Bastidor de almacenamiento (1) de conjuntos de combustible nuclear (14),

que comprende una estructura rígida (2) que delimita una multitud de alveolos contiguos (4) que se extienden en paralelo a una dirección longitudinal (10) del bastidor, dicho bastidor comprendiendo, además, en al menos algunos de dichos alveolos, una camisa (16) que delimita un alojamiento (18) que se extiende en paralelo a dicha dirección longitudinal, y destinado a alojar un conjunto de combustible nuclear, dicha camisa presentando, en sección ortogonal a dicha dirección longitudinal, una forma general poligonal de la cual al menos algunos de los lados comprenden unas planchas (30) de material neutrófago, que se caracteriza porque dicha camisa consta, además, de:

- unos perfiles (22) en forma de codo, separados entre sí y que se extienden en paralelo a dicha dirección longitudinal al estar colocados a la altura de al menos varios ángulos de dicha sección con una forma general poligonal, dichos perfiles sirviendo como soporte de montaje para dichas planchas de material neutrófago (30) y que presentan una superficie interior (26) de delimitación de dicho alojamiento (18) que permite guiar a un conjunto de combustible nuclear en su carga dentro de dicho alojamiento (18), así como una superficie exterior (28) opuesta a dicha superficie interior (26) y sobre la cual se apoyan dichas planchas (30) de material neutrófago ; y

- unos dispositivos (36) de sujeción de dichos perfiles entre sí, dichos dispositivos de sujeción garantizando el centrado de la camisa dentro del alveolo del bastidor y que comprenden una multitud de estructuras de sujeción (36) que rodean dichos perfiles (22) y están separadas entre sí según la dirección longitudinal (10).

Bastidor para el almacenamiento de conjuntos de combustible nuclear, frescos o irradiados Campo técnico La presente invención se refiere de manera general al campo de los bastidores para el almacenamiento de conjuntos de combustible nuclear, frescos o previamente irradiados en un reactor nuclear.

La invención se aplica para el almacenamiento de cualquier tipo de conjuntos de combustible nuclear, en particular los destinados a los reactores de agua presurizada (del inglés PWR: “Pressurized Water Reactor”) .

Antecedentes de la invención

Cuando hay que almacenar conjuntos de combustible nuclear, estos normalmente se colocan dentro de bastidores de almacenamiento, sumergidos dentro de piscinas. Estos bastidores presentan de manera habitual una estructura rígida o “armazón” que delimita una multitud de cavidades o “alveolos”, paralelos entre sí y orientados verticalmente cuando el bastidor se encuentra sumergido dentro de la piscina. Al menos algunos de estos alveolos alojan una camisa que delimita un alojamiento para la recepción de un conjunto de combustible nuclear. Con el fin de reducir todo lo posible las distancias entre cada alveolo y de este modo incrementar la capacidad de almacenamiento del bastidor, al mismo tiempo que se garantiza la sub-criticidad de este último cuando está cargado con conjuntos de combustible nuclear, esta camisa presenta un poder de absorción de los neutrones, tal y como se describe en el documento FR 2759484. Para ello, se emplean unas planchas de un material denominado “neutrófago”, como el acero inoxidable borado. Por otra parte, hay una lámina de agua entre el alveolo de la estructura rígida y su camisa asociada, que permite, junto con el material neutrófago, evitar cualquier riesgo de criticidad.

De manera tradicional, el alveolo, la camisa y el conjunto de combustible nuclear presentan, en sección, una misma forma general habitualmente cuadrada, pero, de manera más general, poligonal.

En el documento FR 2759484, el diseño de las camisas es relativamente simple, pero puede resultar problemático, teniendo en cuenta el hecho de que el conjunto de combustible está en contacto directo con las planchas de material neutrófago. Esta situación se traduce, en efecto, en un riesgo importante de daños por rayaduras de las planchas de material neutrófago durante las operaciones de carga y descarga de los conjuntos dentro del alojamiento.

Además, las planchas neutrófagas deben estar dentadas en su borde de tal modo que garanticen su mantenimiento en la posición. En comparación con unas planchas de bordes rectos, estos dientes requieren unas operaciones suplementarias de fabricación y de control que no permiten satisfacer por completo los criterios económicos.

En el documento EP 0175140 A1, también se insertan unas camisas dentro de los alveolos. No obstante, el diseño que se presenta en este documento presenta el inconveniente de utilizar un material neutrófago que requiere su confinamiento entre unas chapas, lo que complica considerablemente la fabricación de las camisas.

En el documento JP 05 040195 A (Toshiba Engineering Co) , las camisas están formadas por unos tubos perforados, las planchas neutrófagas encontrándose situadas en las partes perforadas. El grosor de las paredes que forman los tubos debe ser entonces al menos igual al de las planchas neutrófagas, lo que no permite optimizar su grosor y, por lo tanto, respetar los criterios de masa. Además, los tubos se realizan mediante unas caras operaciones de conformado para que las planchas neutrófagas se puedan alojar dentro de las partes perforadas. Por último, las planchas neutrófagas experimentan discontinuidades en una longitud al menos igual a varias veces su grosor a la altura de los elementos que mantienen a los perfiles del tubo en su posición, lo que afecta a las prestaciones de las camisas desde el punto de vista de la criticidad al facilitar la interacción neutrónica entre conjuntos de combustible contiguos.

Exposición de la invención La invención tiene, por lo tanto, como objetivo resolver, al menos de manera parcial, los inconvenientes que se han mencionado con anterioridad, en referencia a las realizaciones de la técnica anterior. De manera más específica, la invención tiene como objetivo concebir un bastidor de almacenamiento de conjuntos de combustible nuclear que ofrezca de manera simultánea una alta resistencia, una baja masa global, así como un diseño que garantice una fabricación y un montaje sencillos.

Para ello, la invención tiene por objeto un bastidor de almacenamiento de conjuntos de combustible nuclear, que comprende una estructura rígida que delimita una multitud de alveolos contiguos que se extienden en paralelo a una dirección longitudinal del bastidor, dicho bastidor comprendiendo, además, en al menos algunos de dichos alveolos y de preferencia en cada uno de ellos, una camisa que delimita un alojamiento que se extiende en paralelo a dicha dirección longitudinal, y destinado a alojar el conjunto de combustible nuclear, dicha camisa presentando, en sección ortogonal a dicha dirección longitudinal, una forma general poligonal de la cual al menos algunos de los lados, y de preferencia cada uno de ellos, comprenden unas planchas de material neutrófago. De acuerdo con la invención, dicha camisa consta, además, de:

- unos perfiles en forma de codo, separados entre sí y que se extienden en paralelo a dicha dirección longitudinal al estar colocados a la altura de al menos varios ángulos de dicha sección con una forma general poligonal, dichos perfiles sirviendo como soporte de montaje para dichas planchas de material neutrófago y que presentan una superficie interior de delimitación de dicho alojamiento que permite guiar un conjunto de combustible nuclear durante su carga dentro de dicho alojamiento, así como una superficie exterior opuesta a dicha superficie interior y sobre la cual se apoyan dichas planchas de material neutrófago; y

- unos dispositivos de sujeción de dichos perfiles entre sí, dichos dispositivos de sujeción garantizando el centrado de la camisa dentro del alveolo del bastidor y que comprenden una multitud de estructuras de sujeción que rodean dichos perfiles y están separadas entre sí según la dirección longitudinal.

De este modo, la solución que se propone, en particular debido a la existencia de los perfiles en forma de codo, permite de manera ventajosa obtener al mismo tiempo una baja masa, un diseño que garantiza una fabricación y un montaje sencillos, así como una alta resistencia mecánica. Por otra parte, la superficie interior de los perfiles permite, por lo tanto, guiar al conjunto de combustible nuclear en su carga dentro del alojamiento y en su descarga, y, sobre todo, impide el contacto entre el conjunto y las planchas de material neutrófago, durante estas operaciones. De este modo, además del hecho de que el guiado se realice de manera ingeniosa, de preferencia, solo con los perfiles separados entre sí, el riesgo de daño por rayaduras de las planchas durante la carga y la descarga del conjunto se ve reducido a cero de manera ventajosa cumpliendo al mismo tiempo con los criterios de masa relativos a las camisas. Además, con las estructuras de sujeción rodeando los perfiles, es posible situar de forma extremadamente precisa los perfiles los unos respecto de los otros, garantizando de este modo una geometría perfectamente controlada del alojamiento. La unión entre estos elementos se garantiza de manera preferente mediante soldadura, aunque se pueden considerar otras técnicas, sin salirse del marco de la invención.

De preferencia, cada estructura de sujeción presenta una forma general prácticamente idéntica a dicha forma general poligonal.

De preferencia, cada perfil presenta, en sección ortogonal a la dirección longitudinal, una forma en L o en V. De manera preferente, cada perfil se extiende por prácticamente toda la longitud de la camisa, que se extiende, por su parte, de preferencia, por prácticamente toda la longitud del alveolo del bastidor en el que esta se encuentra. A título indicativo, se observa que cada camisa, una vez realizada, presenta la forma de un conjunto de una sola pieza que se puede colocar dentro del alveolo.

Preocupándose siempre por aumentar la rigidez global de la camisa, cada perfil es de manera preferente metálico, de preferencia de acero inoxidable.

De preferencia, cada plancha está realizada en un material compuesto con una matriz metálica (del inglés MMC: “Metallic-Matrix Composite”) que incluye boro, de... [Seguir leyendo]

1. Bastidor de almacenamiento (1) de conjuntos de combustible nuclear (14) , que comprende una estructura rígida (2) que delimita una multitud de alveolos contiguos (4) que se extienden en paralelo a una dirección longitudinal (10) del bastidor, dicho bastidor comprendiendo, además, en al menos algunos de dichos alveolos, una camisa (16) que delimita un alojamiento (18) que se extiende en paralelo a dicha dirección longitudinal, y destinado a alojar un conjunto de combustible nuclear, dicha camisa presentando, en sección ortogonal a dicha dirección longitudinal, una forma general poligonal de la cual al menos algunos de los lados comprenden unas planchas (30) de material neutrófago, que se caracteriza porque dicha camisa consta, además, de:

- unos perfiles (22) en forma de codo, separados entre sí y que se extienden en paralelo a dicha dirección longitudinal al estar colocados a la altura de al menos varios ángulos de dicha sección con una forma general poligonal, dichos perfiles sirviendo como soporte de montaje para dichas planchas de material neutrófago (30) y que presentan una superficie interior (26) de delimitación de dicho alojamiento (18) que permite guiar a un conjunto de combustible nuclear en su carga dentro de dicho alojamiento (18) , así como una superficie exterior (28) opuesta a dicha superficie interior (26) y sobre la cual se apoyan dichas planchas (30) de material neutrófago ; y

- unos dispositivos (36) de sujeción de dichos perfiles entre sí, dichos dispositivos de sujeción garantizando el centrado de la camisa dentro del alveolo del bastidor y que comprenden una multitud de estructuras de sujeción (36) que rodean dichos perfiles (22) y están separadas entre sí según la dirección longitudinal (10) .

2. Bastidor (1) de acuerdo con la reivindicación 1, que se caracteriza porque dichas estructuras de sujeción (36) se fijan apoyadas sobre la superficie exterior (28) de dichos perfiles (22) , y porque al menos una de dichas planchas se extiende a ambos lados de, al menos, una de dichas estructuras de sujeción (36) según la dirección longitudinal (10) , al pasar por un entrante practicado en esta estructura (36) .

3. Bastidor (1) de acuerdo con la reivindicación 2, que se caracteriza porque cada plancha (30) presenta una longitud prácticamente idéntica a la longitud de los perfiles (22) , según la dirección longitudinal.

4. Bastidor (1) de acuerdo con la reivindicación 1, que se caracteriza porque cada cara de dicha camisa presenta una multitud de planchas (30) de material neutrófago, contiguas según la dirección longitudinal.

5. Bastidor (1) de acuerdo con la reivindicación 4, que se caracteriza porque cada plancha (30) se extiende entre dos estructuras de sujeción (36) inmediatamente consecutivas en la dirección longitudinal (10) , estas estructuras (36) formando un tope para dicha plancha (30) en esta misma dirección.

6. Bastidor (1) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que se caracteriza porque cada estructura de sujeción (36) está situada en un plano prácticamente ortogonal a dicha dirección longitudinal.

7. Bastidor (1) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que se caracteriza porque cada perfil (22) presenta, en sección ortogonal a la dirección longitudinal, una forma en L o en V.

8. Bastidor (1) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que se caracteriza porque cada plancha (30) está realizada en un material compuesto con una matriz metálica que incluye carburo de boro.

9. Bastidor (1) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que se caracteriza porque cada plancha (30) está montada sobre dos perfiles (22) inmediatamente consecutivos, por medio de unas patillas de sujeción (34) previstas en dichos perfiles.

10. Bastidor (1) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que se caracteriza porque la anchura (L3) de cada plancha (30) es estrictamente inferior a la anchura (L1) de la cara de la camisa que esta forma parcialmente.