SISTEMA DE TRANSPORTE DE COMPONENTES DE COMBUSTIBLE NUCLEAR NO IRRADIADO.

Un sistema de recipiente de transporte para un producto de combustible nuclear,

en particular un conjunto de combustible nuclear, que comprende:

un recipiente tubular alargado (26) diseñado para recibir y soportar el producto de combustible nuclear en su interior, teniendo el exterior del recipiente tubular (26) al menos dos paredes sustancialmente planas (58, 60, 62, 64) que se extienden sustancialmente a lo largo de la longitud del recipiente tubular, teniendo el recipiente tubular al menos una sección amovible de pared para proporcionar un acceso al interior;

un sobreenvase tubular alargado (12) que tiene una longitud al menos tan larga como el recipiente tubular (26), un corte transversal interno mayor que el recipiente tubular, y un canal tubular interior (37); y

un medio (18) para soportar el sobreenvase (12) en la posición horizontal; y

teniendo el sobreenvase tubular (12) una sección inferior (16) de soporte que se extiende a lo largo y soporta una pluralidad de soportes (28) de absorción de golpes colocados en lados opuestos de la sección inferior (16) de soporte con respecto a un plano vertical imaginario que se extiende a lo largo del centro del sobreenvase, teniendo al menos un borde longitudinal de la sección inferior (16) de soporte una superficie de contacto enganchada sustancialmente a lo largo de su longitud para proporcionar acceso al interior del sobreenvase; y

caracterizado porque los soportes (28) de amortiguamiento de golpes en un lado de la sección inferior (16) de soporte soportan una primera de las paredes sustancialmente planas del recipiente tubular (26) y los soportes (28) de amortiguamiento de golpes en el otro lado de la sección inferior (16) de soporte soportan una segunda de las paredes sustancialmente planas del recipiente tubular (26), estando inclinadas dichas paredes primera y segunda, y estando soportado el recipiente tubular (26) por los soportes (28) de amortiguamiento de golpes en una relación separada con respecto a la sección inferior (16) de soporte

Sistema de transporte de componentes de combustible nuclear no irradiado.

La presente invención versa acerca de un recipiente de transporte para componentes de combustible nuclear y, en particular, acerca de tal recipiente para conjuntos de combustible nuclear no irradiado y barras de combustible nuclear.

En el transporte y el almacenamiento de elementos y conjuntos de combustible nuclear no irradiados, que contienen grandes cantidades y/o enriquecimientos de material fisionable, U²³⁵, es necesario garantizar que se evita la criticidad durante un uso normal, al igual que bajo condiciones potenciales de accidente. Por ejemplo, los recipientes de transporte de combustible están autorizados por la Comisión de regulación nuclear (NRC) para transportar enriquecimientos máximos específicos de combustible (es decir, pesos y % en peso de U²³⁵) para cada diseño de conjunto de combustible. Para que un nuevo diseño de recipiente de transporte reciba la autorización de homologación, debe demostrarse a satisfacción de la NRC que el nuevo diseño de recipiente cumplirá los requerimientos de las normas y los reglamentos de la NRC, incluyendo los definidos en 10 CFR NAK71. Estos requerimientos definen el accidente máximo verosímil (MCA) que debe endure el recipiente de transporte y sus estructuras internas de soporte para mantener la subcriticidad del conjunto de combustible alojado en su interior.

La patente U.S. 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 que tiene una boquilla superior cuadrada, un conjunto cuadrado de barras de combustible y una boquilla inferior cuadrada. El recipiente incluye una estructura de soporte que tiene una sección que se extiende de forma vertical entre los dos conjuntos de combustible, que se encuentran lado a lado. Cada conjunto de combustible está fijado al bastidor de soporte por medio de estructuras de fijación, teniendo cada una de ellas dos almohadillas de soporte. Este conjunto completo está conectado al recipiente por medio de una estructura de soporte antigolpes y una pluralidad de soportes antigolpes. Hay al menos dos elementos absorbentes de neutrones sellados dentro de la sección vertical. Una capa de material de amortiguamiento de corcho engomado separa la estructura de soporte y la sección vertical de los conjuntos de combustible.

Se sujeta la boquilla superior de cada uno de los conjuntos convencionales de combustible, a lo largo del eje longitudinal del mismo, por medio de puntales con almohadillas de presión que están apretadas contra la boquilla superior cuadrada en cuatro lugares. La boquilla inferior de algunos de estos conjuntos convencionales de combustible tiene un extremo achaflanado. Se sujetan estos conjuntos de combustible, a lo largo del eje longitudinal de los mismos, por medio de un separador inferior de la boquilla, que sujeta el extremo achaflanado de la boquilla inferior.

Se describen estos y otros recipientes de transporte (por ejemplo, RCC-4 para conjuntos de combustible de un reactor de agua a presión (PWR) de geometría de corte transversal generalmente cuadrada utilizados por el cesionario de la presente invención) en el Certificate of Compliance nº 5450, Docket nº 71-5450, U.S. Nuclear Regulatory Commission, Division of Fuel Cycle and Material Safety, Office of the Nuclear Material Safety and Safeguards, Washington, DC, 20555, EE. UU.

La patente nº 5.490.186, transferida al cesionario de la presente invención, describe un recipiente de transporte completamente distinto de combustible nuclear diseñado para combustible hexagonal y, más en particular, para un diseño de conjunto de combustible para reactores WER de estilo soviético. Aun así, se requieren otras configuraciones de recipiente de transporte para el combustible de un reactor nuclear de agua en ebullición.

Por lo tanto, existe la necesidad de un recipiente mejorado de transporte para un conjunto de combustible nuclear que pueda emplearse de forma intercambiable con un número de diseños de conjuntos de combustible de reactores nucleares.

Existe una necesidad de tal recipiente de transporte de un conjunto de combustible que pueda acomodar un único conjunto en un diseño ligero, resistente y homologable.

El documento WO 99/41754 A da a conocer un sistema de recipiente de transporte según el preámbulo de la reivindicación 1.

Un recipiente de transporte descrito en el documento US 2004/0017876 A incluye un revestimiento tubular interno alargado que tiene una dimensión axial al menos tan larga como un conjunto de combustible. Preferentemente, el revestimiento está dividido por la mitad a lo largo de su dimensión axial, de forma que pueda separarse como una concha para la colocación de las dos mitades del revestimiento en torno al conjunto de combustible. La circunferencia externa del revestimiento está diseñada para ser recibida estrechamente dentro del interior de un sobreenvase formado por un recipiente tubular alargado que tiene una dimensión axial al menos tan larga como el revestimiento. Preferentemente, las paredes del recipiente tubular están construidas de armazones relativamente finos de acero inoxidable colocados de forma coaxial con poliuretano de celda cerrada dispuesto entre los mismos. De forma deseable, el armazón interno incluye acero inoxidable impregnado con boro. El revestimiento tubular que rodea el conjunto de combustible está montado de forma deslizante dentro del sobreenvase y el sobreenvase está sellado en cada extremo con casquillos distales. Preferentemente, el sobreenvase incluye nervaduras circunferenciales que se extienden en torno a la circunferencia del recipiente tubular en ubicaciones axiales separadas, que aumentan la rigidez circunferencial del sobreenvase y forman un punto de fijación para los miembros periféricos de amortiguamiento de golpes. Una estructura alargada, preferentemente de un diseño de jaula, está dimensionada para recibir el sobreenvase dentro de la estructura externa con una relación separada de la estructura. La estructura está formada de abrazaderas circunferenciales separadas de forma axial que están conectadas a nervaduras de soporte orientadas de forma axial, separadas de forma circunferencial que conectan de forma fija las abrazaderas para formar el diseño de la estructura. Hay conectada una pluralidad de amortiguadores de golpes entre algunas de las abrazaderas y al menos dos de las nervaduras circunferenciales que se extienden en torno al sobreenvase, para aislar el recipiente tubular de una cantidad sustancial de cualquier energía de impacto experimentada por la estructura, en el supuesto caso de que la estructura recibiese un impacto.

Aunque el recipiente de transporte descrito en el documento US 2004/0017876 A es una mejora sustancial en el sentido de que puede acomodar distintos diseños de conjunto de combustible por medio del uso de revestimientos complementarios, mientras que se emplea el mismo sobreenvase y estructura de jaula, se desea una mejora adicional que conseguirá los mismos objetivos mientras que mejorará adicionalmente las características de protección del sistema de transporte y la facilidad de la carga y la descarga de los componentes de combustible nuclear transportados en su interior.

La presente invención proporciona un sistema de recipiente de transporte como se expone en la reivindicación 1.

Un sistema individual de transporte y de contención del conjunto de combustible según la presente invención puede transportar de forma segura conjuntos de combustible nuclear no irradiado y otros componentes de combustible nuclear bajo condiciones normales y de accidente hipotético. El recipiente de transporte incluye un recipiente o armazón tubular alargado diseñado para recibir y soportar un producto de combustible nuclear, tal como un conjunto de combustible en su interior. Preferentemente, el interior del recipiente tubular se ajusta a la cubierta externa del conjunto de combustible. El exterior del recipiente tubular tiene al menos dos paredes planas que hacen contacto sustancialmente, que se extienden de forma axial. En la realización preferente, el corte transversal del miembro tubular es rectangular o hexagonal para casar la cubierta externa del conjunto de combustible y tres de las líneas de unión de las esquinas están articuladas, de forma que el desmontaje de todas las clavijas maestras a lo largo de una línea de unión permitirá que dos de las paredes laterales se abran de par en par y proporcionen un acceso al interior del recipiente tubular. El miembro o recipiente...

1. Un sistema de recipiente de transporte para un producto de combustible nuclear, en particular un conjunto de combustible nuclear, que comprende:

un recipiente tubular alargado (26) diseñado para recibir y soportar el producto de combustible nuclear en su interior, teniendo el exterior del recipiente tubular (26) al menos dos paredes sustancialmente planas (58, 60, 62, 64) que se extienden sustancialmente a lo largo de la longitud del recipiente tubular, teniendo el recipiente tubular al menos una sección amovible de pared para proporcionar un acceso al interior;

un sobreenvase tubular alargado (12) que tiene una longitud al menos tan larga como el recipiente tubular (26), un corte transversal interno mayor que el recipiente tubular, y un canal tubular interior (37); y

un medio (18) para soportar el sobreenvase (12) en la posición horizontal; y

teniendo el sobreenvase tubular (12) una sección inferior (16) de soporte que se extiende a lo largo y soporta una pluralidad de soportes (28) de absorción de golpes colocados en lados opuestos de la sección inferior (16) de soporte con respecto a un plano vertical imaginario que se extiende a lo largo del centro del sobreenvase, teniendo al menos un borde longitudinal de la sección inferior (16) de soporte una superficie de contacto enganchada sustancialmente a lo largo de su longitud para proporcionar acceso al interior del sobreenvase; y

caracterizado porque los soportes (28) de amortiguamiento de golpes en un lado de la sección inferior (16) de soporte soportan una primera de las paredes sustancialmente planas del recipiente tubular (26) y los soportes (28) de amortiguamiento de golpes en el otro lado de la sección inferior (16) de soporte soportan una segunda de las paredes sustancialmente planas del recipiente tubular (26), estando inclinadas dichas paredes primera y segunda, y estando soportado el recipiente tubular (26) por los soportes (28) de amortiguamiento de golpes en una relación separada con respecto a la sección inferior (16) de soporte.

2. Un sistema de recipiente de transporte como se reivindica en la reivindicación 1, en el que el recipiente tubular (26) tiene un corte transversal rectangular o hexagonal.

3. Un sistema de recipiente de transporte como se reivindica en la reivindicación 1 o 2, en el que hay conectadas axialmente de forma articulada al menos dos paredes adyacentes (62, 64) del recipiente tubular (26) para hacer contacto con las paredes restantes (60, 58) del recipiente tubular (26) y conectadas axialmente de forma enganchada en una unión colindante de las dos paredes adyacentes (62, 64), de forma que cuando se encuentran sin enganchar las dos paredes adyacentes (62, 64) pueden abrirse de par en par para mostrar el interior del recipiente tubular (26).

4. Un sistema de recipiente de transporte como se reivindica en la reivindicación 3, en el que las dos paredes adyacentes (62, 64) están conectadas de forma enganchada por un enganche que es una clavija maestra (67) de una bisagra (66) y se pueden abrir las paredes del recipiente tubular (26) en una cualquiera de una pluralidad de superficies laterales de contacto que coinciden con las conexiones articuladas.

5. Un sistema de recipiente de transporte como se reivindica en cualquier reivindicación precedente, en el que el recipiente tubular alargado (26) está construido sustancialmente de aluminio.

6. Un sistema de recipiente de transporte como se reivindica en cualquier reivindicación precedente, que incluye un material absorbente (46) de neutrones fijado a una superficie de las paredes del recipiente tubular (26).

7. Un sistema de recipiente de transporte como se reivindica en cualquier reivindicación precedente, en el que el sobreenvase tubular (12) está construido en al menos dos segmentos (14, 16), cada uno de los cuales se extiende a lo largo de la longitud completa del sobreenvase y uno de los cuales forma la sección inferior (16) de soporte.

8. Un sistema de recipiente de transporte como se reivindica en la reivindicación 7, en el que cada segmento está formado de un armazón (34) de acero inoxidable que define un hueco parcialmente llenado con un material ligero (36), por ejemplo poliuretano, y que contiene opcionalmente aislamiento térmico (44) dentro del hueco, preferentemente entre el armazón (34) y el material ligero (36).

9. Un sistema de recipiente de transporte como se reivindica en la reivindicación 7 u 8, en el que los segmentos (14, 16) están dotados de guías para estar alineados cuando están encajados entre sí.

10. Un sistema de recipiente de transporte como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones 7 a 9, en el que los segmentos (14, 16) se enganchan entre sí.

11. Un sistema de recipiente de transporte como se reivindica en cualquier reivindicación precedente, en el que los soportes (28) de amortiguamiento de golpes en cada lado de la sección inferior (16) de soporte están dispuestos separados en una serie a lo largo del recipiente tubular (26).

12. Un sistema de recipiente de transporte como se reivindica en cualquier reivindicación precedente, en el que los soportes de amortiguamiento de golpes son soportes (28) de caucho.

13. Un sistema de recipiente de transporte como se reivindica en cualquier reivindicación precedente, en el que una pared del canal tubular interior (37) del sobreenvase tubular (12) está revestida con un material absorbente (42) de neutrones.

14. Un sistema de recipiente de transporte como se reivindica en cualquier reivindicación precedente, en el que las paredes primera y segunda colindan entre sí en una unión con un ángulo interior inferior a 180 grados para crear una "forma de v", y la "forma de v" está soportada sustancialmente en el punto más bajo dentro del sobreenvase (12) con respecto a otros puntos del exterior del recipiente tubular (26).

15. Un sistema de recipiente de transporte como se reivindica en cualquier reivindicación precedente, que contiene un conjunto (74) de combustible nuclear, teniendo el recipiente tubular (26) una longitud al menos tan larga como el conjunto (74) de combustible nuclear, un corte transversal interno mayor que el conjunto (74) de combustible nuclear y un canal tubular interior que está dimensionado para recibir estrechamente del conjunto (74) de combustible nuclear y está formado para ajustarse sustancialmente a la forma periférica del mismo.

16. Un sistema de recipiente de transporte como se reivindica en la reivindicación 15, teniendo el conjunto (74) de combustible nuclear una rejilla (78) para soportar una pluralidad de barras (76) de combustible en un conjunto, en el que el recipiente tubular (26) incluye una almohadilla (82) ajustable de forma axial que puede fijarse a la superficie interior del recipiente tubular en una elevación axial de una ubicación de la rejilla (78) para descansar contra la rejilla, descansando una cara de la almohadilla (82) contra la rejilla, construida preferentemente de un material, por ejemplo de corcho engomado, que es más blando que el material del que está construida la rejilla.