HERRAMIENTA PARA MOVER COMBUSTIBLE NUCLEAR GASTADO DENTRO DE LAS CELDAS DE UNA PISCINA DE ALMACENAMIENTO.

Herramienta para mover combustible nuclear gastado dentro de las celdas de una piscina de almacenamiento,

que comprende una estructura en "T" invertida, compuesta por un mástil vertical (1) con un elemento de enganche (2) al gancho de una grúa pórtico en su parte superior e inferiormente está unido a una viga-bastidor (3), que dispone en su extremo anterior de un mecanismo de agarre (4) del elemento de combustible (5); conformando dicha viga (3) interiormente una guía de desplazamiento para un contrapeso (12) que se desplaza a lo largo de la misma posicionando dicho contrapeso (12) en la parte anterior o posterior de la viga (3) en función si el cabezal de enganche (4) está vacío o cargado con un elemento de combustible (5).

Herramienta para mover combustible nuclear gastado dentro de las celdas de una piscina de almacenamiento.

Objeto de la invención

La presente invención, como su propio título indica se refiere a una herramienta que está destinada a mover combustible nuclear gastado dentro de las celdas de una piscina de almacenamiento: más concretamente el combustible incluido en una serie de celdas que 10 ocupan posiciones que son inaccesibles desde un plano superior y que por tanto requieren de un medio que permita su desplazamiento por debajo del voladizo o plataforma existente en la mayoría de las piscinas, en las que se coloca instrumentación de vigilancia de temperatura o de nivel de las mismas.

Antecedentes de la invención

El combustible nuclear, una vez descargado del reactor, tiene que permanecer almacenado varios años en las piscinas de las centrales nucleares para que se reduzca la generación de calor y decaiga la actividad. Las piscinas están dotadas de de jaulas internas (racks) para 20 mover y almacenar el combustible usado. El movimiento de los elementos de combustible, para sacarlos o introducirlos en la piscina de almacenamiento se efectúa por medio de una grúa pórtico que se desplaza sobre la piscina. Desde la pasarela de la grúa pórtico se utiliza una herramienta de manipulación de elementos de combustible, la cual está provista en el extremo de una pinza diseñada para el enganchar el cabezal superior del elemento de combustible. 25

Los medios existentes actualmente solo permiten trabajar en la vertical del gancho de la grúa pórtico, motivo por el cual los espacios existentes en la piscina que son inaccesibles desde un plano superior, vacíos o con elementos de combustible, no se pueden a provechar.

Descripción de la invención

La herramienta de la invención, a diferencia de la técnica actual, permite el acceso a los elementos de combustible que se encuentran fuera de la vertical del gancho de la grúa, accediendo a esos elementos "escondidos" por estorbos como puede ser un voladizo o 35 instrumentación de la propia piscina, pudiéndose efectuar las operaciones de "enganchado" o "desenganchado" de los elementos de combustible gastado, independientemente de la posición que ésta ocupe en la piscina de almacenamiento.

Para ello, esta herramienta presenta una estructura en "T" invertida, compuesta por un mástil 40 vertical provisto de un elemento de enganche al gancho de la grúa pórtico en su parte superior, mientras que inferiormente está unido a una viga-bastidor que dispone en su extremo anterior del mecanismo de agarre del elemento de combustible. Dicha viga interiormente define una guía de desplazamiento para un contrapeso que se desplaza a lo largo de la misma, accionada por medio de una transmisión que recibe el movimiento un servo-motor incluido en la caja de 45 mecanismos fijada en la parte anterior-superior de la viga, controlado en modo manual o automático, que permite posicionar dicho contrapeso en la parte anterior o posterior de la viga en función si el cabezal de enganche está vacío o cargado con un elemento de combustible.

El control de la herramienta puede realizarse bien desde un cuadro de control que se puede 50 colgar de la parte interior de la barandilla de la grúa manipuladora, bien desde un mando remoto que dispone:

- de selectores para movimiento manual o automático, y

- de indicadores de posición del contrapeso.

Se ha previsto que la viga-bastidor esté unida al mástil o pértiga en un punto próximo a su extremo anterior, en el que se fija el mecanismo de agarre del elemento de combustible, aproximadamente situado a un 20% de la longitud total de dicha viga. En todo caso, la porción de viga que queda hacia el extremo posterior y el anterior dependerá del contrapeso colocado en su interior y de la limitación de peso total de la herramienta más carga a manipular, para que 5 por la simple ley de la palanca pueda:

a) Compensar el peso del elemento de combustible dentro del agua de la piscina cuando éste cuelga de la pinza de agarre, situada en la parte anterior y el contrapeso está situado próximo al extremo posterior. 10

b) Compensar el peso propio de la herramienta cuando está sin carga (sin elemento de combustible) y por tanto el contrapeso se sitúa en un punto próximo al extremo anterior, sobrepasado la vertical del mástil.

La viga-bastidor se fija al mástil o pértiga por medio de un bulón que ejerce de punto de giro, 15 situado por encima de dicha viga. Además a modo de seguridad la viga está unida también a la pértiga a través de dos tirantes laterales que actúan como topes de seguridad en caso de inclinación de la viga más allá de un ángulo precalculado, y evitar así el vuelco completo del bastidor. El contrapeso que se desplaza por el interior de la viga-bastidor está accionado mediante un control automático gobernado por un mecanismo electrónico, que detecta 20 cualquier inclinación de la herramienta con un rango de ±1º; este control se encarga de enviar señales eléctricas en el caso de desequilibrio al servo-motor de accionamiento del contrapesado para moverlo en la dirección adecuada, para que la herramienta se mantenga horizontalmente equilibrada, tanto sin carga como cargada con elemento de combustible.

La pinza de enganche de elementos de combustible consta de unas garras accionadas mecánicamente desde una palanca a la que se accede aproximadamente a la altura del punto de enganche al gancho de la grúa; cuatro garras accionadas por un émbolo con movimiento axial vertical, que se transmite a través de una biela que conecta por medio de una varilla que discurre paralela al mástil desde el punto de enganche de la grúa que desplaza la herramienta 30 por encima de la piscina de almacenamiento.

La citada pinza de enganche de los elementos de combustible dispone de dos pines guía, situados a 180º y uno de orientación, para el centrado del dispositivo, de manera que sólo permite el acoplamiento del cabezal superior del elemento combustible en una única posición. 35 El accionamiento manual manejable desde la pasarela de la grúa pórtico dispone de un enclavamiento, mediante un pasador auto-blocante de seguridad que asegura su posición "enganchado" o "desenganchado" permite fijar la posición de las garras abiertas o cerradas respectivamente.

Descripción de las figuras

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de facilitar la comprensión de las características de la invención, se acompaña a la presente memoria descriptiva un juego de dibujos en los que, con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha 45 representado lo siguiente:

La figura 1 muestra una vista en planta en la que se marcan las zonas en las cuales opera esta herramienta, por ser inaccesibles desde un plano superior 50

La figura 2 representa una vista general en alzado lateral del conjunto de la herramienta objeto de la invención.

La figura 3 representa una vista en perspectiva del extremo anterior de esta herramienta, que incluye la pinza de enganche (4) de los elementos de combustible.

Realización preferente de la invención 5

Como se puede observar en las figuras referenciadas la herramienta de la invención ha sido especialmente diseñada para mover el combustible gastado situado en posiciones no accesibles verticalmente, extrayendo cada elemento verticalmente y trasladándolo a otra posición donde sí se acceda directamente con una herramienta recta. Los elementos combustibles que se encuentran en estas posiciones están marcados con círculos en la figura 10 1:

- En la zona sur de la piscina (A) puede acceder a dos filas que se encuentran por debajo de la propia plataforma de la grúa manipuladora.

- Bajo el voladizo existente en la zona norte de la piscina y que representan tres filas existe la zona (B) en la que también ha de operar la herramienta, para lo cual ésta dispone en la pinza de un sistema de giro y bloqueo de su posición que permite la posibilidad de efectuar un giro de 180º con respecto a la posición (A) dado que todos los elementos tienen la misma orientación en la piscina, pero para los casos A y B la 20 herramienta trabaja girada 180º.

- Además en la zona nordeste se encuentra otra zona (C) de otras seis celdas situadas bajo la tubería de refrigeración; para acceder a esta posición la herramienta girará 38º con respecto a la posición que adopta en la zona (B) . 25

El diseño básico de esta herramienta consiste en una configuración de "T" invertida, compuesta por un mástil vertical (1) con un elemento de sujeción (2) al gancho de la grúa en su parte superior y éste unido a una viga-bastidor (3) en su parte inferior, la cual...

1. Herramienta para mover combustible nuclear gastado dentro de las celdas de una piscina de almacenamiento, en concreto en aquellas posiciones (A-B-C) de la piscina que son inaccesibles desde un plano superior, del tipo de las que incluye una pinza de enganche (4) del elemento de combustible (5) accionado y soportado por una grúa pórtico que se desplaza 5 sobre la piscina, que se caracteriza por que comprende una estructura en "T" invertida, compuesta por un mástil vertical (1) con un elemento de enganche (2) al gancho de la grúa pórtico en su parte superior e inferiormente está unido a una viga-bastidor (3) , que dispone en su extremo anterior de un mecanismo de agarre (4) del elemento de combustible (5) , que consta de unas pinzas o garras accionadas desde una terminación que conecta con el punto de 10 enganche (2) al gancho de la grúa; conformando dicha viga (3) interiormente una guía de desplazamiento para un contrapeso (12) que se desplaza a lo largo de la misma, accionada por medio de una transmisión (14) que recibe el movimiento un servo-motor incluido en la caja de mecanismos (15) fijada en la parte anterior-superior de la viga (3) , controlado manual o automático, para posicionar dicho contrapeso (12) en la parte anterior o posterior de la viga (3) 15 en función si el cabezal de enganche (4) está vacío o cargado con un elemento de combustible (5) .

2. Herramienta, según la reivindicación 1, caracterizada por que la viga-bastidor (3) está unida al mástil o pértiga (1) en un punto próximo a su extremo anterior, en el que se fija el 20 mecanismo de agarre (4) del elemento de combustible (5) , aproximadamente situado a un 20% de la longitud total de dicha viga (3) .

3. Herramienta, según la reivindicación 1, caracterizada por que la viga-bastidor (3) se fija por medio de una abrazadera (9) al mástil o pértiga (1) , situada por encima de dicha viga (3) y 25 unida a ella a través de sendos tirantes (11-10) que actúan como topes de seguridad en caso de inclinación de la viga (3) más allá de un ángulo precalculado.

4. Herramienta, según la reivindicación 1, caracterizada por que el contrapeso (12) se acciona mediante un control automático o manual gobernado por un mecanismo electrónico, 30 que detecta cualquier inclinación de la herramienta con un rango de ±1º y se encarga de enviar señales eléctricas en el caso de desequilibrio, al servo-motor de accionamiento del contrapesado (12) para mover éste en la dirección adecuada de manera que la herramienta se mantenga horizontalmente equilibrada, tanto sin carga como cargada con elemento de combustible (5) . 35

5. Herramienta, según la reivindicación 1, caracterizada por que la pinza de enganche (4) de elementos de combustible (5) presenta cuatro pinzas o garras accionadas por un émbolo (8) con movimiento axial vertical, que se transmite a través de una biela (7) que conecta por medio de una varilla (6) que discurre paralela al mástil (1) con el punto de enganche (2) de la grúa que 40 desplaza la máquina por encima de la piscina de almacenamiento.

6. Herramienta, según la reivindicación 1, caracterizada por que la pinza de enganche (4) de los elementos de combustible dispone de dos pines (17) guía, situados a 180º y uno de orientación (18) entre ellos, para el centrado del dispositivo. 45

7. Herramienta, según la reivindicación 1, caracterizada por que la pinza de enganche (4) de los elementos de combustible dispone de un accionamiento manual manejable desde la pasarela de la grúa pórtico y un pasador auto-blocante de seguridad (16) que asegura su posición enganchado o desenganchado. 50