protección de los conjuntos y su riesgo de debilitamiento mecánico quedan ventajosamente eliminados.

Finalmente, cabe indicar que la reducción de la temperatura global dentro del cesto de acondicionamiento, permitida por la estructura de conducción térmica, genera ventajosamente un aumento de la vida útil de este cesto, en particular cuando el mismo está fabricado de aluminio o una de sus aleaciones.

En este último caso, la reducción de temperatura contribuye asimismo a justificar más fácilmente el comportamiento mecánico del cesto, especialmente durante pruebas de caída libre.

Si, como se desprende de lo anterior, la estructura de conducción térmica se despliega preferiblemente hasta establecer el contacto con la cavidad del embalaje, también es posible considerar un despliegue menos importante, que no conduzca al contacto mencionado anteriormente, sin salirse del marco de la invención. En efecto, un simple despliegue de la estructura de conducción térmica tiene como consecuencia ventajosa reducir la holgura inicialmente prevista entre el cesto y el embalaje, de manera que la transferencia térmica entre estos dos elementos se encuentra sensiblemente mejorada.

Gracias al carácter reversible del desplazamiento del elemento móvil, este último puede ser posteriormente devuelto a su posición plegada, especialmente con el fin de facilitar la extracción del cesto fuera del embalaje.

Preferiblemente, en al menos una semi-sección longitudinal del dispositivo de acondicionamiento que pasa por un eje longitudinal del mismo y que atraviesa la estructura móvil de conducción térmica, la suma de las longitudes de cada elemento móvil de la estructura móvil atravesada, según el eje longitudinal del dispositivo de acondicionamiento, representa al menos el 2% de la longitud total de dicho dispositivo de acondicionamiento según su eje longitudinal. Naturalmente, cabe señalar que cuanto más importante es el valor del porcentaje indicado anteriormente, más satisfactoria es la transferencia térmica garantizada por los elementos móviles de conducción térmica.

Preferiblemente, al menos... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo de acondicionamiento (2) para el transporte y/o almacenamiento de materiales nucleares, que incluye una estructura principal (5) que define al menos un alojamiento (L) destinado a contener dichos materiales nucleares, caracterizado porque incluye asimismo una estructura móvil de conducción térmica (8) que forma al menos una parte de una superficie exterior lateral (7) de dicho dispositivo de acondicionamiento, incluyendo dicha estructura móvil de conducción térmica (8) al menos un elemento móvil de conducción térmica (1) montado en dicha estructura principal (5) de manera a poder desplazarse, de manera reversible, desde una posición plegada hasta una posición desplegada separándose de dicha estructura principal (5).

2. Dispositivo de acondicionamiento (2) según la reivindicación 1, caracterizado porque en al menos una semisección longitudinal del dispositivo de acondicionamiento que pasa por un eje longitudinal (4) del mismo y atraviesa la estructura móvil de conducción térmica (8), la suma de las longitudes (11) de cada elemento móvil (1) de la estructura móvil atravesada, según el eje longitudinal (4) del dispositivo de acondicionamiento, representa al menos el 2% de la longitud total (12) de dicho dispositivo de acondicionamiento según su eje longitudinal (4).

3. Dispositivo de acondicionamiento (2) según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, caracterizado porque al menos un elemento móvil (1) está montado de manera articulada en dicha estructura principal (5), según un eje de articulación (2) paralelo a un eje longitudinal (4) de dicho dispositivo de acondicionamiento.

4. Dispositivo de acondicionamiento (2) según la reivindicación 3, caracterizado porque dicho eje de articulación (2) atraviesa un tramo periférico de dicha estructura principal (5).

5. Dispositivo de acondicionamiento (2) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la superficie exterior lateral (12) de al menos un elemento móvil (1) adopta la forma de un tramo angular de una superficie cilindrica de eje longitudinal paralelo a un eje longitudinal (4) de dicho dispositivo de acondicionamiento, siendo dicho tramo angular inferior o igual a 18°.

6. Dispositivo de acondicionamiento (2) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque al menos un elemento móvil (1) está articulado en dicha estructura principal (5) a nivel de un canto longitudinal (22) de este elemento.

7. Dispositivo de acondicionamiento (2) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque alrededor de una parte longitudinal dada (18a-18c) de dicha estructura principal (5), dicha estructura móvil (8) presenta una pluralidad de elementos móviles de conducción térmica (1), repartidos periféricamente.

8. Dispositivo de acondicionamiento (2) según la reivindicación 7, caracterizado porque con cada uno de dicha pluralidad de elementos móviles de conducción térmica (1) en posición plegada, estos forman una envoltura periférica alrededor de dicha parte longitudinal dada (18a-18c).

9. Dispositivo de acondicionamiento (2) según la reivindicación 8, caracterizado porque dicha envoltura periférica de la parte longitudinal dada (18a-18c) está constituida por dos, tres o cuatro elementos móviles de conducción térmica (1).

1. Dispositivo de acondicionamiento (2) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicha estructura móvil de conducción térmica (8) incluye una pluralidad de elementos móviles de conducción térmica (1) repartidos a lo largo de una dirección longitudinal del dispositivo de acondicionamiento.

11. Dispositivo de acondicionamiento (2) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque incluye medios elásticos de retorno (5) que devuelven al menos un elemento móvil de conducción térmica (1) hacia su posición plegada o hacia su posición desplegada.

12. Dispositivo de acondicionamiento (2) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque incluye medios de control que permiten generar el desplazamiento de cada elemento móvil de conducción térmica (1) desde su posición plegada hasta su posición desplegada, y a la inversa, pudiendo dichos medios de control ser accionados desde el exterior del dispositivo de acondicionamiento.

13. Dispositivo de acondicionamiento (2) según la reivindicación 12, caracterizado porque dichos medios de control incluyen una varilla de control (4) que atraviesa dicha estructura principal (5) paralelamente a un eje longitudinal (4) de dicho dispositivo de acondicionamiento.

14. Dispositivo de acondicionamiento (2) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se aplica al transporte y/o almacenamiento de conjuntos de combustible nuclear nuevo.

15. Embalaje (12) que incluye una cavidad de alojamiento (112) de un dispositivo de acondicionamiento (2) para el transporte y/o almacenamiento de materiales nucleares, incluyendo dicho embalaje una estructura principal (13) y

con dicha cavidad de alojamiento (112) delimitada por una superficie interior lateral (114) de dicho embalaje, caracterizado porque incluye asimismo una estructura móvil de conducción térmica (8) que forma al menos una parte de dicha superficie interior lateral (114) del embalaje, incluyendo dicha estructura móvil de conducción térmica (8) al menos un elemento móvil de conducción térmica (1) montado en dicha estructura principal (13) de manera a 5 poder desplazarse, de manera reversible, desde una posición plegada hasta una posición desplegada

aproximándose a un eje longitudinal (14) de dicha cavidad de alojamiento (112).

16. Contenedor (1) para el transporte y/o almacenamiento de materiales nucleares, incluyendo este contenedor un embalaje (12) así como un dispositivo de acondicionamiento (2) colocado de manera amovible en dicho embalaje,

siendo dicho embalaje un embalaje según la reivindicación 15, y/o siendo dicho dispositivo de acondicionamiento un dispositivo de acondicionamiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14.

17. Procedimiento de carga de un dispositivo de acondicionamiento (2) según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14 en un embalaje (12) de manera a formar un contenedor (1) para el transporte y/o almacenamiento de

materiales nucleares, incluyendo el procedimiento una etapa de introducción de dicho dispositivo de

acondicionamiento (2) en el interior de una cavidad de alojamiento (112) definida por el embalaje con la ayuda de una superficie lateral interior (114) del mismo, caracterizado porque incluye asimismo una etapa posterior de despliegue de dicha estructura móvil de conducción térmica (8).