RECIPIENTE Y PROCEDIMIENTO PARA EL ENCAPSULADO ESTANCO A LOS GASES DE UN OBJETO RADIOACTIVO.

Contenedor para encapsulado estanco a los gases de un objeto radioactivo con un tubo envolvente (2),

cada una de cuyas aberturas laterales están cerradas por una caperuza de cierre (3, 4), caracterizado por la siguiente configuración adicional:

- cada uno de los extremos del tubo envolvente (2) está dotado de una rosca externa (7),

- las caperuzas de cierre (3, 4) tienen una sección de casquillo (17) roscada sobre la rosca externa (7) de los extremos del tubo envolvente mediante una rosca interna (19),

- un elemento de estanqueización (5), que recubre el área interna en sección transversal del tubo envolvente (2) e interacciona mediante una superficie de estanqueización (14) con una superficie opuesta que delimita el área de la sección transversal interna, está dispuesto en cada una de las caperuzas de cierre (3, 4),

- el elemento de estanqueidad (5) está conectado a la caperuza de cierre (3, 4) de manera tal que, cuando la caperuza de cierre (3, 4) es apretada fuertemente, es presionada sobre la superficie opuesta por su superficie de estanqueidad (14) y, cuando la caperuza de cierre (3, 4) es liberada, es desmontada de la superficie opuesta,

- cada una de las secciones de casquillo (17) tiene un espacio interno (20) que rodea la superficie opuesta correspondiente del tubo envolvente (2) y la superficie de estanqueización (14) y está conectado al área circundante mediante una abertura de ventilación (21) en la pared de la sección de casquillo (17)

Recipiente y procedimiento para el encapsulado estanco a los gases de un objeto radioactivo.

La presente invención se refiere a un recipiente y a un procedimiento para el encapsulado estanco a los gases de un objeto radioactivo. En el funcionamiento de un reactor nuclear de agua ligera no se puede evitar que algunas barras de combustible tengan fallos de estanqueidad y deban ser cambiadas. Las barras de combustible defectuosas son transportadas habitualmente a un almacenamiento intermedio en la central nuclear, a un almacén final o a una instalación de recuperación. Para impedir que en el almacenamiento y transporte se pueda producir la salida de gases radiactivos se colocan las barras de combustible, todavía en la central nuclear, dentro del agua en un recipiente en el que ambos extremos están estanqueizados mediante un elemento de cierre, por ejemplo, un tapón de cierre. Puesto que todo el proceso tiene lugar dentro del agua, entra agua dentro del recipiente. El agua debe ser nuevamente eliminada, puesto que por el calor de desintegración se vaporiza y conduce a una presión interna no aceptable. Para la eliminación del agua se introduce por la parte superior del recipiente un gas de manera que el agua es empujada y sale por el extremo inferior del recipiente. En un procedimiento conocido por el documento DE 196 40 393 A1 se utiliza básicamente un recipiente construido por un tubo envolvente, cuyo extremo inferior está cerrado mediante una caperuza de cierre soldada en el tubo envolvente. En la parte superior se aplica, por roscado, un tapón de cierre dotado con una rosca externa en una rosca interna del tubo envolvente de forma estanca a los gases. Para posibilitar la entrada de gas, o bien la salida de agua, las caperuzas de cierre y los tapones de cierre están atravesados, de manera correspondiente, por un canal que desemboca en la cara frontal. En el canal se ha dispuesto un elemento de cierre en forma de cono o bola que actúa, de forma asociada con la pared del canal, como asiento de válvula, recibiendo, además, la fuerza del resorte en el sentido de cierre. Después de la colocación de una barra de combustible defectuosa en el recipiente, se cerrará firmemente el tapón de cierre y finalmente se eliminará el agua del recipiente mediante la introducción de gas. Para ello, los elementos de cierre de la caperuza de cierre y del tapón de cierre serán levantados con ayuda de un empujador que los levanta del asiento de válvula, lo que requiere la engorrosa manipulación correspondiente. Es un inconveniente que en los recipientes utilizados se pueden conseguir tasas de fugas del orden de 10^-5 ml bar/s, de manera que, para una duración prolongada, la estanqueidad del recipiente disminuye.

Partiendo de lo anteriormente indicado, el objetivo de la presente invención consiste en dar a conocer un recipiente y un procedimiento para el encapsulado estanco a los gases de un objeto radioactivo, que permite el encapsulado de un objeto radioactivo con elevada seguridad contra las fugas y con un procedimiento simplificado.

Este objetivo se consigue con un recipiente según la reivindicación 1 y con el procedimiento según la reivindicación 6.

Un recipiente, según la invención, presenta un tubo envolvente, cuyas aberturas a uno y otro extremo están dotadas de una caperuza de cierre, de manera que ambos extremos del tubo envolvente están dotados de una rosca exterior y las caperuzas de cierre presentan una sección de manguito roscada interiormente sobre la rosca externa de lo extremos del tubo envolvente. Además, en cada una de las caperuzas de cierre está dispuesto un elemento de estanqueidad que recubre la sección transversal interna del tubo envolvente y que trabaja de forma asociada con una superficie de estanqueidad con una superficie opuesta circundante de la superficie interna en sección transversal. El elemento de estanqueidad está unido de forma tal con la caperuza de cierre que una vez cerrada de manera firme la caperuza de cierre con su superficie de estanqueidad sobre la superficie opuesta de tubo envolvente, se encuentra de forma prensada y al desmontar la caperuza de cierre es levantada de la superficie opuesta. Finalmente, se encuentra, en cada sección de manguito, un recinto interno que rodea la superficie opuesta del tubo envolvente y la superficie de estanqueidad que está unida mediante una abertura en la pared de la sección de manguito con el medio ambiente. Las disposiciones indicadas posibilitan que la fijación firme y estanca a los gases de las caperuzas de cierre, así como la expulsión del agua del recipiente, pueden ser realizados prácticamente en una fase de trabajo y solamente con una única herramienta. La estanqueización del recipiente, o bien del tubo envolvente, tiene lugar solamente mediante dos superficies de estanqueidad o solamente un único acoplamiento de estanqueidad. Solamente por el menor número de superficies de estanqueidad se pueden conseguir recipientes con mejor estanqueidad que los anteriormente conocidos.

En una disposición ventajosa, el recinto interno es ensanchado con respecto a la rosca interna de la sección de manguito, de manera que el recinto interno de una sección longitudinal del elemento de estanqueidad, que soporta la superficie de estanqueidad, está fijado con capacidad de giro y con juego axial y radial. A causa de este grado de libertad, el elemento de estanqueidad puede llevar a cabo un desplazamiento de basculación o de oscilación con respecto al eje longitudinal medio de la caperuza de cierre, pudiéndose alinear, por lo tanto, dentro de la caperuza de cierre, de forma tal que su superficie de estanqueidad descansa de forma exactamente plana sobre la superficie opuesta del tubo envolvente, incluso en el caso en que, por ejemplo, la superficie opuesta o bien la superficie frontal del tubo envolvente o bien una superficie que actúa sobre el elemento de estanqueidad en el roscado de fijación no se encuentra dirigida de forma exactamente en ángulo recto con respecto al eje longitudinal medio del tubo envolvente. Dada la disposición con capacidad de giro del elemento de estanqueidad en la caperuza de cierre, en la fijación de la caperuza de cierre se impide el giro relativo entre el tubo envolvente y el elemento de estanqueidad que podría influir con la reducción del efecto de estanqueidad en las superficies que actúan de manera asociada en el sentido de apareamiento de estanqueidad. La disposición plana del elemento de estanqueidad sobre su superficie opuesta será favorecida, además, por el hecho de que la cara del elemento de estanqueidad opuesta a la superficie de estanqueidad presente una zona plana con un rebaje cóncavo que recibe la acción de una superficie de la caperuza de cierre. Mediante las medidas técnicas indicadas se consigue, por lo tanto, que la fuerza de presión, realizada por la caperuza de cierre sobre el elemento de estanqueidad, se reparta de forma regular en la periferia de la superficie de estanqueidad.

En una primera variante de realización ventajosa, la sección longitudinal del elemento de estanqueidad, que se encuentra dispuesto dentro del recinto interno, está dotado de una rosca exterior que funciona de manera asociada con el extremo interno de la sección de manguito de la caperuza de cierre. Para el montaje se rosca el elemento de estanqueidad mediante la rosca interna hasta que la mencionada sección longitudinal se encuentra en dicho recinto interno. Ésta presenta una anchura libre que es mayor que el diámetro de la rosca externa. De esta manera, se garantiza el juego radial del elemento de estanqueidad que se ha explicado con anterioridad. Para evitar una basculación y ladeo del elemento de estanqueidad dispuesto con juego axial y radial en el recinto interno, se encuentra, en su cara de estanqueidad, un saliente de centraje central rodeado por la superficie de estanqueidad y en disposición perpendicular a la superficie de estanqueidad que se introduce en el extremo hueco y actúa con éste en el sentido del guiado axial.

En una segunda variable de realización ventajosa, la fijación del elemento de estanqueidad sobre la caperuza de cierre se soluciona de otro modo. En la cara opuesta a la superficie de estanqueidad del elemento de estanqueidad se encuentra conformado un vástago de fijación central, dispuesto en ángulo recto con respecto a la superficie de estanqueidad, de forma cilíndrica, que se extiende en un orificio central en una pared transversal de la caperuza de cierre y que queda fijado con juego axial y radial. Una posibilidad de fabricación simple de realizar y con la posibilidad de un funcionamiento seguro para la fijación del elemento de estanqueidad consiste en que el vástago de fijación está dividido en una sección...

1. Contenedor para encapsulado estanco a los gases de un objeto radioactivo con un tubo envolvente (2), cada una de cuyas aberturas laterales están cerradas por una caperuza de cierre (3, 4),

caracterizado por la siguiente configuración adicional:

- cada uno de los extremos del tubo envolvente (2) está dotado de una rosca externa (7),

- las caperuzas de cierre (3, 4) tienen una sección de casquillo (17) roscada sobre la rosca externa (7) de los extremos del tubo envolvente mediante una rosca interna (19),

- un elemento de estanqueización (5), que recubre el área interna en sección transversal del tubo envolvente (2) e interacciona mediante una superficie de estanqueización (14) con una superficie opuesta que delimita el área de la sección transversal interna, está dispuesto en cada una de las caperuzas de cierre (3, 4),

- el elemento de estanqueidad (5) está conectado a la caperuza de cierre (3, 4) de manera tal que, cuando la caperuza de cierre (3, 4) es apretada fuertemente, es presionada sobre la superficie opuesta por su superficie de estanqueidad (14) y, cuando la caperuza de cierre (3, 4) es liberada, es desmontada de la superficie opuesta,

- cada una de las secciones de casquillo (17) tiene un espacio interno (20) que rodea la superficie opuesta correspondiente del tubo envolvente (2) y la superficie de estanqueización (14) y está conectado al área circundante mediante una abertura de ventilación (21) en la pared de la sección de casquillo (17).

2. Contenedor, según la reivindicación 1, caracterizado porque las superficies opuestas están formadas por dos caras extremas (8) del tubo envolvente (2).

3. Contenedor, según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el espacio interno (20) se extiende radialmente con respecto a la rosca interna (19) de la caperuza de cierre (3, 4) y por que el espacio interno mantiene, con capacidad de rotación con un juego axial y radial, una sección longitudinal (9) del elemento de estanqueidad (5), cuya sección longitudinal soporta la superficie de estanqueización (14).

4. Contenedor, según la reivindicación 3, caracterizado porque el lado (10) del elemento de estanqueidad (5), que está situado en oposición a la superficie de asiento (14), tiene una zona superficial (11) curvada de forma cóncava sobre la que establece contacto la caperuza de cierre (3, 4) cuando ésta última es apretada a fondo.

5. Contenedor, según la reivindicación 3 ó 4, caracterizado porque la sección longitudinal (9) del elemento de estanqueización (5), está dispuesta en el espacio interno (20), presenta una rosca interna (22) que interacciona con la rosca interna (19) de la sección de recubrimiento (17), siendo la anchura libre (23) del espacio interno (20) mayor que el diámetro de la rosca externa (22).

6. Contenedor, según la reivindicación 5, caracterizado porque una prolongación central (27) está rodeada por la superficie de estanqueización (14) se extiende en ángulo recto con respecto a la superficie de estanqueización (14) y se prolonga hacia dentro del tubo envolvente (2), está conformada sobre dicho lado de estanqueidad (12) y el elemento de estanqueidad (5) que soporta la superficie de estanqueización (14).

7. Contenedor, según la reivindicación 6, caracterizado porque la extensión (27) tiene una sección cilíndrica (28) que se prolonga alejándose del lado de estanqueización (12) e interacciona con la superficie interna (29) del tubo envolvente (2) y una sección de cono adyacente (30).

8. Contenedor, según la reivindicación 3 ó 4, caracterizado porque una clavija cilíndrica central de fijación (59) está conformada sobre dicho lado (10) del elemento de estanqueidad (5a), que está situado en oposición a la superficie de estanqueización (14), cuyo pasador de fijación está alineado en ángulo recto con respecto a la superficie de estanqueización (14), extendiéndose hacia dentro de un orificio central (63) en una pared transversal (18) de la caperuza de cierre (3a, 4a) y está fijada en ella con juego axial y radial.

9. Contenedor, según la reivindicación 8, caracterizado porque la clavija de fijación (59) está subdividida en un cuello (60) y una cabeza que se extiende radialmente (62) y porque el orificio (63) tiene una primera zona de orificio más estrecha (64) que se extiende en alejamiento de la pared transversal (18) y una zona de orificio extendida radialmente adyacente (65), estando dispuesta la cabeza (60) con un juego radial en la zona de orificio prolongada (65) y siendo capaz de ser insertada, sin juego, a través de la zona de orificio más estrecha (64) y con el cuello (60) de la clavija de fijación (59) que pasa por el orificio más estrecho (64) con juego radial y axial.

10. Contenedor, según la reivindicación 1 a 9, caracterizado porque los elementos de estanqueidad (5) están realizados en el mismo material que el tubo envolvente (2) y las caperuzas de cierre (3, 4).

11. Método para el encapsulado estanco a los gases de un objeto radioactivo, en el que éste último es insertado por debajo del agua en un contenedor tubular que puede ser cerrado por ambos lados mediante un elemento de cierre, en el que se elimina el agua que ha entrado en el contenedor inyectando gas en el extremo superior del contenedor, caracterizado porque

- un tubo envolvente es utilizado como contenedor (1), de manera que las aberturas superior e inferior de dicho tubo envolvente pueden ser cerradas mediante un caperuza de cierre roscada (3, 4), de manera que las caperuzas de cierre (3, 4), una vez apretadas a fondo presionan, cada una de ellas, un elemento de estanqueidad (5) sobre una superficie opuesta del tubo envolvente (2) y con el elemento de estanqueidad (5), cuando una caperuza de cierre (3, 4) es desmontada, desmontándose de la superficie opuesta dejando libre un intersticio de separación (50),

- el gas, cuando la caperuza superior de cierre (3) es desmontada, es inyectado por un intersticio de separación (50) a través de la abertura de ventilación (21) y se impulsa agua hacia fuera del contenedor (1) a través de la abertura de ventilación (21) con intermedio del intersticio de separación (50) de la caperuza inferior de cierre (4), y

- el contenedor es cerrado de forma estanca a los gases al apretar a fondo las caperuzas de cierre (3, 4) después de que el agua haya sido expulsada por completo del contenedor (1).

12. Método, según la reivindicación 11, caracterizado porque el contenedor (1) es colocado sobre una estructura de soporte sobre la que la caperuza de cierre inferior (4) es mantenida de forma fija en rotación.

13. Método, según la reivindicación 12, caracterizado porque se utiliza un recipiente (49) que mantiene una serie de contenedores (1) y en cuya parte inferior se encuentra una abertura (52) para fijar en rotación la caperuza de cierre inferior (4).

14. Método, según la reivindicación 11, 12 ó 13, caracterizado porque puede ser utilizado para encapsular barras de combustible defectuosas (48) de forma estanca a los gases.

15. Método, según la reivindicación 11, 12 ó 13, caracterizado porque puede ser utilizado para encapsular partes de lanzas de mediación dentro del núcleo de forma estanca a los gases.

16. Método, según la reivindicación 11 a 15, caracterizado por la utilización de un contenedor según una de las reivindicaciones 1 a 10.