ES2336493T3 - Mecanismo para la colocacion en vertical de un recipiente de transporte. - Google Patents

Mecanismo para la colocacion en vertical de un recipiente de transporte. Download PDF

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Abstract

Un dispositivo para la colocación en vertical de un recipiente de transporte de componente nuclear alargado para soportar el recipiente de transporte según es trasladado entre una orientación horizontal y vertical, que comprende: un miembro base (26) que tiene una superficie superior, un primer extremo, un segundo extremo, un primer lado y un segundo lado; una primera horquilla (42) fijada al miembro base (26) próxima a la inserción del primer extremo y del primer lado del miembro base y formada para que se conecte de forma pivotante con un lado inferior de un primer extremo en un primer lado del recipiente de transporte; una segunda horquilla (42) fijada al miembro base (26) próxima a la intersección del primer extremo y del segundo lado del miembro base y formada para que se conecte de forma pivotante a un lado inferior del primer extremo en un segundo lado del recipiente de transporte; un primer brazo (30) de soporte conectado de forma pivotante al miembro base próximo a la intersección del segundo extremo y del primer lado del miembro base y que está formado para que se conecte de forma pivotante a un primer lado del recipiente de transporte en una ubicación separada una primera distancia del primer extremo del recipiente de transporte, teniendo el primer brazo de soporte al menos dos ligamentos (58, 60) conectados a través de una primera junta pivotante (40); un segundo brazo (30) de soporte conectado de forma pivotante al miembro base próximo a la intersección del segundo extremo y del segundo lado del miembro base y que está formado para que se conecte de forma pivotante con un segundo lado del recipiente de transporte en una ubicación separada la primera distancia del primer extremo del recipiente de transporte, teniendo el segundo brazo de soporte al menos dos ligamentos (58, 60) conectados a través de una segunda junta pivotante (40), y medios para fijar en su posición el dispositivo para la colocación en vertical el recipiente de transporte según se traslada de la orientación horizontal a la vertical.

Description

Mecanismo para la colocación en vertical de un recipiente de transporte.
Antecedentes de la invención 1. Campo de la invención
La presente invención versa, en general, acerca de un equipo de manipulación para un recipiente de transporte para componentes de combustible nuclear y, en particular, acerca de un dispositivo para la colocación en vertical para facilitar la traslación de dicho recipiente de transporte entre una orientación horizontal y vertical.
2. Técnica relacionada
En el transporte y en el almacenamiento de elementos y conjuntos de combustible nuclear no irradiado, que contienen grandes cantidades y/o enriquecimientos de material fisionable, U^{235}, es necesario garantizar que se evita la criticidad durante un uso normal, al igual que condiciones con potencial de accidente. Por ejemplo, los recipientes para transportar combustible están autorizados por la comisión de regulación nuclear (NRC) para transportar enriquecimientos máximos específicos de combustible (es decir, peso y % de peso de U^{235}) para cada diseño de conjunto de combustible. Para que un nuevo diseño de recipiente de transporte reciba la aprobación de la autorización, se debe demostrar a satisfacción de la NRC que el nuevo diseño de recipiente cumplirá los requerimientos de las normas y reglas de la NRC, incluyendo las definidas en 10 CFR sección 71. Estos requerimientos definen el máximo accidente creíble que el recipiente de transporte y sus estructuras internas de soporte deben soportar para mantener la subcriticidad del conjunto de combustible alojado en su interior.
Se ha diseñado y autorizado recientemente un nuevo recipiente de transporte para combustible no irradiado, designado el TRAVELLER^{TM}. El recipiente de transporte TRAVELLER^{TM} representa la última tecnología en el transporte de combustible no irradiado como evidencia por ser el primer recipiente que ha sido autorizado con una prueba de fuego real. Los recipientes de nuevo diseño transportan un único conjunto de combustible y requieren una manipulación excepcional.
Los recipientes de transporte TRAVELLER^{TM} son recipientes reutilizables de transporte diseñados para el transporte seguro de un único conjunto de combustible no irradiado con o sin componentes del núcleo. El recipiente también proporciona un aislamiento contra los golpes y las vibraciones y protege al conjunto de combustible de un daño durante la manipulación normal y el transporte. El recipiente consiste en una concha interna cuadrada de aluminio que está fijada a un recipiente exterior por medio de soportes amortiguadores de caucho. El recipiente exterior consiste en envolturas externa e interna de acero inoxidable que encierran espuma de poliuretano de célula cerrada para una protección térmica y contra impactos. La concha es una estructura de aluminio que comprende una base en "V", dos puertas articuladas, una placa inferior y superior y una puerta articulada a la que se accede desde arriba. Las puertas están cerradas por medio de fijaciones de cuarto de vuelta. Se limita de forma positiva cada tuerca durante el transporte y la manipulación por medio de émbolos empujados por resortes a ambos lados de las tuercas, e impiden cualquier apertura involuntaria del cierre. En la patente U.S. 6.748.042, otorgada el 8 de junio de 2004, se puede obtener una comprensión más completa del diseño del recipiente de transporte TRAVELLER.
En la posición horizontal en la que se transporta el recipiente de transporte TRAVELLER, el recipiente tiene una anchura nominal de 68,83 cm y una altura nominal de 99,82 cm. La longitud del recipiente de transporte variará dependiendo de la longitud del conjunto de combustible que esté siendo transportado pero será normalmente entre 500,38 cm y 574,04 cm. En la Figura 1 se muestran las características de manipulación del recipiente exterior 12 del TRAVELLER 10. Los soportes 14 para aceptar una carretilla elevadora están ubicados en la parte inferior del recipiente exterior 12. Además, se proporcionan argollas 16 de izada en el recipiente exterior superior 12 de cada recipiente de transporte. Hay ocho argollas de izada en total, dos en cada extremo de la parte superior del recipiente exterior. Se cargan y se descargan los conjuntos de combustible en y fuera del recipiente TRAVELLER con el recipiente enderezado en posición vertical. Para poner vertical el recipiente 10, se atornillan dos anillos 18 de izada en el extremo delantero 22 del recipiente TRAVELLER 10.
Se desea un utillaje especial para poner vertical el recipiente para las operaciones de carga y de descarga del conjunto de combustible para evitar dañar el recipiente y sus contenidos, de forma que se puede reutilizar indefinidamente el recipiente TRAVELLER.
Resumen de la invención
En consecuencia, es un objetivo de la invención proporcionar un dispositivo reutilizable para la colocación en vertical que puede poner de pie continuamente el recipiente de transporte TRAVELLER sin dañar el recipiente o sus contenidos.
Es un objetivo adicional de la presente invención proporcionar un dispositivo para la colocación en vertical que puede colocar el recipiente TRAVELLER en la orientación vertical para facilitar la carga y la descarga de los conjuntos de combustible.
Es un objetivo adicional de la presente invención proporcionar dicho dispositivo para la colocación en vertical que reducirá los "chasquidos" producidos por el centro de gravedad sobre las esquinas, típicos de las estructuras para la colocación en vertical.
Se consiguen estos y otros objetivos por medio de un dispositivo para la colocación en vertical de la presente invención que se utiliza para facilitar la carga y la descarga de conjuntos de combustible nuclear y de componentes del núcleo en y fuera del recipiente de transporte TRAVELLER. El dispositivo de la presente invención es un componente estructural que tiene una base de traslación montada en una estructura de vigas fijas que está fijada al suelo de las instalaciones en las que va a tener lugar la operación de carga o de descarga. Se proporcionan dos brazos de estabilización para cada recipiente que va a ser puesto de pie de forma simultánea y al menos uno de los brazos por recipiente incluye un amortiguador para reducir los "chasquidos" producidos por el centro de gravedad sobre las esquinas, típicos de estructuras para la colocación en vertical. Uno o ambos brazos de estabilización están diseñados con una junta articulada sencilla que se endereza después de que se pone vertical el recipiente. Se consigue la traslación por medio de un tornillo regulador ajustable a mano que traslada en la dirección horizontal la base del mecanismo para la colocación en vertical. La traslación de la base permite al operador colocar el recipiente TRAVELLER tan cerca del área deseada de operación como sea posible para un vaciado ergonómicamente correcto del recipiente. Las patas frontales del recipiente TRAVELLER están insertadas en horquillas montadas sobre pivotes ubicadas en la parte frontal de la base del mecanismo para la colocación en vertical y se fija el recipiente TRAVELLER en las horquillas por medio de muñones. Los brazos de estabilización de soporte están fijados a los lados del recipiente, en una ubicación separada de la posición en la que están fijadas las horquillas, con un pasador de fijación. Una vez se pone vertical el recipiente, se fijan las barras estabilizadoras en su lugar para inmovilizar los brazos en una posición completamente extendida para facilitar la carga y la descarga del recipiente.
Breve descripción de los dibujos
Se puede obtener una mayor comprensión de la invención a partir de la siguiente descripción de las realizaciones preferentes cuando son leídas junto con los dibujos adjuntos, en los que:
La Figura 1 es una vista en perspectiva del recipiente de transporte TRAVELLER;
La Figura 2 es una vista preestablecida del dispositivo para la colocación en vertical de la presente invención;
La Figura 3 es una vista en perspectiva de dos recipientes de transporte TRAVELLER soportados lado a lado en el dispositivo para la colocación en vertical de la presente invención;
La Figura 4 es una vista preestablecida de la porción extrema de la pata frontal que muestra la conexión mediante muñón entre el TRAVELLER y las horquillas frontales en el dispositivo para la colocación en vertical de la presente invención;
La Figura 5 es una vista preestablecida de una sección ampliada de los soportes inferiores para la carretilla elevadora en el recipiente de transporte TRAVELLER que ilustra la conexión entre el recipiente de transporte TRAVELLER y los brazos de soporte del dispositivo para la colocación en vertical de la presente invención;
La Figura 6 es una vista extrema del recipiente de transporte TRAVELLER que ilustra la colocación de los anillos de izada;
La Figura 7 es una vista en perspectiva del TRAVELLER siendo elevado por el dispositivo para la colocación en vertical de la presente invención;
La Figura 8 es una vista en perspectiva del TRAVELLER elevado hasta una posición casi vertical con los brazos de soporte del dispositivo para la colocación en vertical de la presente invención completamente extendidos en la posición inmovilizada.
Descripción de las realizaciones preferentes
Los conjuntos de combustible nuclear necesitan ser movidos en la orientación vertical sin un soporte adicional, como el proporcionado por el recipiente blindado de transporte, de forma que las barras de combustible y los guardacabos no se curven. Sin embargo, los recipientes de transporte de un único conjunto de combustible, como el TRAVELLER 10 mostrado en la Figura 1, debido a la dimensión alargada del recipiente exterior 12 son más estables si se transportan en una orientación horizontal. Por lo tanto, los recipientes de transporte, como el TRAVELLER 10, necesitan estar puestos de pie hasta una orientación vertical para ser cargados y descargados. Se utiliza un dispositivo reutilizable 24 para la colocación en vertical, construido conforme a la presente invención, para facilitar la carga y la descarga de recipientes de combustible nuclear. El dispositivo 24 para la colocación en vertical mostrado en la Figura 2 es un componente estructural que tiene una base 26 de traslación montada en una estructura fija 28 de viga. La base 26 de traslación tiene al menos dos brazos 30 y 32 de estabilización o de soporte que están atornillados a una pieza fija 36 de montaje ubicada en la parte trasera de la base 26 de traslación fijada próxima a las esquinas de la base. La base 26 está montada en el suelo de las ubicaciones de carga y de descarga por medio de tornillos 38. Al menos uno de los brazos 30 de estabilización incluye un amortiguador 34 de muelle para reducir los "chasquidos" producidos por el centro de gravedad sobre las esquinas, típicos de estructuras para la colocación en vertical. Ambos brazos de estabilización están diseñados con una junta articulada sencilla 40 que se endereza según se pone vertical el recipiente 10 de transporte. El propósito de la base de traslación es permitir a los operadores de plantas que emplean distintos tipos de combustible para poner el recipiente de transporte lo suficientemente cerca de la plataforma de carga y de descarga para un vaciado ergonómicamente correcto del recipiente.
Para poner vertical se insertan las patas del recipiente de transporte en el recipiente de transporte en bloques 42 montados en pivotes ubicados en la parte frontal de la base 26 de traslación próximos a las esquinas. La parte frontal del recipiente 10 de transporte tiene patas por debajo de donde está asentada la boquilla inferior del conjunto de combustible, que soporta la parte frontal del recipiente cuando el recipiente está orientado en una posición horizontal. La porción delantera de las patas 11 está fijada dentro de los bloques de montaje o las horquillas 42 por medio de un muñón o un pasador de fijación como se explicará de aquí en adelante. Una vez se ha puesto de pie el recipiente, se fijan los brazos de estabilización o de soporte en su lugar en la junta articulada para facilitar la carga o la descarga del recipiente.
Más en particular, la estructura fija 28 de vigas está compuesta de dos vigas laterales rectangulares paralelas 44 que están conectadas en la parte trasera por medio de una viga trasera rectangular 46 que está orientada de forma ortogonal. Las vigas laterales 44 contienen una guía de deslizamiento o un carril 48 en los servicios opuestos de las vigas laterales que discurre sustancialmente la longitud de la dimensión alargada de la viga lateral. Las ruedas 50 en el lado inferior de la base 26 de traslación ruedan sobre la guía 48 de deslizamiento. Un volante 52 de mano gira un tornillo sin fin o un tornillo regulador y efectúa el movimiento de la base 26 de traslación para impulsar las ruedas 50 hasta la parte frontal o trasera del dispositivo 24 para la colocación en vertical. Se debería apreciar que el mecanismo de traslación para trasladar la base 26 es una característica opcional de la presente invención que permite una colocación más sencilla del dispositivo una vez se ha fijado al suelo de la operación. De forma alternativa, la base 26 podría estar fijada directamente al suelo de la operación.
Hay fijado un soporte circular 54 a la base de cada brazo de soporte y tiene un agujero central que es capturado por un pasador que se extiende entre los mismos y que está fijado a las dos chapas paralelas separadas que se extienden hacia arriba como parte de la pieza fija 36 de montaje del brazo de soporte. La pieza fija 36 de montaje está fijada a la superficie superior de la base 26 por medio de cuatro tornillos 56 de montaje. Por lo tanto, la pieza fija 36 de montaje del brazo de soporte permite que el brazo de soporte gire en un plano paralelo a las vigas laterales 44. Preferentemente, uno o ambos brazos 30 y 32 de soporte incluyen una articulación sencilla 40 formada por una junta con pasador que conecta ligamentos adyacentes 58 y 60. La articulación 40 tiene aberturas coincidentes 62 que están fijadas respectivamente a los ligamentos 58 y 60 y están alineadas cuando los brazos 30 y 32 de soporte están completamente extendidos. Cuando los brazos 30 y 32 de soporte están completamente extendidos, se puede insertar un pasador 64 de fijación en las aberturas 62 para inmovilizar el brazo 30, 32 de soporte en su posición completamente extendida. El amortiguador 34 de muelle comprende un muelle 66 que se extiende dentro del brazo tubular 30 de soporte, anclado en un extremo en una porción inferior del brazo de soporte y en fijado en el otro extremo al ligamento 60. Se puede proporcionar la disposición 62, 64 de inmovilización y el amortiguador 34 en uno o en ambos brazos 30, 32 de soporte. Se coloca una horquilla o un bloque 42 montados sobre pivotes próximos a cada esquina frontal de la base 26 fijados a la superficie superior por medio de tornillos 68 de montaje. Las horquillas o los bloques 42 montados sobre pivotes están formados de dos chapas paralelas que se extienden de forma perpendicular de la base 26, teniendo cada una un espacio dimensionado para asentar un muñón 72 que está fijado a una pata inferior del recipiente de transporte, como se explicará con mayor detalle de aquí en adelante.
Funcionamiento del dispositivo para la colocación en vertical
Cuando el recipiente de transporte se encuentra en la posición horizontal se debería mantener nivelado en el suelo del área de manipulación de combustible. La Figura 3 muestra dos recipientes de transporte colocados lado a lado en dos dispositivos para la colocación en vertical que comparten una viga lateral 44 en común. En todos los otros sentidos los dispositivos para la colocación en vertical mostrados en la Figura 3 son idénticos al que ha sido descrito anteriormente. Cuando se eleva el dispositivo 24 para la colocación en vertical para acomodar la traslación, como se muestra en la Figura 3, se debería colocar un bastidor de nivelación de soporte en la parte posterior del mecanismo para la colocación en vertical, de forma que soportará las patas del recipiente de transporte en el extremo 22 de la boquilla superior del recipiente de transporte (en la Figura 3 no se muestra el bastidor de nivelación de soporte), de forma que el recipiente de transporte permanece horizontal en un plano nivelado. Con referencia a la Figura 4, se instalan muñones en agujeros proporcionados a través de las patas 11 del recipiente de transporte en el extremo de la boquilla inferior del recipiente de transporte al insertar la mitad macho del muñón 72 a través del agujero suministrado 76 en la pata 11 del recipiente de transporte. Entonces, se fija la mitad hembra roscada 74 del muñón a la mitad macho y se gira hasta que está bien apretada. Se instala el recipiente 10 de transporte en el mecanismo para la colocación en vertical, de forma que los muñones están asentados dentro de la ranura en los bloques montados sobre pivotes o las horquillas 42 y los brazos 30 y 32 de soporte están conectados a ambos lados del recipiente de transporte utilizando pasadores de suelta rápida. Los pasadores de suelta rápida están conectados a los bloques 78 de montaje en los brazos 30, 32 de soporte adyacentes a los soportes 14 para la carretilla elevadora, como se puede apreciar en la Figura 5. La Figura 6 muestra más claramente los anillos 18 de izada que están soportados en el extremo superior del recipiente 22 de transporte. Los anillos 18 de izada están fijados a una eslinga de grúa que se utiliza para elevar el extremo posterior del recipiente 10 de transporte.
Como se puede apreciar en la Figura 7, los brazos 30 y 32 de soporte se extienden según eleva el anillo de izada el extremo posterior 22 del recipiente 10 de transporte por medio de los anillos 18 de izada. El recipiente de transporte se eleva lentamente en el extremo de la boquilla superior hasta una orientación casi vertical. El movimiento de la grúa debe ser coordinado en las direcciones vertical y horizontal en pasos lo suficientemente pequeños para mantener una alineación casi vertical del cable de la grúa. Se debe tener cuidado para asegurar que los muñones no se salen de las horquillas 42 del mecanismo para la colocación en vertical. Una vez los brazos de soporte en diagonal están completamente extendidos, como se muestra en la Figura 8, se detiene el procedimiento de elevación y se insertan pasadores de suelta rápida en los agujeros en las juntas articuladas 40 de los brazos 30 y 32 de soporte para fijar el recipiente de transporte en la orientación vertical. Entonces, se pueden quitar los anillos 18 superiores de izada del puente grúa. El procedimiento se implementa en los pasos inversos para hacer descender el recipiente 10 de transporte a la posición horizontal.
Aunque se han descrito en detalle realizaciones específicas de la invención, los expertos en la técnica deberían apreciar que se podrían desarrollar diversas modificaciones y alternativas a aquellos detalles, en vista de las enseñanzas globales de la revelación. Por ejemplo, se puede conectar entre sí cualquier número de dispositivos para la colocación en vertical, como se muestra en la Figura 2, compartiendo las bases adyacentes una viga lateral 44 en común. Además, cualquiera de los brazos 30 y 32 de soporte, o ambos, puede incluir un amortiguador de muelle y cualquiera de los brazos de soporte, o ambos, puede tener una característica de inmovilización, etc. En consecuencia, se entiende que las realizaciones particulares dadas a conocer sean únicamente ilustrativas y no limitantes en cuanto al alcance de la invención, a la que se le tiene que dar la amplitud completa de las reivindicaciones adjuntas.

Claims (12)

1. Un dispositivo para la colocación en vertical de un recipiente de transporte de componente nuclear alargado para soportar el recipiente de transporte según es trasladado entre una orientación horizontal y vertical, que comprende:
un miembro base (26) que tiene una superficie superior, un primer extremo, un segundo extremo, un primer lado y un segundo lado; una primera horquilla (42) fijada al miembro base (26) próxima a la inserción del primer extremo y del primer lado del miembro base y formada para que se conecte de forma pivotante con un lado inferior de un primer extremo en un primer lado del recipiente de transporte;
una segunda horquilla (42) fijada al miembro base (26) próxima a la intersección del primer extremo y del segundo lado del miembro base y formada para que se conecte de forma pivotante a un lado inferior del primer extremo en un segundo lado del recipiente de transporte;
un primer brazo (30) de soporte conectado de forma pivotante al miembro base próximo a la intersección del segundo extremo y del primer lado del miembro base y que está formado para que se conecte de forma pivotante a un primer lado del recipiente de transporte en una ubicación separada una primera distancia del primer extremo del recipiente de transporte, teniendo el primer brazo de soporte al menos dos ligamentos (58, 60) conectados a través de una primera junta pivotante (40);
un segundo brazo (30) de soporte conectado de forma pivotante al miembro base próximo a la intersección del segundo extremo y del segundo lado del miembro base y que está formado para que se conecte de forma pivotante con un segundo lado del recipiente de transporte en una ubicación separada la primera distancia del primer extremo del recipiente de transporte, teniendo el segundo brazo de soporte al menos dos ligamentos (58, 60) conectados a través de una segunda junta pivotante (40), y
medios para fijar en su posición el dispositivo para la colocación en vertical el recipiente de transporte según se traslada de la orientación horizontal a la vertical.
2. El dispositivo para la colocación en vertical de la Reivindicación 1, en el que el primer brazo de soporte está conectado al miembro base y a través de la primera junta, de forma que el primer brazo pivota en un primer plano y el segundo brazo de soporte está conectado al miembro base y a través la segunda junta, de forma que el segundo brazo de soporte pivota en un segundo plano.
3. El dispositivo para la colocación en vertical de la Reivindicación 1, en el que el primer brazo de soporte y el segundo brazo de soporte incluyen mecanismos de bloqueo que cuando se activan inmovilizan los ligamentos en su posición cuando los ligamentos están completamente extendidos hasta una extensión coaxial.
4. El dispositivo para la colocación en vertical de la Reivindicación 3, en el que el mecanismo de bloqueo en el primer brazo de soporte comprende un agujero en ambos lados de la primera junta con una abertura en cada agujero alineada de forma coaxial con la abertura en el otro agujero cuando los ligamentos en el primer brazo de soporte están completamente extendidos, de forma que se puede insertar un pasador de fijación a través de los agujeros e inmovilizar los ligamentos del primer brazo de soporte en su posición cuando el primer brazo de soporte está completamente extendido.
5. El dispositivo para la colocación en vertical de la Reivindicación 1, en el que los ligamentos del primer brazo de soporte están empujados por resorte en una posición completamente extendida.
6. El dispositivo para la colocación en vertical de la Reivindicación 5, en el que al menos uno de los ligamentos del primer brazo de soporte es un tubo hueco que incluye un resorte anclado en un extremo en el tubo hueco, y que se extiende a través del mismo, y conectado en el otro extremo del resorte al otro ligamento a través de la primera
junta.
7. El dispositivo para la colocación en vertical de la Reivindicación 1, que incluye una guía de deslizamiento paralela al primer lado y al segundo lado del miembro base, en la que el miembro base puede trasladarse a lo largo de la guía de deslizamiento en una dirección perpendicular al primer extremo y al segundo extremo del miembro base.
8. El dispositivo para la colocación en vertical de la Reivindicación 7, que incluye medios para trasladar el miembro base a lo largo de la guía de deslizamiento.
9. El dispositivo para la colocación en vertical de la Reivindicación 8, en el que el medio para trasladar el miembro base a lo largo de la guía de deslizamiento es un tornillo sin fin.
10. El dispositivo para la colocación en vertical de la Reivindicación 1, que incluye un muñón para fijar una pata del recipiente de transporte a la primera horquilla.
\newpage
11. El dispositivo para la colocación en vertical de la Reivindicación 1, que incluye un pasador de fijación para conectar el primer lado del recipiente de transporte en la ubicación separada la primera distancia del primer extremo del recipiente de transporte.
12. El dispositivo para la colocación en vertical de la Reivindicación 1, en el que el medio para fijar en su posición el dispositivo para la colocación en vertical comprende tornillos que atornillan el dispositivo para la colocación en vertical a una estructura del suelo.
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