Conjuntos de embalaje y estructura interna de soporte para el transporte y almacenaje de materiales radioactivos.

Un conjunto de embalaje (20) para material radiactivo, que comprende:

(a) un contenedor (22), y

(b) una estructura (40) interna de soporte dispuesta en el interior del contenedor,incluyendo la estructura (40) interna de soporte al menos una bandeja (50) de soporte, estando la estructura internade soporte realizada a partir de materiales no metálicos, en el que la al menos una bandeja (50) de soporte poseeporciones (52, 54) inferiores y superiores, en el que las porciones (52, 54) superiores e inferiores se acoplan entre síy forman cavidades (118) diseñadas para contener y proteger el material radiactivo, en el que el embalaje estádiseñado para mantener el material radiactivo en una configuración sub-crítica, caracterizado porque la bandeja desoporte está hecha de termoestables de poliéster viniléster y mezclas de los mismos, en el que la estructura internade soporte tiene una resistencia al calor hasta 260 ºC (aproximadamente 500 ºF), en el que los termoestables depoliéster y viniléster y las mezclas de los mismos están reforzados con fibras seleccionadas en el grupo que consisteen Kevlar, grafito, acero inoxidable, fibra de vidrio, y combinaciones de los mismos.

Conjuntos de embalaje y estructura interna de soporte para el transporte y almacenaje de materiales radiactivos

Referencia cruzada a la solicitud relacionada Esta solicitud reivindica el beneficio de la solicitud provisional de patente de EE.UU. nº 60/999.788, depositada el 19 de octubre de 2007.

Campo técnico Las realizaciones de la presente divulgación se refieren en general a conjuntos de embalaje y a estructuras interna de soportes para el transporte y/o almacenamiento de materiales radiactivos y, más específicamente, a conjuntos de embalaje que tienen estructuras internas de soporte no metálicas.

Antecedentes Las partes internas o cestos de los conjuntos de transporte radiactivo convencionales, han estado limitados generalmente a componentes metálicos, normalmente de acero (inoxidable o al carbono) o aluminio. Aunque estos componentes tienen un demostrado récord de supervivencia en accidentes, los componentes metálicos tienden a añadir un peso significativo a un embalaje de transporte y tienden a ser costosos de fabricar con poca a ninguna garantía de geometría repetible a efectos de intercambiabilidad de piezas.

Se han desarrollado materiales no metálicos con propiedades térmicas y estructurales superiores para su uso en las industrias de la automoción, aeroespacial y de defensa, en relación con componentes bajo capó a alta temperatura, componentes estructurales de aeronaves, y blindaje balístico, respectivamente. Con la aceptación de la aplicación de materiales no metálicos en estas industrias, su extensión en el campo de los embalajes de transporte radiactivo se ha convertido en un área de desarrollo potencial.

Con una selección apropiada de los compuestos, los materiales no metálicos que pueden sobrevivir tanto al impacto como a las altas temperaturas pueden cumplir los requisitos de un embalaje de transporte radiactivo. El beneficio añadido al uso de materiales no metálicos para componentes en grandes cantidades de producción consiste en que, después de la cualificación del utillaje, las piezas pueden ser fabricadas económicamente con geometría repetible. Tal geometría repetible permite la intercambiabilidad de las piezas para la estandarización del proceso y eficiencias de proceso mejoradas.

Los documentos US-3.466.445 y DE-19823020 divulgan conjuntos de embalaje de la técnica anterior.

Por lo tanto, existe una necesidad de un embalaje mejorado de transporte radiactivo que tenga partes internas o cestos realizados con materiales no metálicos que puedan sobrevivir tanto a las cargas de impacto como a su exposición a altas temperaturas.

Sumario 45 Este sumario se proporciona a efectos de introducir una selección de conceptos de una forma simplificada que están descritos adicionalmente a continuación de la Descripción Detallada.

La presente invención se refiere a un conjunto de embalaje para materiales radiactivos de acuerdo con la reivindicación 1. Las realizaciones están definidas en las reivindicaciones 2-4 dependientes.

Descripción de los dibujos Las aspectos anteriores y muchas de las ventajas que se esperan de la presente invención, resultarán más fácilmente evidentes mediante referencia a la descripción detallada que sigue, cuando se toma junto con los dibujos 55 que se acompañan, en los que.

la figura 1 es una vista en perspectiva, parcialmente en corte, de un conjunto de embalaje configurado de acuerdo con varios aspectos de la presente divulgación;

la figura 2 es una vista en despiece ordenado del conjunto de embalaje de la figura 1;

la figura 3 es una vista lateral en sección transversal del conjunto de embalaje de la figura 1; y

las figuras 4-7 son vistas parcialmente en despiece ordenado de diversos componentes del conjunto de embalaje de 65 la figura 1.

Descripción detallada Las realizaciones de la presente invención están dirigidas en general a conjuntos de embalaje para transportar y/o almacenar materiales radiactivos, en los que los conjuntos de embalaje incluyen en general estructuras internas de soporte no metálicas. Con referencia a las figuras 1-3, se muestra un conjunto de embalaje, indicado en general con 20, construido en conformidad con una realización de la presente descripción. El conjunto de embalaje 20 incluye en general un contenedor 22 exterior, que incluye una porción 24 de cubierta y una porción 26 de base y que define una cavidad 28 interna (véase la figura 3) . El conjunto de embalaje 20 incluye además un contenedor 30 interior configurado para que pueda ser recibido en el interior de la cavidad 28 interna del contenedor 22 exterior. El contenedor 30 interior incluye una porción 32 de cubierta y una porción 34 de base y define una cavidad 36 interna (véase la figura 3) .

El conjunto de embalaje 20 incluye además una estructura interna 40 de soporte configurada para que pueda ser recibida en el interior de la cavidad 36 interna del contenedor 30 interior. La estructura interna 40 de soporte está

configurada de modo que conserva una geometría adecuada para blindar y mantener el control de criticalidad de los materiales contenidos en el conjunto de embalaje 20. Según se describe con mayor detalle en lo que sigue, la estructura interna 40 de soporte está construida a partir de un material no metálico. En la realización ilustrada, la estructura interna 40 de soporte incluye una pluralidad de bandejas 50 de soporte (véase la figura 7) . Sin embargo, se debe apreciar que otras estructuras internas 40 de soporte no metálicas, tal como pantallas internas, cestos, almohadillas de desgaste, amortiguadores de vibración, y otras estructuras de soporte de geometría adecuada para blindar y mantener el control de criticalidad del contenido del conjunto de embalaje 20, caen también dentro del alcance de la presente divulgación.

Las bandejas 50 de soporte incluyen primeras y segundas porciones 52 y 54 (véase la figura 7) , y tales primeras y

segundas porciones 52 y 54 son apilables para formar una estructura interna 40 de soporte. Se debe apreciar que los componentes metálicos del conjunto de embalaje 20, por ejemplo, porciones de los contenedores 22 y 30 exterior e interior pueden estar construidos a partir de acero, por ejemplo acero inoxidable de Tipo 304, teniendo soldaduras en ángulo de espesor completo.

Las realizaciones del conjunto 20 descritas en la presente memoria están diseñadas y configuradas para el almacenaje y/o el transporte de materiales radiactivos, incluyendo aunque sin limitación bloques de uranio y paquetes de varillas de combustible, tal como por ejemplo paquetes de combustible de baja reactividad en vacio (LVRF) , según se describe en la solicitud Internacional Publicada núm. WO 97/41565, depositada el 23 de Abril de 1997, cuya descripción se incorpora aquí expresamente por referencia. En la realización ilustrada, el conjunto 20

incluye paquetes de combustible B (véase la figura 7) .

El material radiactivo puede ser óxido de uranio enriquecido, por ejemplo, en el caso de LVRF, hasta un máximo de un 1, 33% y puede incluir óxido de disprosio, que actúa como un veneno consumible. Por consiguiente, las realizaciones del conjunto 20 están diseñadas minimalmente para proteger el personal de transporte, otras personas y el medio ambiente frente al material potencialmente peligroso como resultado de un fuego, una inmersión, un impacto o daños en el conjunto 20. Los parámetros de diseño minimal incluyen confinamiento del material radiactivo sin liberación al ambiente cuando se somete a pruebas estándar de deformación, caída, perforación, fuego hipotético e inmersión en agua, según se requiere para la certificación del conjunto.

A pesar de estos parámetros para certificación de diseño, se debe apreciar que las realizaciones del conjunto 20 que se describen en la presente memoria pueden ser usadas también para almacenar y/o transportar otros materiales radiactivos o no radiactivos, tal como conjuntos de combustible fisible para reactores nucleares de investigación, reactores de agua a presión, reactores de agua hirviendo, reactores de lecho de gravilla, y otros reactores. Los materiales pueden incluir paquetes de combustible, pastillas de combustible, y/o contenedores de materiales radiactivos, tal como frascos, botes, u otros contenedores.

Además, las realizaciones del conjunto 20 de la presente divulgación están dimensionadas y configuradas en general de modo que son transportables, por ejemplo, para ser transportadas con medios de transporte adecuados, tal como elevadores de horquilla, camiones y vagonetas. Sin embargo, se debe apreciar que los conjuntos no 55 transportables o estacionarios, por ejemplo cuando se utilizan en aplicaciones de almacenaje... [Seguir leyendo]

1. Un conjunto de embalaje (20) para material radiactivo, que comprende:

(a) un contenedor (22) , y

(b) una estructura (40) interna de soporte dispuesta en el interior del contenedor,

incluyendo la estructura (40) interna de soporte al menos una bandeja (50) de soporte, estando la estructura interna de soporte realizada a partir de materiales no metálicos, en el que la al menos una bandeja (50) de soporte posee porciones (52, 54) inferiores y superiores, en el que las porciones (52, 54) superiores e inferiores se acoplan entre sí y forman cavidades (118) diseñadas para contener y proteger el material radiactivo, en el que el embalaje está diseñado para mantener el material radiactivo en una configuración sub-crítica, caracterizado porque la bandeja de soporte está hecha de termoestables de poliéster viniléster y mezclas de los mismos, en el que la estructura interna de soporte tiene una resistencia al calor hasta 260 ºC (aproximadamente 500 ºF) , en el que los termoestables de poliéster y viniléster y las mezclas de los mismos están reforzados con fibras seleccionadas en el grupo que consiste en Kevlar, grafito, acero inoxidable, fibra de vidrio, y combinaciones de los mismos.

2. El conjunto de embalaje de la reivindicación 1, en el que la estructura (40) interna de soporte incluye un 20 compuesto retardador de llama.

3. El conjunto de embalaje de la reivindicación 1, en el que la estructura (40) interna de soporte está forrada con una espuma de amortiguamiento para asegurar el material radiactivo.

4. El conjunto de embalaje de la reivindicación 1, en el que el material radiactivo se elige en el grupo consistente en conjuntos de combustible, pastillas de combustible, varillas de combustible y contenedores de material radiactivo.