Un recipiente de transporte para conjuntos de combustible nuclear que comprende:

un recipiente alargado tubular (10) dotado de una dimensión axial al menos de la misma longitud que un primer conjunto de combustible nuclear y una sección transversal interna mayor que el primer conjunto de combustible nuclear;

una camisa tubular interior alargada (18), construida preferentemente de acero inoxidable, dotada de una dimensión axial al menos de la misma longitud que el primer conjunto de combustible nuclear y una circunferencia externa que está diseñada para ser recibida estrechamente dentro del interior del recipiente tubular (10), teniendo la camisa una sección transversal interna que de forma sustancial coincide estrechamente con una sección transversal externa del primer conjunto de combustible nuclear, siendo intercambiable la camisa tubular interior (18) con una segunda camisa tubular interior que tiene una sección transversal interna que está mecanizada para que coincida sustancialmente con una sección transversal externa de un segundo conjunto de combustible nuclear que tiene un envoltorio periférico que es diferente del del primer conjunto de combustible nuclear;

un medio (26) para reducir la resistencia a la fricción mientras la camisa tubular interior (18) es deslizada axialmente al introducirse en el recipiente tubular (10) y al salir del mismo;

un bastidor externo alargado (30) dotado de una dimensión axial al menos igual de larga que el recipiente tubular (10) y estando dimensionado para recibir el recipiente tubular (10) dentro del bastidor externo (30) de forma que haya separación con el bastidor externo; y

un medio (40) de fijación con absorción de choques para fijar el recipiente tubular (10) al bastidor externo (30), de forma que el recipiente tubular esté suspendido sustancialmente dentro del bastidor externo, de tal manera que el medio (40) de fijación con absorción de choques aísle el recipiente tubular (10) de una cantidad sustancial de cualquier energía de impacto experimentada por el bastidor externo (30), en el supuesto caso de que el bastidor externo sufriera un impacto

Sistema de transporte de combustibles nucleares no irradiados.

La presente invención versa acerca de un recipiente de transporte para un conjunto de combustible nuclear y, en particular, acerca de un recipiente para conjuntos de combustible nuclear no irradiado que tienen una pluralidad de barras de combustible en una matriz geométrica.

Información de antecedentes

En el transporte y el almacenamiento de elementos y conjuntos de combustible no irradiado para reactores nucleares que contienen grandes cantidades y/o concentraciones de material fisible U²³⁵, es necesario garantizar que se evita la criticidad durante el uso normal, al igual que en condiciones de accidentes potenciales. Por ejemplo, los recipientes de transporte de combustible están autorizados por la Comisión Reguladora Nuclear (NRC) para transportar concentraciones específicas máximas de combustible (es decir, pesos y porcentajes de U²³⁵ en peso) para cada diseño de conjunto de combustible. Para que un nuevo recipiente de transporte reciba la autorización habilitadora, debe demostrarse a satisfacción de la NRC que el nuevo diseño de recipiente satisfará los requerimientos de las reglas y normativas de la NRC, incluyendo las definidas en 10 CFR 71. Estos requerimientos definen el Accidente Máximo Creíble (MCA) que el recipiente de transporte y sus estructuras internas de apoyo deben soportar para mantener la subcriticidad del conjunto de combustible albergado en su interior.

La patente estadounidense Nº 4.780.268, que está transferida al cesionario de la presente invención, da a conocer un recipiente de transporte para transportar dos conjuntos convencionales de combustible nuclear dotados de una boquilla superior cuadrada, una matriz cuadrada de barras de combustible y una boquilla inferior cuadrada. El recipiente incluye un bastidor de soporte que tiene una sección que se extiende verticalmente entre los dos conjuntos de combustible que se asientan uno junto al otro. Cada conjunto de combustible está fijado al bastidor de soporte mediante estructuras de fijación, cada una de las cuales tiene dos almohadillas de presión. El conjunto completo está unido al recipiente mediante un bastidor de montaje a prueba de sacudidas y una pluralidad de monturas contra las sacudidas. Encastrados dentro de la sección vertical hay al menos dos elementos absorbentes de neutrones. Una capa de material amortiguador de tapones de caucho separa el bastidor de soporte y la sección vertical de los conjuntos de combustible.

La boquilla superior de cada uno de los conjuntos convencionales de combustible está sostenida, a lo largo del eje longitudinal de la misma, mediante postes tensionables con almohadillas de presión que están apretados contra la boquilla superior cuadrada en cuatro lugares. La boquilla inferior de algunos de estos conjuntos de combustible convencionales tiene un extremo biselado. Estos conjuntos de combustible están sostenidos, a lo largo del eje longitudinal de los mismos, por un separador de la boquilla inferior que sostiene el extremo biselado de la boquilla inferior.

Este y otros recipientes de transporte (por ejemplo, RCC-4 para conjuntos de combustible de reactores de agua presurizada (PWR) con geometría de corte transversal generalmente cuadrado) están descritos en Certificate of Compliance No. 5450, Docket No. 71-5450, US Nuclear Regulatory Commission, Division of Fuel Cycle and Material Safety, Office of Nuclear Material Safety and Safeguards, Washington, DC 20555.

La patente estadounidense Nº 5.490.186 describe un recipiente de transporte de combustible nuclear completamente diferente diseñado para combustible hexagonal y, más en particular, para combustible diseñado para reactores VVER de estilo soviético. También se requieren otras configuraciones de los recipientes de transporte para el combustible de reactores de agua en ebullición.

El documento DD 247 765 A da a conocer un recipiente de transporte para conjuntos de combustible nuclear no irradiado que comprende un recipiente tubular interior y un recipiente tubular exterior que definen entre ellos un espacio intermedio que está cerrado en sus extremos y que contiene un cuerpo poroso constituido por granos de vidrio con contenido de boro aglutinados con resina sintética elástica.

El documento FR-A-2 588 993 da a conocer un recipiente de transporte que comprende un recipiente tubular suspendido por amortiguadores de choques en un bastidor alargado.

Por lo tanto, existe la necesidad de un recipiente de transporte mejorado para un conjunto de combustible nuclear que pueda ser empleado de forma intercambiable con un número de diseños de conjuntos de combustible para reactores nucleares. Existe la necesidad de tal recipiente de transporte de conjuntos de combustible que pueda acomodar un único conjunto con un diseño ligero, duradero y permisible. Existe la necesidad adicional de un recipiente de transporte tal que pueda ser cargado con facilidad con una orientación tanto horizontal como vertical.

Resumen de la invención

La presente invención proporciona un recipiente de transporte según se exponer en la reivindicación 1.

El recipiente de transporte preferido puede usarse para transportar con seguridad conjuntos de combustible nuclear no irradiado en condiciones normales e hipotéticas de accidentes. El recipiente de transporte incluye una camisa tubular alargada que tiene una dimensión axial al menos de la misma longitud que el conjunto de combustible. Preferentemente, la camisa está partida por la mitad a lo largo de su dimensión axial para que pueda separarse como una concha para la colocación de las dos mitades de la camisa alrededor del conjunto de combustible. La circunferencia externa de la camisa está diseñada para ser recibida estrechamente dentro de un sobreembalaje formado de un recipiente tubular alargado que tiene una dimensión axial al menos de la misma longitud que la camisa. Preferentemente, la pared del recipiente tubular está construida de envolturas relativamente delgadas de acero inoxidable colocadas de manera coaxial con poliuretano de celda cerrada dispuesto entre ellas. Preferentemente, la envoltura interior incluye acero inoxidable impregnado de boro.

La camisa tubular interior que encierra el conjunto de combustible está montada de forma deslizante dentro del sobreembalaje del recipiente tubular y el sobreembalaje está sellado por cada extremo con tapas extremas. Preferentemente, el sobreembalaje del recipiente tubular incluye nervaduras circunferenciales que se extienden alrededor de la circunferencia del recipiente tubular en ubicaciones axiales separadas que mejoran la rigidez circunferencial del sobreembalaje y forman un punto de unión para miembros periféricos amortiguadores de choques.

Un bastidor externo alargado, preferentemente con diseño de jaula, está dimensionado para recibir el recipiente tubular dentro del bastidor externo de forma que haya separación con el bastidor. El bastidor está formado de abrazaderas circunferenciales separadas que están conectadas a nervaduras de soporte orientadas axialmente separadas circunferencialmente que conectan firmemente las abrazaderas para formar el diseño del bastidor. Una pluralidad de amortiguadores de choques está conectada entre algunas de las abrazaderas y preferentemente al menos dos de las nervaduras circunferenciales que se extienden alrededor del recipiente tubular, para aislar el recipiente tubular de una cantidad sustancial de cualquier energía de un impacto experimentado por el bastidor, en el supuesto caso de que el bastidor externo sufriera un impacto.

Breve descripción de los dibujos

Puede lograrse una comprensión mayor de la invención a partir de la siguiente descripción de las realizaciones preferidas cuando se lee conjuntamente con los dibujos adjuntos, en los que:

la Figura 1 es una vista en perspectiva, parcialmente cortada, que muestra la camisa alargada tubular interior de la presente invención rodeando un conjunto de combustible, que está parcialmente insertada en una manga que, a su vez, está parcialmente insertada en el sobreembalaje de la presente invención;

la Figura 2 es una vista en perspectiva del sobreembalaje de la presente invención soportado en el bastidor externo mediante dispositivos de sujeción amortiguadores de choques; y

la Figura 3 es una vista en perspectiva de un chasis que soporta la camisa interior que rodea un conjunto de combustible que está alineado para cargar la camisa interior en el sobreembalaje ilustrado en la Figura 2.

Las Figuras 4A-4E son representaciones...

1. Un recipiente de transporte para conjuntos de combustible nuclear que comprende:

2. El recipiente de transporte de la Reivindicación 1 en el que el recipiente tubular (10) tiene una sección transversal circular.

3. El recipiente de transporte de la Reivindicación 1 en el que el recipiente tubular (10) tiene una circunferencia que es continua.

4. El recipiente de transporte de la Reivindicación 1 en el que la camisa tubular interior (18) incluye al menos dos juntas axiales que se extienden por toda la dimensión axial y que hacen que la camisa tubular interior sea separable en al menos dos secciones circunferenciales, preferentemente en dos hemisecciones sustancialmente iguales (20, 22).

5. El recipiente de transporte de la Reivindicación 3 que incluye chavetas complementarias de posicionamiento en secciones colindantes (20, 22) de la camisa tubular interior (18).

6. El recipiente de transporte de la Reivindicación 1 en el que el medio para reducir la resistencia a la fricción comprende carriles telescópicos y/o rodamientos separados axialmente.

7. El recipiente de transporte de la Reivindicación 1 en el que el medio para reducir la resistencia a la fricción está apoyado en la camisa tubular interior (18) y en el recipiente tubular (10) o en uno de ellos.

8. El recipiente de transporte de la Reivindicación 1 que incluye una camisa (16) de boro interpuesta entre la camisa tubular interior (18) y el recipiente tubular (10).

9. El recipiente de transporte de la Reivindicación 1 en el que el recipiente tubular (10) incluye una pluralidad de nervaduras (12) circunferenciales separadas axialmente, en un número preferentemente entre cuatro y nueve.

10. El recipiente de transporte de la Reivindicación 1 en el que el recipiente tubular (10) incluye al menos una tapa extrema (36) de aflojamiento rápido.

11. El recipiente de transporte de la Reivindicación 1 en el que el recipiente tubular (10) comprende envolturas tubulares coaxiales interior y exterior, preferentemente con un núcleo de poliuretano de celda cerrada encajonado entre las envolturas interior y exterior, incluyendo preferentemente las envolturas interior y/o exterior boro, por ejemplo por estar construidas de acero inoxidable al boro.

12. El recipiente de transporte de la Reivindicación 1 en el que el bastidor externo (30) comprende una pluralidad de abrazaderas circunferenciales (32) separadas axialmente que están conectadas, respectivamente, a miembros (34) circunferencialmente separados que se extienden axialmente que están colocados de forma sustancialmente paralela al eje del recipiente tubular (10) en una configuración de jaula.

13. El recipiente de transporte de la Reivindicación 12 en el que el medio de fijación con absorción de choques comprende al menos dos amortiguadores (40) de choques conectados respectivamente a una de las abrazaderas circunferenciales (32) y al recipiente tubular (10), preferentemente a una nervadura circunferencial (12) del recipiente tubular.

14. El recipiente de transporte de la Reivindicación 1 que incluye un núcleo de silicato de boro interpuesto entre una superficie interior y una superficie exterior de la camisa tubular alargada (18).

15. El recipiente de transporte de la Reivindicación 1 en el que una superficie interior de la camisa tubular alargada (18) está recubierta de planchas que comprenden acero inoxidable borado o silicato de boro.