Procedimiento y disposición para rodear al menos una barra de combustible de manera estanca al gas.

Procedimiento para rodear de forma estanca al gas al menos una barra de combustible que se encuentra en unlíquido que comprende las etapas del procedimiento:

(a) posicionamiento de un tubo interior (12) que presenta orificios frontales y que se puede cerrar por medio deprimeros elementos de cierre (14, 16) en un alojamiento alineado vertical,

(b) introducción de la al menos una barra de combustible en el tubo interior,

(c) alineación del primer elemento de cierre superior sobre el orificio frontal superior del tubo interior,

(d) cierre del alojamiento (18, 20, 22) y retirada del líquido presente en el alojamiento y en el tubo interior,

(e) impulsión con fuerza del primer elemento de cierre inferior en la dirección axial del tubo interior, de maneraque el tubo interior es arrastrado y es desplazado hacia el primer elemento de cierre superior durante laintroducción simultánea del primer elemento de cierre superior en el tubo interior, y

(f) después del posicionamiento correcto de los primeros elementos de cierre en el tubo interior, conexión porunión del material de los primeros elementos de cierre con el tubo interior.

Procedimiento y disposición para rodear al menos una barra de combustible de manera estanca al gas La invención se refiere a un procedimiento para rodear de forma estanca al gas al menos una barra de combustible que se encuentra en un líquido. La invención se refiere también a una disposición para rodear de forma estanca al gas al menos una barra de combustible que se encuentra en un líquido.

Las barras de combustible están constituidas por combustible nuclear como por ejemplo uranio enriquecido u óxido mixto que está constituido por uranio y plutonio, que está incluido en tubos envolventes soldados de forma estanca, que están constituidos, por ejemplo, de una alineación de circonio. Durante la radiación de las barras de combustible en el reactor aparecen productos de escisión radioactivos así como actínidos, que permanecen incluidos en los tubos envolventes soldados de forma estancada.

A través de la radiación en el reactor se influye negativamente sobre las propiedades de los tubos envolventes. En el caso de consumos reducidos o medios, las propiedades del material de los tubos envolventes son todavía suficientes para incluir con seguridad el inventario radioactivo durante las solicitaciones que deben suponerse para las condiciones de transporte y de almacenamiento.

No existen investigaciones suficientes sobre las propiedades del material de tubos envolventes de barras de combustible con consumos altos de más de 60 – 70 GWd/MgSM para la verificación de la incluso segura del inventario radioactivo durante las solicitaciones que deben suponerse para condiciones de transporte y de almacenamiento. Por lo tanto, en virtud de los análisis de seguridad conservadores aplicados en la zona nuclear, las barras de combustible altamente consumida son tratadas como barras de combustible irradiadas dañadas.

Por definición, en las barras de combustible irradiadas dañadas y altamente consumidas no está presente la barrera “tubo envolvente”. Los productos de escisión, en particular productos de escisión en forma de gas, y los actínidos pueden salir fuera de la barra de combustible. Por lo tanto, durante el transporte y durante el almacenamiento de las barras de combustible en contenedores de transporte y de almacenamiento, respectivamente, los inventarios radioactivos de las barras de combustible llegan a la atmósfera de los contenedores y permanecen en las juntas de obturación de estos contenedores. En los contenedores de transporte, que están equipados, en general, con juntas de obturación de elastómeros, resultan de esta manera tasas de liberación muy elevadas o bien en el caso de mantenimiento de las tasas de liberación admisibles establecidas en las especificaciones relevantes, existen inventarios de combustible admisibles muy reducidas en el contenedor. Estos inventarios de combustible admisibles pueden ser tan reducidos, en función del tiempo de refrigeración del combustible, que no se puede transportar ya una barra de combustible completa. En los contenedores de almacenamiento, los nucleidos radioactivos existentes en las juntas de obturación pueden conducir a influencias negativas a largo plazo sobre las juntas de obturación. Por lo tanto, actualmente como carga de contenedores, que sirven para el almacenamiento de elementos de combustible, solamente son admisibles barras de combustible intactas con consumos limitados.

Después de la radiación en el reactor, las barras de combustible son almacenadas en agua para la refrigeración y el blindaje de la radiación radioactiva. En general, en las centrales nucleares no existen instalaciones, que posibiliten un procesamiento seco de barras de combustible irradiadas. Por lo tanto, la introducción de barras de combustible irradiadas en casquillos de transporte y/o en casquillos de almacenamiento debe realizarse forzosamente en agua.

Se conoce introducir barras de combustible irradiadas dañadas en células calientes en el estado seco en casquillos de transporte y/o casquillos de almacenamiento soldados.

También debe proponerse introducir barras de combustible irradiadas en agua en casquillos de de transporte y/o casquillos de almacenamiento atornillados, obturados mecánicamente. En este caso, una gran parte del agua es desplazada a través de aire comprimido alimentado desde arriba fuera del casquillo, para cerrar el casquillo a continuación por medio de tapón enroscado presente en ambos lados. Condicionado por el procedimiento, permanece una cantidad de agua residual indefinida en el casquillo. Esto puede conducir a través de evaporación a la formación de presión en el casquillo, puesto que las barras de combustible pueden alcanzar durante el transporte o bien durante el almacenamiento una temperatura de hasta 370ºC, por ejemplo. Por lo demás, puede aparecer corrosión indefinida en los tubos envolventes o en el combustible.

A partir del documento DE-A-28 54 358 se puede deducir un contenedor de transporte para materiales radioactivos. Para almacenar materiales radiactivos en el contenedor en atmósfera de gas seco, se aclara el contenedor de gas y se cierra a continuación.

De acuerdo con el documento DE-U-89 06 938 se introducen elementos de combustible en una piscina de elementos de combustible en una campana de inmersión, que se evacua después el cierre.

Se conoce a partir del documento US-A-5.633.904 un sistema de transferencia para barras de combustible, que comprende un contenedor de transporte dispuesto por encima de una piscina, en el que las barras de combustible son introducidas a través de un sistema de transferencia desde la piscina.

Se conoce a partir del documento DE-A-196 40 393 una cápsula para un cuerpo radioactivo. La cápsula está constituida por un manguito extendido alargado así como por tapones de cierre que la cierran, a través de los cuales se puede aspirar líquido desde el interior del manguito.

El documento DE3226986 muestra un procedimiento y un dispositivo para rodear de forma estanca al gas una barra de combustible que se encuentra en un líquido, de manera que la barra de combustible es introducida en un contenedor que está constituido por un manguito cilíndrico exterior y por un tubo interior.

La presente invención tiene el cometido de desarrollar un procedimiento y una disposición para rodear de forma estanca al menos una barra de combustible que se encuentra en un líquido, de tal manera que las barras de combustible altamente consumidas y/o irradiadas dañadas son aptas para el almacenamiento y para el transporte, respectivamente, en una atmósfera definida y con una estanqueidad verificada.

Por lo que se refiere al procedimiento, el cometido se soluciona esencialmente por medio de un

(a) posicionamiento de un tubo interior que presenta orificios frontales y que se puede cerrar por medio de primeros elementos de cierre en un alojamiento alineado vertical,

(b) introducción de la al menos una barra de combustible en el tubo interior,

(c) alineación del primer elemento de cierre superior sobre el orificio frontal superior del tubo interior,

(d) cierre del alojamiento y retirada del líquido presente en el alojamiento y en el tubo interior,

(e) impulsión con fuerza del primer elemento de cierre inferior en la dirección axial del tubo interior, de manera que el tubo interior es arrastrado y es desplazado hacia el primer elemento de cierre superior durante la introducción simultánea del primer elemento de cierre superior en el tubo interior, y

(f) después del posicionamiento correcto de los primeros elementos de cierre en el tubo interior, conexión por unión del material de los primeros elementos de cierre con el tubo interior.

Por lo demás, la invención prevé de manera preferida que después de la conexión por unión del material de los primeros elementos de cierre con el tubo interior

(g) se inunde el alojamiento y

(h) se extraiga el tubo interior, que rodea la al manos una barra de combustible, fuera del alojamiento.

En este caso, al menos las etapas del procedimiento (b) – (h) deberían realizarse en uno o en el líquido, en el que se encuentra la al menos una barra de combustible.

De acuerdo con la invención, las barras de combustible altamente consumidas y/o dañadas son introducidas en el líquido que – como una cubierta de agua – es suficiente para el blindaje de la radiación, en tubos interiores, con preferencia en tubos de acero noble, que son secados antes del cierre y son cerrados por unión del material – especialmente por medio de estañado – con primeros elementos de cierre que se pueden designar como tapones o caperuzas. En este caso, existe la posibilidad de que después del cierre se lleve... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para rodear de forma estanca al gas al menos una barra de combustible que se encuentra en un líquido que comprende las etapas del procedimiento:

(a) posicionamiento de un tubo interior (12) que presenta orificios frontales y que se puede cerrar por medio de primeros elementos de cierre (14, 16) en un alojamiento alineado vertical,

(b) introducción de la al menos una barra de combustible en el tubo interior,

(c) alineación del primer elemento de cierre superior sobre el orificio frontal superior del tubo interior,

(d) cierre del alojamiento (18, 20, 22) y retirada del líquido presente en el alojamiento y en el tubo interior,

(e) impulsión con fuerza del primer elemento de cierre inferior en la dirección axial del tubo interior, de manera que el tubo interior es arrastrado y es desplazado hacia el primer elemento de cierre superior durante la introducción simultánea del primer elemento de cierre superior en el tubo interior, y

(f) después del posicionamiento correcto de los primeros elementos de cierre en el tubo interior, conexión por unión del material de los primeros elementos de cierre con el tubo interior.

2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque después de la conexión por unión del material de los primeros elementos de cierre (14, 16) con el tubo interior (12)

(g) se inunda el alojamiento (18, 20, 22) y

(h) porque se extrae el tubo interior, que rodea la al manos una barra de combustible, fuera del alojamiento.

3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque al menos las etapas del procedimiento (b) a (h) se realizan en uno o en el líquido, en el que se encuentra la al menos una barra de combustible.

4. Procedimiento de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el primer elemento de cierre inferior (16) se dispone durante la retirada del líquido en una primera posición en el tubo interior (12) , en la que se expulsa líquido a través del primer elemento de cierre inferior así como al menos a través de un orificio (52) que atraviesa el tubo interior.

5. Procedimiento de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque después de la retirada del líquido y después del secado del espacio interior del tubo interior (12) , se impulsa con fuerza el primer elemento de cierre inferior (16) y se desplaza para el arrastre del tubo interior en éste a una segunda posición, en la que se realiza la conexión por unión del material.

6. Procedimiento de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el tubo interior (12) es guiado dentro del alojamiento (18, 20, 22) por medio de elementos de posicionamiento (28) que parten desde su pared interior, los cuales presentan orificios de paso que se extienden en forma de embudo, en particular que se extienden en la dirección axial del alojamiento.

7. Procedimiento de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el primer elemento de cierre superior (14) es recibido para la alineación sobre el tubo interior (12) por un soporte de fijación (24) en forma de embudo y se fija en éste por medio de un segundo elemento de cierre (40) que cierra el alojamiento (18, 20, 22) o un elemento que parte desde éste, de manera que especialmente el tubo interior es introducido en el alojamiento a través del soporte de fijación en forma de embudo y después del cierre del tubo interior se retira fuera del alojamiento a través del soporte de fijación en forma de embudo.

8. Disposición para rodear de forma estanca al gas al menos una barra de combustible que se encuentra en un líquido, que comprende:

(a) un tubo interior (12) que presenta orificios frontales, en el que se puede introducir la al menos una barra de combustible, así como primeros elementos de cierre (14, 16) por medio de los cuales se cierran los orificios,

(b) un alojamiento para el tubo interior, que presenta una sección media en forma de un tubo exterior (18) así como el tubo exterior presenta en el extremo unas partes de carcasa (20, 22) de delimitación, en las que están presentes instalaciones para la conexión por unión del material del tubo interior con los primeros elementos de cierre, en la que en el tubo exterior están dispuestas unas guías (28) para el tubo interior, en una primera parte de la carcasa (20) está presente un primer alojamiento que sirve como apoyo para el tubo interior y que puede ser atravesado por un elemento de activación (36) y en otra segunda parte de la carcasa (22) está presente un segundo alojamiento (24) , y el segundo alojamiento presenta un orificio de

paso en forma de embudo, cuyo eje longitudinal está alineado sobre su eje longitudinal cuando el tubo se encuentra en el segundo alojamiento, en la que en el segundo alojamiento se fija uno de los primeros elementos de cierre (14) a través de un segundo elemento de cierre (40) que cierra la segunda parte de la carcasa o se fija un elemento de fijación (84) que parte desde ésta, en la que el orificio de paso en forma de embudo puede ser atravesado por el tubo interior.

9. Disposición de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizada porque el primer alojamiento (30) , que presenta especialmente un asiento en forma de embudo para el apoyo del tubo interior (12) puede ser impulsado de esta manera con fuerza a través del elemento de activación (36) en el tubo interior (12) hasta un primer elemento de cierre (16) que es desplazable axialmente en este tope (38) existente, porque después del apoyo del primer elemento de cierre en el tope, el elemento de cierre es desplazable junto con el tubo interior para la introducción del primer elemento de cierre (14) , que parte desde el segundo alojamiento (24) en el tubo interior.

10. Disposición de acuerdo con la reivindicación 8 ó 9, caracterizada porque el primer elemento de cierre (16) desplazable axialmente hasta el tope (38) presenta al menos un orificio de paso (50) que parte desde la superficie frontal interior (48) y que se extiende hacia la superficie circunferencial del primer elemento de cierre, de manera que el orificio de paso está alineado en una primera posición, de la que se distancia el primer elemento de cierre hacia el tope, con un orificio (52) que atraviesa la pared circunferencial del tubo interior.

11. Disposición de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones 8 a 10, caracterizada porque la guía (28) son elementos en forma de cuña o en forma de embudo que parten desde la superficie interior del tubo exterior (18) , que presentan especialmente escotaduras como cavidades que se extienden en la dirección longitudinal del tubo exterior para el paso de líquido.

12. Disposición de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones 8 a 11, caracterizada porque la parte de la carcasa (20, 22) presenta una geometría de cilindro hueco con al menos una ventana de observación, a través de la cual se detecta radiación térmica durante la conexión por unión del material de uno de los primeros elementos de cierre (14, 16) y el tubo interior (12) y se puede conducir a través de una guía de luz hacia una instalación de temperatura dispuesta fuera del líquido, en la que la instalación de temperatura es con preferencia un pirómetro.

13. Disposición de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones 8 a 12, caracterizada porque a través de la parte de la carcasa (22) , que presenta el segundo alojamiento (24) , se puede introducir el tubo interior (12) a través del segundo alojamiento en el tubo exterior (18) .

14. Disposición de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones 8 a 13, caracterizada porque el tubo exterior

(18) presenta una sección variable en la longitud como un fuelle (25) y está conectado especialmente con las partes de la carcasa (20, 22) por medio de pestañas de vacío.