Embalaje para el transporte y/o almacenamiento de materias radiactivas que confiere una transferencia térmica reforzada.

Embalaje (2) para el transporte y/o el almacenamiento de materias radiactivas,

comprendiendo el citado embalajeun cuerpo lateral (14) que se extiende alrededor de un eje longitudinal (8) de dicho embalaje, formando el citadocuerpo lateral una cavidad (6) de alojamiento de las materias radiactivas y comprendiendo un anillo metálico interior(22) y un anillo metálico exterior (24), siendo los dos anillos concéntricos y formando conjuntamente un espacioanular (18) en cuyo interior está alojado un dispositivo de protección radiológica (20) que forma una barrera contralas radiaciones gamma, comprendiendo el citado dispositivo de protección radiológica al menos un primer y unsegundo elementos metálicos de protección radiológica (30, 32) adyacentes según una dirección circunferencial delembalaje; caracterizado porque el citado primer elemento (30) está apoyado contra el anillo exterior (24) y a unadistancia del citado anillo interior (22), mientras que el citado segundo elemento (32) está apoyado contra el anillointerior (22) y a una distancia del citado anillo exterior (24), y porque los citados primer y segundo elementos (30, 32)están en contacto cada uno con el otro según una interfaz (40) que adopta, en corte según un plano cualquieraortogonal al eje longitudinal (8) y que atraviesa esta interfaz, la forma de un segmento de recta que define con unarecta radial que la atraviesa por su mitad, un ángulo agudo (A).

Embalaje para el transporte y/o almacenamiento de materias radiactivas que confiere una transferencia térmica reforzada 5

Campo técnico La presente invención se refiere al sector del transporte y/o el almacenamiento de materias radiactivas, tales como los conjuntos de combustible nuclear, frescos o irradiados.

En particular, la invención se refiere a un embalaje que comprende un dispositivo de protección radiológica dispuesto entre dos anillos concéntricos, que forman barrera contra las radiaciones gamma.

Estado de la técnica anterior

Convencionalmente, para asegurar el transporte y/o el almacenamiento de conjuntos de combustible nuclear, se utilizan dispositivos de almacenamiento, asimismo denominados “canasta” o “rejilla” de almacenamiento. Estos dispositivos de almacenamiento, normalmente de forma cilíndrica y de sección sensiblemente circular, disponen de una pluralidad de alojamientos adyacentes, cada uno de ellos apto para recibir un conjunto de combustible nuclear. El dispositivo de almacenamiento está destinado a ser alojado en la cavidad de un embalaje para el transporte y/o el almacenamiento de conjuntos de combustible nuclear, en el que la materia nuclear está confinada.

La cavidad mencionada anteriormente está definida en general por un cuerpo lateral que se extiende según una dirección longitudinal del embalaje, comprendiendo este cuerpo lateral por ejemplo dos anillos metálicos concéntricos que forman conjuntamente un espacio anular en cuyo interior está alojado un dispositivo de protección radiológica, en particular para formar una barrera contra las radiaciones gamma emitidas por los conjuntos de combustible alojados en la cavidad.

Convencionalmente, el dispositivo de protección radiológica está realizado con la ayuda de varios elementos prefabricados de plomo o de una de sus aleaciones, repartidos alrededor de la cavidad, en el espacio anular apropiado definido por los dos anillos metálicos.

Para hacer esto, cada uno de esos elementos se inserta entre los dos anillos, según una dirección de inserción longitudinal. Así, se debe haber previsto un juego de montaje para permitir tal inserción, teniendo este juego como consecuencia una discontinuidad de la materia en el cuerpo lateral del embalaje, según la dirección radial en la que están dispuestos sucesivamente el anillo interior, los elementos de protección radiológica, y el anillo exterior. La discontinuidad de materia observada tiene por efecto una disminución considerable de la conductividad térmica del cuerpo lateral del embalaje, lo que implica una baja capacidad de este último para evacuar el calor producido por los conjuntos de combustible.

Para minimizar el impacto negativo de las discontinuidades de la materia, se pueden reducir los juegos entre los elementos de protección radiológica y los anillos disminuyendo las tolerancias de fabricación, pero esto resulta ser no obstante muy costoso, y no permite en modo alguno suprimir las discontinuidades de materia.

Se pueden emplear otros medios para atenuar la pérdida de eficacia térmica, como el hecho de prever inyectar helio en los espacios vacíos. Sin embargo, esta técnica conlleva un coste y plantea serios problemas de aprovechamiento del embalaje.

Otra solución consiste en separar la función de protección radiológica de la función de conducción térmica, lográndose entonces esto último con la ayuda de elementos adicionales de tipo aletas que unen los dos anillos, dispuestos en alternancia con los elementos de protección radiológica en el espacio anular. Sin embargo, esto complica de antemano la concepción del embalaje, y necesita por otra parte la utilización de técnicas particulares para asegurarse de que las aletas se encuentran en un buen contacto con cada uno de los dos anillos del cuerpo lateral.

Los documentos US 5641970 y JP 2008076408 divulgan ejemplos de embalajes para el transporte y/o el almacenamiento de materias radiactivas según la técnica anterior.

Exposición de la invención La invención tiene así por objeto subsanar, al menos parcialmente, los inconvenientes mencionados en lo que antecede, relativos a las realizaciones de la técnica anterior.

Para lograrlo, la invención tiene por objeto un embalaje para el transporte y/o el almacenamiento de materias 65 radiactivas, comprendiendo el citado embalaje un cuerpo lateral que se extiende alrededor de un eje longitudinal de dicho embalaje, formando el citado cuerpo lateral una cavidad de alojamiento de las materias radiactivas y comprendiendo un anillo metálico interior y un anillo metálico exterior, siendo los dos anillos concéntricos y formando conjuntamente un espacio anular en cuyo interior se aloja un dispositivo de protección radiológica que forma barrera contra las radiaciones gamma, comprendiendo el citado dispositivo de protección radiológica al menos un primer y un segundo elementos metálicos de protección radiológica adyacentes según una dirección circunferencial del

embalaje.

Según la invención, el primer elemento está apoyado contra el anillo exterior y a una distancia del citado anillo interior, mientras que el citado segundo elemento está apoyado contra el anillo interior y a una distancia del citado anillo exterior. Además, los citados primer y segundo elementos están en contacto uno con otro según una interfaz que adopta, en corte según un plano cualquiera ortogonal al eje longitudinal y que atraviesa esta interfaz, la forma de un segmento de recta que define con una recta radial que la atraviesa por su mitad, un ángulo agudo (A) .

La invención ofrece así una concepción ingeniosa que permite a los elementos de protección radiológica conducir el calor de manera satisfactoria entre los dos anillos. En efecto, el calor es conducido de manera continua inicialmente entre el anillo interior y el segundo elemento de protección radiológica, por medio del contacto entre estas piezas, y después a través de la interfaz entre el primer y el segundo elementos, y por último entre el primer elemento de protección radiológica y el anillo exterior, siempre en función del contacto previsto entre estas piezas.

Así, la geometría y la disposición particulares de los elementos de protección radiológica permiten conferir al cuerpo lateral de embalaje una conductividad térmica satisfactoria. La presencia de helio o de aletas de conducción térmica no resulta por tanto necesaria, lo que permite presentar un embalaje de concepción y fabricación simplificados.

Además, el primer y el segundo elementos de protección radiológica no están destinados, como en la técnica anterior, a aproximarse lo máximo posible a cada uno de los anillos, sino que cada uno está solamente en contacto con uno y a distancia del otro de los dos anillos, con lo que las tolerancias de fabricación de estos elementos pueden ser incrementadas. El resultado es, ventajosamente, una reducción de costes importante.

Por último, gracias a la inclinación de la interfaz mencionada en lo que antecede, el esfuerzo de contacto que se observa entre los dos elementos, a nivel de esta interfaz, limita radialmente cada uno de estos dos elementos contra su anillo asociado. Así, con esta concepción, es posible acentuar la intensidad de contacto entre los elementos de protección radiológica y su anillo asociado, simplemente apretando con anterioridad estos elementos según la dirección circunferencial, con el fin de obtener un desplazamiento relativo del primero con respecto al segundo elemento, según la dirección radial. Este apriete puede ser realizado, por ejemplo, durante la fabricación del embalaje, con la ayuda de medios de apriete alojados en el espacio anular. El aumento de la intensidad de estos contactos es ventajoso en el sentido de que asegura una mejor conducción térmica. A este respecto, se aprecia que uno u otro de los elementos de protección radiológica, pueden estar revestidos de una capa conductora del calor a nivel de la interfaz de contacto, con el fin de mejorar aún más de antemano la conducción térmica entre estos elementos. Esta capa es, con preferencia, de poco espesor, y deformable, realizada por ejemplo en plomo o en una de sus aleaciones. Naturalmente, esta solución de capa conductora de calor puede ser adoptada igualmente a nivel de los contactos entre elementos de protección radiológica y los anillos.

Con preferencia, el citado ángulo (A) está comprendido entre 30 y 60º y, de manera más preferente, está próximo a 45º. Las interfaces así inclinadas permiten una aplicación radial satisfactoria de los elementos de protección radiológica, cuando éstos están limitados circunferencialmente.

Con preferencia, la citada interfaz... [Seguir leyendo]

1. Embalaje (2) para el transporte y/o el almacenamiento de materias radiactivas, comprendiendo el citado embalaje un cuerpo lateral (14) que se extiende alrededor de un eje longitudinal (8) de dicho embalaje, formando el citado 5 cuerpo lateral una cavidad (6) de alojamiento de las materias radiactivas y comprendiendo un anillo metálico interior

(22) y un anillo metálico exterior (24) , siendo los dos anillos concéntricos y formando conjuntamente un espacio anular (18) en cuyo interior está alojado un dispositivo de protección radiológica (20) que forma una barrera contra las radiaciones gamma, comprendiendo el citado dispositivo de protección radiológica al menos un primer y un segundo elementos metálicos de protección radiológica (30, 32) adyacentes según una dirección circunferencial del embalaje; caracterizado porque el citado primer elemento (30) está apoyado contra el anillo exterior (24) y a una distancia del citado anillo interior (22) , mientras que el citado segundo elemento (32) está apoyado contra el anillo interior (22) y a una distancia del citado anillo exterior (24) , y porque los citados primer y segundo elementos (30, 32) están en contacto cada uno con el otro según una interfaz (40) que adopta, en corte según un plano cualquiera ortogonal al eje longitudinal (8) y que atraviesa esta interfaz, la forma de un segmento de recta que define con una recta radial que la atraviesa por su mitad, un ángulo agudo (A) .

2. Embalaje según la reivindicación 1, caracterizado porque el citado ángulo (A) está comprendido entre 30º y 60º.

3. Embalaje según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, caracterizado porque la citada interfaz (40) es plana.

4. Embalaje según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende al menos un primer elemento metálico de protección radiológica (30) , así como dos segundos elementos metálicos de protección radiológica (32) dispuestos a una y otra parte de dicho primer elemento (30) según la dirección circunferencial, estando el citado primer elemento (30) en contacto con cada uno de los dos segundos elementos (32) según respectivamente dos interfaces (40) que adoptan, cada una de ellas en corte según un plano cualquiera ortogonal al eje longitudinal (8) y que atraviesa esta interfaz, la forma de un segmento de recta que define con una recta radial que la atraviesa por su mitad, un ángulo agudo (A) , estando los dos segmentos de recta respectivamente soportados por dos rectas que se aproximan entre sí al avanzar radialmente hacia el interior y que se cortan entre las dos rectas radiales.

5. Embalaje según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende al menos un segundo elemento metálico de protección radiológica (32) así como dos primeros elementos metálicos de protección radiológica (30) dispuestos a uno y otro lado de dicho segundo elemento (32) según la dirección circunferencial, estando el citado segundo elemento (32) en contacto con cada uno de los dos primeros elementos (30) según respectivamente dos interfaces (40) que adoptan, cada una de ellas en corte según un plano cualquiera ortogonal al eje longitudinal 8 y que atraviesa esta interfaz, la forma de un segmento de recta que define con una recta radial que la atraviesa por su mitad un ángulo agudo, estando los dos segmentos de rectas respectivamente soportados por dos rectas que se aproximan entre sí al avanzar radialmente hacia el exterior y que se cortan entre las dos rectas radiales.

6. Embalaje según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende una pluralidad de primeros y segundos elementos metálicos de protección radiológica (30, 32) , dispuestos en alternancia según la dirección circunferencial.

7. Embalaje según la reivindicación 6, caracterizado porque cada primer elemento de protección radiológica (30) presenta un corte, según un plano cualquiera ortogonal al eje longitudinal (8) , en forma global de trapecio cuya base mayor apoya contra el anillo exterior (24) y cuya base menor está a distancia del anillo interior (22) , porque cada segundo elemento de protección radiológica (32) presenta un corte, según un plano cualquiera ortogonal al eje longitudinal (8) , en forma global de trapecio cuya base mayor apoya contra el anillo interior (22) y cuya base menor está a distancia del anillo exterior (24) , y porque las caras de los primeros y segundos elementos (30, 32) que definen los lados de los trapecios están en contacto dos a dos, de modo que forman las citadas interfaces (40) .

8. Embalaje según la reivindicación 7, caracterizado porque en cada trapecio, la base mayor está interceptada, localmente en su mitad, ortogonalmente por una recta radial.

5.

9. Embalaje según la reivindicación 7 o la reivindicación 8, caracterizado porque cada trapecio es isósceles.

10. Embalaje según una cualquiera de las reivindicaciones 7 a 9, caracterizado porque la base mayor de cada trapecio es recta o tiene forma de arco de círculo de diámetro idéntico al de la superficie del anillo con la que contacta.

11. Embalaje según una cualquiera de las reivindicaciones 7 a 10, caracterizado porque, para cada trapecio, la relación de longitudes entre la base mayor y la base menor está comprendida entre 3 y 8.

12. Embalaje según una cualquiera de las reivindicaciones 6 a 11, caracterizado porque cada uno de la citada pluralidad de primeros y segundos elementos (30, 32) se mantiene solamente mediante contactos en el espacio anular (18) .

13. Embalaje según la reivindicación 12, caracterizado porque comprende medios de apriete (44) alojados en el citado espacio anular (18) , que permiten restringir la citada pluralidad de primeros y segundos elementos según la 5 dirección circunferencial.

14. Embalaje según la reivindicación 12 o la reivindicación 13, caracterizado porque cada uno de la citada pluralidad de primeros y segundos elementos (30, 32) adopta la forma de un prisma de base trapezoidal.

15. Embalaje según una cualquiera de las reivindicaciones 6 a 11, caracterizado porque cada uno de la citada pluralidad de primeros elementos (30) o cada uno de la citada pluralidad de segundos elementos (32) está montado fijamente en su anillo (24, 22) asociado, y porque cada uno de la citada pluralidad de otros elementos se mantiene solamente mediante contactos en el espacio anular (18) .

16. Embalaje según la reivindicación 15, caracterizado porque cada uno de la pluralidad de elementos (32) montados fijamente en su anillo (22) asociado presenta una sección que disminuye en un sentido dado de la dirección longitudinal (X) del embalaje, y porque cada uno de la pluralidad de otros elementos (32) presenta una sección que aumenta en el citado sentido dado de la dirección longitudinal.

17. Procedimiento de fabricación de un embalaje según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, en el que se inserta cada primer y segundo elementos metálicos de protección radiológica en el citado espacio anular, y a continuación se realiza un apriete que permite restringir estos elementos según la dirección longitudinal.