Envase para el transporte y/o almacenamiento de materiales nucleares que incluye una protección radiológica de plomo colado sobre un bastidor metálico.

Envase (2) para el transporte y/o almacenamiento de materiales nucleares,

incluyendo dicho envase un cuerpo lateral(14) que se extiende según una dirección longitudinal (X) de dicho envase, formando dicho cuerpo lateral una cavidad dealojamiento (6) de los materiales nucleares y estando equipado con un dispositivo de protección radiológica (20),incluyendo dicho dispositivo de protección radiológica por lo menos una estructura de protección radiológica (26) queincluye por lo menos un bastidor metálico de refuerzo (30, 130) que se extiende según dicha dirección longitudinal (X) y acuya forma se adapta un bloque (32) realizado en plomo o en una de sus aleaciones, colado sobre dicho bastidormetálico de refuerzo (30, 130), habiéndose equipado el mismo con al menos un elemento (34, 134) de retención delbloque colado, según dicha dirección longitudinal (X), estando dicho bastidor metálico de refuerzo (30, 130) sumergido enel bloque colado (32) en al menos una parte de su longitud según dicha dirección longitudinal (X), caracterizado porquedicha parte de bastidor metálico está recubierta lateralmente por el plomo en todo su contorno.

Envase para el transporte y/o almacenamiento de materiales nucleares que incluye una protección radiológica de plomo colado sobre un bastidor metálico 5

Ámbito técnico La presente invención se refiere de manera general al ámbito del transporte y/o almacenamiento de materiales nucleares, tales como ensamblajes de combustible nuclear, frescos o irradiados.

En particular, la invención se refiere a un envase para el transporte y/o almacenamiento de materiales nucleares, del tipo que incluye un dispositivo de protección radiológica realizado a partir de plomo o de una de sus aleaciones, para formar una barrera eficaz contra la radiación gamma.

Estado de la técnica anterior

Típicamente, para garantizar el transporte y/o almacenamiento de ensamblajes de combustible nuclear, se utilizan dispositivos de colocación, también denominados “cesta” o “armazón” de colocación. Estos dispositivos de colocación, habitualmente de forma cilíndrica y de sección sensiblemente circular, disponen de una pluralidad de alojamientos adyacentes, cada uno capaz de recibir un ensamblaje de combustible nuclear. El dispositivo de colocación está destinado a alojarse en la cavidad de un envase para formar conjuntamente con el mismo un contenedor para el transporte y/o almacenamiento de ensamblajes de combustible nuclear, en el que el material nuclear está perfectamente confinado.

La cavidad mencionada anteriormente está generalmente definida por un cuerpo lateral que se extiende según una dirección longitudinal del envase incluyendo por ejemplo dicho cuerpo lateral dos virolas metálicas concéntricas que forman conjuntamente un espacio anular en cuyo interior está alojado un dispositivo de protección radiológica, en particular para formar una barrera contra la radiación gamma emitida por los ensamblajes de combustible alojados en la cavidad.

Típicamente, el dispositivo de protección radiológica se realiza 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 las dos virolas metálicas. Se conocen semejantes contenedores mediante los documentos US 3 005 105 A y US 5 063 299 A.

Aunque el plomo y sus aleaciones ofrecen características satisfactorias desde el punto de vista de la protección contra los rayos gamma, en particular debido a su densidad, presentan sin embargo el inconveniente de ofrecer solo una resistencia mecánica mediocre, en particular en comparación con la ofrecida por los aceros.

Por lo tanto, debido a sus escasas cualidades mecánicas, cada elemento prefabricado de plomo o de una de sus aleaciones es susceptible de experimentar deformaciones plásticas importantes durante las pruebas reglamentarias denominadas de caída libre sobre objetivo indeformable. A título de recordatorio, las pruebas de caída se realizan orientando el eje longitudinal del envase y de su cavidad bien de manera sensiblemente perpendicular a la superficie de impacto (se habla entonces generalmente de caída axial o vertical) , bien de manera sensiblemente paralela a la misma (se habla entonces generalmente de caída lateral u horizontal) .

Las deformaciones plásticas mencionadas anteriormente son más susceptibles de producirse cuando los elementos de protección radiológica de plomo son llevados a temperaturas que pueden alcanzar 200ºC, como es el caso en condiciones normales de transporte. Por consiguiente, las pruebas reglamentarias de caída toman en cuenta estas condiciones, que se revelan extremadamente limitadoras.

En el caso de la caída vertical, las deformaciones plásticas observadas toman la forma de un hundimiento de los elementos prefabricados de plomo, según la dirección longitudinal, tendiendo efectivamente el material a colmar una holgura de funcionamiento necesaria para la introducción de estos elementos prefabricados entre las dos virolas del cuerpo lateral.

A este respecto, cabe señalar que el hundimiento del plomo genera la aparición de espacios vacíos entre las dos virolas del cuerpo lateral, estando estos espacios vacíos orientados longitudinalmente y localizados en un extremo del envase, opuesto al extremo destinado a chocar contra el objetivo indeformable durante la caída libre vertical. Evidentemente, estos espacios vacíos crean discontinuidades longitudinales en la protección radiológica que, localmente, ya no puede estar garantizada de manera satisfactoria. Estas discontinuidades pueden estar en el origen de fugas de rayos gamma, perjudiciales respecto de los criterios reglamentarios.

Exposición de la invención 65 La invención tiene por lo tanto por objeto solucionar, por lo menos en parte, los inconvenientes mencionados anteriormente, relativos a las realizaciones de la técnica anterior.

Para ello, la invención tiene por objeto un envase para el transporte y/o almacenamiento de materiales nucleares, tales como ensamblajes de combustible nuclear irradiados, incluyendo dicho envase un cuerpo lateral que se extiende según una dirección longitudinal de dicho envase, formando dicho cuerpo lateral una cavidad de alojamiento de los materiales nucleares y estando equipado con un dispositivo de protección radiológica.

Según la invención, dicho dispositivo de protección radiológica incluye al menos una estructura de protección radiológica que incluye al menos un bastidor metálico de refuerzo que se extiende según dicha dirección longitudinal y cuya forma es adoptada por un bloque realizado en plomo o en una de sus aleaciones, colado sobre dicho bastidor metálico de refuerzo, estando este equipado con al menos un elemento de retención del bloque colado, según dicha dirección longitudinal. Además, dicho bastidor metálico de refuerzo está sumergido en el bloque colado en al menos una parte de su longitud según dicha dirección longitudinal, y preferiblemente en toda su longitud.

De este modo, cada elemento de retención del bastidor de refuerzo permite realizar una unión mecánica con el bloque colado realizado en plomo o en una de sus aleaciones, impidiendo el desplazamiento relativo de estas dos entidades entre sí, según la dirección longitudinal. Esto permite evitar/limitar el hundimiento del plomo en caso de caída libre vertical del envase, según su dirección longitudinal.

Por consiguiente, la invención permite impedir la formación de discontinuidades longitudinales prejudiciales en el dispositivo de protección radiológica, e impide de este modo ventajosamente las fugas de radiación gamma a través del cuerpo lateral del envase.

A título indicativo, después de la colada del bloque, denominado en lo sucesivo bloque de plomo, el bastidor metálico de refuerzo y el bloque de plomo forman preferiblemente un conjunto solidario de una sola pieza, gracias en particular a la presencia de cada elemento de retención cuya forma es adoptada por el plomo. Dicho de otro modo, se puede considerar que el bloque de plomo y el bastidor metálico están encastrados el uno en el otro. Además, para reforzar la solidaridad entre ambas entidades, se fomenta preferiblemente que después de la colada, el plomo se adhiera al conjunto de la superficie del bastidor metálico que cubre, incluso si pudiera ser de otro modo, sin salirse del alcance de la invención.

Cabe señalar que el concepto de parte longitudinal “sumergida” debe entenderse en el presente documento como una parte que ya no está, lateralmente, a la vista desde el exterior, es decir que está cubierta por el plomo colado. De este modo, según esta característica, por lo menos una parte longitudinal de dicho bastidor metálico está cubierta lateralmente en todo su contorno, es decir en una zona angular de 360º alrededor de la dirección longitudinal.

Esta particularidad permite, en primer lugar, reforzar la unión mecánica entre el boque de plomo y el bastidor metálico de refuerzo que integra los elementos de retención. Además, permite considerar un fácil mecanizado de la estructura de protección radiológica después de la colada de plomo, ya que su contorno lateral está íntegramente compuesto por este plomo, por oposición, por ejemplo, a una estructura de protección radiológica que conserva partes aparentes del bastidor metálico en su contorno, que harían que su mecanizado fuese mucho más delicado.

Preferiblemente, dicho bastidor metálico de refuerzo presenta, en cualquier sección transversal, una forma no recta. De manera general, esto le permite presentar un buen comportamiento mecánico en compresión, según la dirección longitudinal según la cual se extiende.

Por ejemplo, la sección transversal puede ser del tipo zigzag, con motivos en forma de olas, almenas,... [Seguir leyendo]

1. Envase (2) para el transporte y/o almacenamiento de materiales nucleares, incluyendo dicho envase un cuerpo lateral

(14) que se extiende según una dirección longitudinal (X) de dicho envase, formando dicho cuerpo lateral una cavidad de alojamiento (6) de los materiales nucleares y estando equipado con un dispositivo de protección radiológica (20) , incluyendo dicho dispositivo de protección radiológica por lo menos una estructura de protección radiológica (26) que incluye por lo menos un bastidor metálico de refuerzo (30, 130) que se extiende según dicha dirección longitudinal (X) y a cuya forma se adapta un bloque (32) realizado en plomo o en una de sus aleaciones, colado sobre dicho bastidor metálico de refuerzo (30, 130) , habiéndose equipado el mismo con al menos un elemento (34, 134) de retención del

bloque colado, según dicha dirección longitudinal (X) , estando dicho bastidor metálico de refuerzo (30, 130) sumergido en el bloque colado (32) en al menos una parte de su longitud según dicha dirección longitudinal (X) , caracterizado porque dicha parte de bastidor metálico está recubierta lateralmente por el plomo en todo su contorno.

2. Envase (2) según la reivindicación 1, caracterizado porque dicho bastidor metálico de refuerzo (30, 130) presenta, en 15 cualquier sección transversal, una forma no recta.

3. Envase (2) según la reivindicación 2, caracterizado porque dicho bastidor metálico de refuerzo (30, 130) presenta, en cualquier sección transversal, una forma de zigzag.

4. Envase (2) según la reivindicación 2, caracterizado porque dicho bastidor metálico de refuerzo (30, 130) adopta la forma de una estructura hueca que define una pared lateral interior (40) que delimita un hueco que se extiende según dicha dirección longitudinal (X) , y una pared lateral exterior (42) .

5. Envase (2) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicho bastidor metálico de refuerzo (30, 130) está equipado con una pluralidad de elementos (34, 134) de retención del bloque colado según dicha dirección longitudinal (X) , repartidos a lo largo de esta misma dirección.

6. Envase (2) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque al menos un elemento (34)

de retención del bloque colado adopta la forma de un agujero pasante realizado en dicho bastidor metálico (30) , y 30 atravesado por dicho bloque colado (32) .

7. Envase (2) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque al menos un elemento (134) de retención del bloque colado adopta la forma de un resalte previsto en dicho bastidor metálico (130) , y sumergido en dicho bloque colado (32) .

8. Envase (2) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la longitud del bastidor metálico (30, 130) , según dicha dirección longitudinal (X) , es sensiblemente idéntica a la longitud según esta misma dirección del bloque (32) realizado en plomo o en una de sus aleaciones, colado en dicho bastidor.

9. Envase (2) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicho dispositivo de protección radiológica (20) incluye una pluralidad de estructuras de protección radiológica (26) repartidas circunferencialmente alrededor de la cavidad.

10. Envase (2) según la reivindicación 9, caracterizado porque cada estructura de protección radiológica (26) está alojada 45 en un perfil metálico (60) abierto en una dirección circunferencial (T) , que permite la introducción de la estructura de protección radiológica (26) en su perfil asociado según un movimiento relativo siguiendo esta misma dirección (T) .

11. Envase (2) según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque dicho dispositivo de protección radiológica (20) está constituido por una única estructura de protección radiológica que forma una virola de una sola 50 pieza alrededor de dicha cavidad (6) .

12. Procedimiento de fabricación de un envase para el transporte y/o el almacenamiento de materiales nucleares según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque incluye una etapa de fabricación de dicha estructura de protección radiológica, realizada colando plomo o una de sus aleaciones en un molde en cuyo interior se ha 55 colocado previamente dicho bastidor metálico de refuerzo.