ES2419659T3

ES2419659T3 - Contenedor de envasado de residuos nucleares con tapa enmangada a presión

Info

Publication number: ES2419659T3
Application number: ES09753911T
Authority: ES
Inventors: Bruno Convert; Thierry Favre; Jean Hericourt; Arnauld Deniau; Pascal Pierre; Badia Amekraz
Original assignee: Areva NC SA
Current assignee: Orano Demantelement SAS
Priority date: 2008-05-27
Filing date: 2009-05-27
Publication date: 2013-08-21
Anticipated expiration: 2029-05-27
Also published as: EP2297744B1; RU2010153247A; EP2297744A1; WO2009144256A1; US20110077449A1; RU2489759C2; JP5575755B2; FR2931992A1; JP2011524518A; CN102047343A; CN102047343B; US8923470B2

Abstract

Contenedor en forma de bidón para la estabilización y el confinamiento de residuos sólidos que se compone deuna pared lateral (2) que tiene unos bordes de extremo inferior (3) y superior (4), provistos cada uno de un elementode obturación (5, 6), siendo uno al menos de dichos dos elementos de obturación (6) del tipo separable para cerraruna abertura (7) delimitada por el borde de extremo (4) asociado, comprendiendo dicho elemento de obturaciónañadido (6) dos caras, una interior (6a) y la otra exterior (6b), unidas por un contorno periférico (6c), presentandodicho contorno periférico (6c) del elemento de obturación añadido (6) y un contorno interior (4a) del borde deextremo (4) asociado de la pared lateral (2) unas formas generales complementarias en al menos una parte de susalturas respectivas, de tal modo que dicho elemento de obturación añadido (6) se aloje en al menos una parte de sualtura dentro de un espacio rodeado por dicho borde de extremo (4) de la pared lateral de la pared lateral (2) y seapoye en dicho borde de extremo (4), caracterizado porque el contorno periférico (6c) del elemento de obturaciónañadido (6) está provisto de al menos una pestaña (11) saliente y que se extiende por su circunferencia, la cualpresenta una sección con una forma general triangular formada por una superficie inclinada (11a), orientada hacia lacara interior (6a) con una inclinación tal que dicha superficie inclinada (11a) se aleja de un eje (6') central de dichoelemento de obturación (6) en un sentido desde la cara interior (6a) hacia la cara exterior (6b) de acuerdo con unángulo comprendido entre 20º y 40º con respecto a dicho eje (6'), seguida por una superficie que forma una zonaplana (11b), orientada hacia la cara exterior (6b), y porque el contorno interior (4a) del borde de extremo (4) de lapared lateral (2) presenta al menos un alojamiento (10) que también se extiende por su circunferencia, adaptadopara recibir dicha pestaña (11) para garantizar el bloqueo de dicho elemento de obturación (6) añadido en dichapared lateral (2), dicho alojamiento (10) presenta una sección que comprende una superficie inclinada (10a),orientada hacia el exterior del contenedor con una inclinación tal que dicha superficie inclinada (10a) se aleje de uneje (2') central de dicha pared lateral (2) en un sentido desde el interior hacia el exterior de acuerdo con un ángulocomprendido entre 20º y 40º con respecto a dicho eje (2'), seguida por una superficie (10b) que forma un resalte,orientada hacia el interior del contenedor.

Description

Contenedor de envasado de residuos nucleares con tapa enmangada a presión

5 La invención se refiere a un contenedor de envasado para depósito o almacenamiento así como a un procedimiento de confinamiento de productos en un contenedor de este tipo con tapa enmangada a presión.

Este documento se refiere a un contenedor que es especialmente adecuado para el depósito de residuos peligrosos, de manera temporal o durante un periodo muy largo. La invención se describirá de manera más particular en el contexto de residuos nucleares sólidos en el que esta se ha desarrollado inicialmente, pero no está limitada a este campo, al no ser normalmente el carácter de los residuos o de otros productos contenidos crítico. Se puede considerar utilizar la invención con un interés marcado para los productos peligrosos, radiactivos de todo tipo, explosivos, tóxicos, etc.

15 La industria nuclear conoce dos procedimientos principales de almacenamiento de los residuos. En el primero, los residuos se meten dentro de bidones metálicos, eventualmente comprimidos, y a continuación se vierten en un contenedor metálico cilíndrico con una matriz a base de cemento que garantiza el confinamiento radiológico. La estanqueidad del contenedor está garantizada al colocar una tapa provista de una junta de estanqueidad sobre su abertura, a continuación se remacha esta tapa. En el segundo procedimiento, los residuos, también envasados dentro de los bidones, se disponen dentro de los contenedores cilíndricos de hormigón-fibras y a continuación se inyecta hormigón-fibras líquido dentro del contenedor para bloquear los bidones sin tener que usar una tapa. Una bandeja metálica evita el ascenso de los residuos durante la inyección.

La industria nuclear también conoce unos contenedores cuyas tapas se sujetan o bien con un zunchado de

25 superficies lisas (EP-A-0 061 400), o bien mediante una imbricación de formas en relieve (EP-A-0 101 362). El ensamblado se realiza mediante un enmangado en caliente, sin contacto. Estos procedimientos de ensamblado no son adecuados paras aquellas situaciones en las que es necesario realizar una compresión del contenido además de una obturación segura. Estos exigen también una mayor cantidad de material para calentar o enfriar una de las piezas.

Se busca reducir el volumen necesario para el almacenamiento y para el depósito de estos residuos. Su compresión previa produce un compactado que favorece este resultado, pero aparece el inconveniente de que los residuos comprimidos tienden a dilatarse de nuevo y ejercen unas tensiones que pueden ser importantes dentro de los contenedores y la matriz. Esto se ve agravado con las emisiones gaseosas producidas por radiólisis, las cuales

35 ejercen una sobrepresión dentro del contenedor. Algunos de estos gases también son corrosivos y susceptibles de producir daños que afectan a la seguridad del almacenamiento a largo plazo. Resulta, por lo tanto, difícil sacar todo el partido de las posibilidades que ofrece la compresión y la compactación, y se deben prever unos grandes volúmenes vacíos dentro de los contenedores para reducir su tensión interna.

La invención se refiere a un contenedor de envasado mejorado que tiene la capacidad de resistir a fuerzas de dilatación importantes de los productos contenidos, consecuencia de su compresión, permitiendo al mismo tiempo un procedimiento de envasado fácil. Este contenedor también puede resolver de forma favorable las dificultades vinculadas a las emisiones gaseosas.

45 De forma general, la invención se refiere a un contenedor en forma de bidón para la estabilización y el confinamiento de productos como los residuos radiactivos, componiéndose dicho contenedor de una pared lateral que tiene unos bordes de extremo inferior y superior provistos, cada uno, de un elementos de obturación, siendo uno al menos de dichos dos elementos de obturación del tipo separable para cerrar una abertura delimitada por el borde de extremo asociado, comprendiendo dicho elemento de obturación añadido dos caras, una interior y la otra exterior, unidas por un contorno periférico, presentando dicho contorno periférico del elemento de obturación añadido y un contorno interior del borde de extremo asociado de la pared lateral unas formas generales complementarias en al menos una parte de sus alturas respectivas, de tal modo que dicho elemento de obturación añadido se aloje en al menos una parte de su altura dentro de un espacio rodeado por dicho borde de extremo de la pared lateral y se apoye en dicho borde de extremo, caracterizado porque el contorno periférico del elemento de obturación añadido está provisto de

55 al menos una pestaña saliente y que se extiende por su circunferencia, las cual presenta una sección con un forma general triangular formada por una superficie inclinada, orientada hacia la cara interior con una inclinación tal que dicha superficie inclinada se aleje de un eje central de dicho elemento de obturación (6) en el sentido desde la cara interior hacia la cara exterior de acuerdo con un ángulo comprendido entre 20º y 40º con respecto a dicho eje, seguida por una superficie que forma una zona plana, orientada hacia la cara exterior, y porque el contorno interior del borde de extremo de la pared lateral presenta al menos un alojamiento que también se extiende por su circunferencia, adaptada para recibir dicha pestaña para garantizar el bloqueo de dicho elemento de obturación añadido en dicha pared lateral, dicho alojamiento presenta una sección que comprende una superficie inclinada, orientada hacia el exterior del contenedor con una inclinación tal que dicha superficie inclinada se aleje de un eje central de dicha pared lateral en un sentido desde el interior hacia exterior de acuerdo con un ángulo comprendido

65 entre 20º y 40º con respecto a dicho eje, seguida de una superficie que forma un resalte, orientada hacia el interior del contenedor.

Se realiza, por lo tanto, el cierre mediante la imbricación de formas entre la parte principal del contenedor y su elemento de obturación (tapa).

5 El aspecto esencial de la invención reside en el perfil particular de las pestañas y de los alojamientos que se imbrican, lo que permite a la vez resistir unas presiones internas considerables cuando el contenedor está cerrado permitiendo al mismo tiempo una inserción fácil, es decir con una fuerza que corresponde a una presión mucho menor, de la tapa dentro del orificio de la pared lateral del contenedor. Se hace entonces posible, y sin ninguna dificultad, llevar a cabo a la vez el cierre de la tapa y la compresión de los residuos mediante una única operación de prensado. Se puede, por ejemplo, en una aplicación realmente prevista, emplear una fuerza de prensado de 180 toneladas, de las cuales 150 toneladas son para comprimir los residuos y 30 toneladas son para garantizar el cierre de la tapa; una vez cerrado, el contenedor de este ejemplo puede resistir una fuerza de arranque de la tapa que corresponde a 300 toneladas que corresponden a la duplicación de la presión interna inicial de los residuos. La gran diferencia entre las fuerzas necesarias para cerrar el contenedor mediante el acoplamiento de las formas y para

15 abrirlo mediante el arranque de la tapa permite, por lo tanto, comprimir mucho los residuos disfrutando al mismo tiempo de una gran seguridad.

Esta ventaja se debe al perfil particular de las pestañas y de los alojamientos que se imbrican las unas dentro de los otros, y de manera más particular, a su alta conicidad (el ángulo comprendido entre 20º y 40º). Esta gran conicidad conduce a unas amplias superficies de tope (las zonas planas y los resaltes) entre la pared lateral y la tapa, que se opone al arranque de esta, conservando al mismo tiempo una capacidad de deformación elástica que le permite ceder sin fuerzas excesivas en el momento del hundimiento de la tapa. Hay que señalar que la patente EP A 0 101 362, aparentemente la más próxima a la invención, describe unas conicidades de entre 1º y 2º que no parecen tener las mismas propiedades. Hay que señalar también que la unión entre la tapa y la parte principal del contenedor está

25 prevista mediante un enmangado por calor en esta anterior patente, es decir dilatando la pared lateral (o, de forma equivalente, enfriando la tapa) de tal modo que permita una inserción de la tapa sin ningún contacto sólido. Al no ejercerse ninguna fuerza, este procedimiento no es a simple vista compatible con la creación de una fuerza para comprimir los residuos. Aunque se precise que el contenedor posee una resistencia suficiente para el arranque, no es seguro que esta sea equivalente a la del contenedor de la invención, ni que sea posible un cierre por enmangado a presión.

Los enmangados a presión se pueden realizar fácilmente con una máquina simple en una caja de guantes. Estos garantizan una gran resistencia al arranque. La sección de los contenedores puede ser de cualquier tipo pero es similar a la de los bidones de residuos que se comprimen en su interior.

35 La única función que el contenedor debe desempeñar es, por lo tanto, la resistencia a las tensiones mecánicas. No es necesario que sea estanco, aun menos cuando las emisiones gaseosas excesivas aumentarían los riesgos de arranque, a pesar de las observaciones anteriores. Se describirá a continuación cómo se pueden combatir de manera ventajosa las consecuencias de las emisiones gaseosas fuera del contenedor. El contenedor puede, no obstante, absorber las emisiones corrosivas, en particular, cloradas, si se fabrica en acero simple (acero negro), ya que padece la corrosión: este retiene, por lo tanto, estos productos peligrosos a cambio de una reducción mínima de su resistencia.

Los alojamientos y las pestañas están delimitadas de manera ventajosa por dos superficies muy disimétricas, en las

45 que la superficie que forma una zona plana de la pestaña saliente de la obturación añadida se extiende en un plano perpendicular al eje de dicho elemento de obturación y la superficie que forma un resalte del alojamiento complementario del borde de extremo de la pared lateral se extiende en un plano perpendicular al eje de la pared lateral: el tope que se opone al arranque de la tapa es, por tanto, especialmente eficaz.

En un modo de realización preferente de la invención, el contenedor comprende sin embargo una multitud de dichas pestañas y una multitud de dichos alojamientos, encontrándose las pestañas y los alojamientos superpuestos en dirección al eje del elemento de obturación o del eje de la pared lateral. Esta disposición permite aumentar la resistencia al arranque sin aumentar de manera excesiva la resistencia al enmangado, por una parte, por medio de la multiplicación de las superficies de tope, por otra parte, por medio del mantenimiento de los relieves con unas

55 pequeñas dimensiones, que se pueden deformar sin ejercer fuerzas excesivas.

La facilidad de enmangado también aumenta si los contornos complementarios del elemento de obturación añadido y de la pared lateral presentan unas formas generales troncocónicas en al menos una parte de sus alturas respectivas, divergiendo dicha parte troncocónica del elemento de obturación en el sentido desde la cara interior hacia la cara exterior y divergiendo dicha parte troncocónica de la pared lateral en el sentido desde el interior hacia el exterior del contenedor, presentando las pestañas unas aristas periféricas con unos radios diferentes crecientes desde la cara interior hacia la cara exterior, y los alojamientos están separados por unos contornos interiores también con unos radios diferentes, crecientes desde el interior hacia el exterior del contenedor; y aun más si los radios de algunos de los contornos interiores son más grandes que los radios de algunas de las aristas de las 65 pestañas; los radios de los contornos interiores y los de las pestañas periféricas pueden ir creciendo de manera sucesiva a razón de entre un 20 % y un 50 % de las anchuras de las zonas planas y de los resaltes. Esta disposición

permite obtener una asociación progresiva de las pestañas y de los alojamientos, al realizar unas profundidades de imbricación cada vez mayores las unas dentro de los otros, lo que permite aplicar de manera progresiva la fuerza de enmangado, guiar mejor la tapa dentro de la abertura de la pared principal y reducir los riesgos de aprisionamiento prematuro de la tapa.

5 El enmangado también es más fácil si las pestañas son contiguas las unas a las otras y también si los contornos interiores que separan los alojamientos en la pared principal son estrechos, ya que los relieves son entonces menos macizos y se pueden deformar con más facilidad en el enmangado.

Otra medida adecuada para favorecer el enmangado consiste en fabricar la superficie inclinada de la pestaña con una dureza mayor que la superficie del alojamiento, para permitir que se deslice con más facilidad con una menor deformación.

La invención también se refiere a un procedimiento para la estabilización y el confinamiento de productos como los

15 residuos radiactivos sólidos (en particular en forma de una superposición de tortas comprimidas), dentro de un contenedor como el que se ha definido con anterioridad. Este procedimiento particular consiste:

-: en llenar el contenedor por su abertura de llenado, con dichos residuos radiactivos sólidos;

-: en añadir un elemento de obturación adaptado frente a dicha abertura de llenado;

-: en aplicar una fuerza de compresión sobre dichos productos ejerciendo una fuerza sobre dicho elemento de obturación añadido, concéntricamente a la pared lateral y en dirección a su otro elemento de obturación, hasta que los contornos complementarios de dicho elemento de obturación añadido y de la pared lateral se apoyen uno contra

25 el otro, de tal modo que compriman dichos productos y se garantice el bloqueo pasivo de dicho elemento de obturación añadido en dicha pared lateral mediante el acoplamiento de sus medios de unión.

De este modo, este procedimiento garantiza una compresión de los productos contenidos de una forma cómoda, de manera simultánea al cierre de la tapa al ejercer una gran fuerza de compresión. Los contenedores están suficientemente dimensionados como para recuperar las grandes compresiones sin temer las consecuencias de las dilataciones de los productos contenidos.

La fuerza se aplica sobre el elemento de obturación añadido de tal modo que se garantice la cooperación de la o de las pestañas y del o de los alojamientos, mediante su acoplamiento a presión, deformándose el borde de extremo de

35 la pared lateral durante la colocación de dicho elemento de obturación.

De acuerdo también con una característica complementaria, de manera previa a su colocación, el elemento de obturación añadido presenta una forma general de disco esférico, encontrándose su parte abombada orientada hacia el lado de su cara interior; una vez añadido, este elemento de obturación se somete entonces a un fenómeno de rectificación y de deformación hacia una forma, plana, bajo la fuerza de empuje ejercida por los productos almacenados, lo que provoca un aumento del diámetro de su contorno periférico y que optimiza la cooperación pestaña(s)-alojamiento.

Tal y como se ha expuesto, se puede sacar partido de la circunstancia de que exista una estanqueidad imperfecta

45 entre la tapa y la pared lateral para permitir la desgasificación del contenedor. No obstante, se puede preferir controlar mejor esta desgasificación, haciendo que el elemento de obturación en la pared lateral sea estanco, atravesando entonces al elemento de obturación una pastilla con respiración permeable a los gases; la desgasificación se realiza entonces mediante esta pastilla de características conocidas.

Se prevé colocar a continuación el contenedor, o un grupo de estos contenedores, en el interior de un contenedor externo, para reforzar el confinamiento radiológico. El contenedor externo no está sometido a las fuerzas ejercidas por los residuos; es el contenedor interno, el que soporta las fuerzas de expansión de los residuos sin riesgo de deformarse. El contenedor externo está dimensionado para resistir las tensiones de apilamiento y de caída de la carga. Los contenedores internos se colocan con una pequeña holgura dentro del contenedor externo, lo que

55 mantiene la ventaja del bajo volumen de este modo de depósito. Para evitar las sobrepresiones vinculadas a la eventual emisión de gases, el contenedor externo debe ser permeable a los gases.

A continuación se ilustrará la invención, sin limitarla en modo alguno, mediante la siguiente descripción de unos modos de realización posibles, que se dan únicamente a título de ejemplos, y que están representados en los dibujos adjuntos en los que:

-: la figura 1 representa una sección vertical de un contenedor de acuerdo con la invención, en la cual su abertura superior está cerrada por un elemento de obturación añadido, en forma de tapa;

65 - la figura 2 es una vista de un detalle del contenedor de la figura 1, que muestra de manera ampliada y en sección la forma del borde de extremo superior libre de su pared lateral;

-: la figura 3 muestra, de manera ampliada, otro detalle del contenedor de la figura 1, esto es una sección del contorno periférico de su elemento de obturación añadido;

5 - la figura 4 representa las principales etapas de una cinemática posible para la colocación de la tapa de obturación, sobre la abertura superior y para el llenado del contenedor;

-: la figura 5 muestra, por medio de una sección ampliada y en detalle, una variante de la estructura de los medios de unión entre el elemento de obturación y el borde de extremo superior de la pared lateral;

-: la figura 6 ilustra el dispositivo permeable a los gases;

-: y la figura 7 ilustra el empleo de un contenedor externo.

15 El contenedor 1, que se representa en la figura 1, está adaptado en particular para aquellos residuos que tienen tendencia a coger o recuperar volumen con el paso del tiempo. Este contenedor 1 es, así pues, específico en particular para el envasado de una superposición de tortas de residuos radiactivos comprimidas. Tal y como se representa en esta figura 1, el contenedor 1 se presenta con la forma general de un bidón cilíndrico. Este se compone de una pared lateral cilíndrica 2 cuyos dos bordes de extremo, inferior 3 y superior 4, están provistos cada uno de un elemento de obturación circular 5 y 6, uno inferior que forma un elemento de fondo y el otro superior en forma de tapa. En este caso, el elemento de fondo 5 está fijado de manera inamovible a la pared lateral 2, por ejemplo mediante soldadura o mediante engaste. El elemento de tapa 6 es, por su parte, del tipo separable. Este comprende dos caras: una interior 6a y la otra exterior 6b, unidas por un contorno periférico 6c. Esta tapa 6 obtura la abertura superior 7 del contenedor 1 (visible en las figuras 2 o 4), que está delimitada por el borde superior 4 de la

25 pared lateral 2; tal y como se desarrolla a continuación, el llenado del contenedor 2 con los residuos que hay que envasar y almacenar se lleva a cabo a través de esta abertura superior 7, antes de la colocación de esta tapa 6. Las diferentes partes del contenedor 1 se realizan en un material metálico, por ejemplo en acero, pero también se podrían realizar de manera alternativa en cualquier otro material seleccionado en función de las tensiones del entorno o de su uso. Las dimensiones y espesores de estas partes del contenedor 1 las puede adaptar a medida el experto en la materia.

Aquí se prevén unos medios estructurales de unión particulares entre la tapa añadida 6 y el borde superior 4 de la pared lateral 2. Estos medios de unión están en particular adaptados para el envasado de residuos radiactivos. Estos permiten en efecto un cierre de la abertura 7 del contenedor 1 con la tapa 6, manteniéndose estos dos 35 elementos 1, 6 asociados mediante un sistema de unión positiva muy seguro, resistente a una fuerza de empuje, por ejemplo, del orden de varias decenas de toneladas (comportándose las tortas de residuos comprimidas como muelles) y esto con un muy buen coeficiente de seguridad. Para ello, por una parte, tal y como se representa en las figuras 2 y 3, el contorno periférico 6c del elemento de obturación añadido 6 y el contorno interior 4a del borde superior 4 de la pared lateral 2 presentan unas formas generales troncocónicas complementarias. Tal y como se representa en las figuras 1 y 4, de este modo el elemento de obturación añadido 6 se aloja y se enmanga (aquí en toda su altura) dentro del espacio delimitado por el contorno interior 4a del borde superior 4 (que delimita como retención la abertura de llenado 7) y se apoya sobre este contorno interior 4a. Por otra parte, el contorno periférico 6c del elemento de obturación añadido 6 y el contorno interior 4a del borde de extremo superior 4 de la pared lateral 2, están provistos de un conjunto de pestañas salientes y de alojamientos complementarios que se extienden por 45 sus circunferencias respectivas. El número de parejas pestaña/alojamiento se adapta en función en particular de las fuerzas que hay que soportar. Estas pestañas y alojamientos complementarios, que forman los medios estructurales de unión propiamente dichos, están adaptados para encajarse para el bloqueo positivo y pasivo de dicho elemento de obturación 6 enmangado en la pared lateral 2. De manera más precisa, tal y como se representa en la figura 2, el contorno interior 4a del borde superior 4 de la pared lateral 2 está provisto en su altura de un conjunto de alojamientos anulares 10 paralelos y sucesivos, aquí un total de diez, que forman juntos una sección dentada o un perfil denominado de artillería. Estos alojamientos anulares 10 se extienden, cada uno, por una parte, por toda la circunferencia del contorno interior 4a y, por otra parte, en un plano perpendicular al eje 2’ de la pared lateral 2. Cada uno de estos alojamientos anulares 10 presenta una sección con una forma general triangular, abierta en dirección al eje 2’, que comprende una superficie anular inclinada 10a seguida por una superficie anular 10b que 55 forma un resalte; estas dos superficies 10a y 10b están aquí unidas por una superficie de unión anular 10c, con una sección radiada. La superficie anular inclinada 10a, está orientada hacia arriba (es decir hacia el exterior del contenedor) y se aleja del eje 2’ de la pared lateral 2, desde abajo hacia arriba (es decir, también desde el interior hacia el exterior); el resalte anular 10b está orientado hacia el borde inferior 3 de la pared lateral 2 (es decir hacia el interior del contenedor) y se extiende en un plano perpendicular al eje 2’ de la pared lateral 2. Dos alojamientos anulares 10 sucesivos del borde superior 4 están separados aquí por una porción anular 4a1 de este contorno interior 4a. Estas porciones anulares 4a1 se extienden aquí cada una en perpendicular al eje 2’ de la pared lateral 2. Los alojamientos 10 y las porciones anulares 4a1 sucesivos presentan una desviación hacia la periferia con respecto al eje 2’, esto desde abajo hacia arriba en la figura 2 (es decir también desde el interior hacia el exterior del contenedor); las porciones anulares 4a1 definen juntas el contorno interior 4a propiamente dicho con una forma 65 general troncocónica, que diverge desde abajo hacia arriba. En lo que se refiere a los alojamientos 10, la superficie inclinada 10 se extiende de acuerdo con un ángulo comprendido entre 20º y 40º con respecto al eje 2’ de la pared 2.

La anchura de la superficie de resalte 10b está, por su parte, comprendida entre 5 mm y 10 mm. Las porciones anulares 4a1 tienen una altura comprendida entre 5 mm y 10 mm. El radio de estas porciones 4a1 aumenta de manera sucesiva y regular desde abajo hacia arriba; el contorno interior 4a definido de este modo delimita un tronco de cono. Tal y como se representa también en la figura 2, el extremo superior libre 4a2 del contorno interior 4a 5 presenta una forma general anular troncocónica, que diverge desde abajo hacia arriba. El alojamiento 10 situado al nivel del extremo inferior 4a3 comprende, por su parte, una superficie anular inclinada 10a’, cuya altura es superior a la de los otros alojamientos 10 para recuperar el diámetro interior de la pared lateral 2. Por otra parte, tal y como se representa en la figura 3, el contorno periférico 6c del elemento 6 de obturación añadido está provisto en su altura de una sucesión de pestañas anulares 11 paralelas entre sí, aquí un total de once, que se extienden por toda su circunferencia y cada una en un plano perpendicular a su eje 6’. Las pestañas anulares 11 forman unos ganchos anulares, que son contiguos los unos a los otros en la altura del contorno periférico 6c. Estos constituyen juntos un perfil periférico con una forma general troncocónica cuya sección presenta la forma general de una cremallera o de un perfil denominado de artillería. Estas pestañas 11 son complementarias de los alojamientos 10 descritos con anterioridad en relación con la figura 2. Para ello presentan, cada una, una forma general triangular formada por una 15 superficie inclinada 11a, orientada al lado de la cara interior 6a y que se aleja del eje 6’ en el sentido desde la cara interior 6a hacia la cara exterior 6b, seguida por una superficie 11b que forma una zona plana, orientada hacia la cara exterior 6b y que se extiende en perpendicular con respecto al eje 6’ del elemento de obturación 6. Estas pestañas 11 comprenden también, cada una, una arista periférica 11c (que une las superficies 11a y 11b ya mencionadas), aquí con una forma general anular, y que se extienden en paralelo al eje 6’ del elemento de obturación 6. Dos pestañas 11 sucesivas están también unidas por una superficie anular 11d, aquí con una sección en arco de círculo o radiada. Estas superficies anulares 11 forman y delimitan juntas el contorno periférico 6c propiamente dicho del elemento de obturación 6. Las pestañas 11 sucesivas se desvían hacia la periferia, desde abajo hacia arriba; sus aristas anulares 11c definen juntas por tanto un espacio con una forma general troncocónica, que diverge desde la cara interior 6a hacia la cara exterior 6b. Estas pestañas 11 tienen unas formas y dimensiones

25 que corresponden, con una ligera holgura, a las de los alojamientos 10 descritos con anterioridad en relación con la figura 2. La superficie inclinada 11a se extiende de acuerdo con un ángulo (el mismo ángulo que la superficie inclinada 10 con una ligera holgura) comprendido entre 20º y 40º con respecto al eje 6’ del elemento de obturación 6; su zona plana 11b tiene una anchura comprendida entre 5 y 10 mm. Además, el radio de cara arista 11c aumenta de manera sucesiva, desde abajo hacia arriba, entre 1 y 3 mm. Como para los alojamientos 10, las pestañas 19 tienen, en este tipo de realizaciones, unas partes salientes (las aristas periféricas 11c o los contornos interiores 4a) cuyos radios son sucesivos con una progresión de entre un 20 % y un 50 % de las anchuras de las zonas planas 11b o de los resaltes 10b.

De este modo, las aristas 11c de las pestañas sucesivas 11 definen juntas un espacio en forma de tronco de cono

35 que diverge desde su cara interior 6a hacia su cara exterior 6b. Por otra parte, la pestaña 11 situada en el lado del extremo interior 6c2 del contorno periférico 6c comprende, por su parte, una superficie inclinada 11a’ más larga que la de las otras pestañas 11, para facilitar el enmangado del elemento de obturación 6 en la pared lateral 2, tal y como se detalla a continuación en detalle en relación con la figura 4. Del mismo modo, la arista periférica 11c de esta pestaña 11 situada en el lado de la cara interior 6a presenta un radio que es inferior al del extremo superior 4a2 del contorno interno 4a de la pared lateral 2, en particular para limitar los contactos entre las pestañas 11 y el contorno interno 4a de la pared lateral 2 durante la operación de acoplamiento que se describe a continuación. En este caso, durante la operación de acoplamiento, las pestañas 11 del elemento de obturación 6 pueden, por lo general, entrar en contacto con un máximo de entre dos y cuatro porciones anulares 4a1 del contorno interno 4a, antes de su colocación dentro de su alojamiento de recepción 10 final. Antes de su colocación, esta tapa 6 se puede

45 tratar en su superficie, por ejemplo, mediante inmersión, para obtener una dureza superficial superior a la del extremo superior 4 de la pared lateral 2, y de este modo evitar un agarrotamiento durante la operación de enmangado que se describe a continuación.

La colocación del elemento de obturación 6 en el extremo superior 4 de la pared lateral 2 se realiza mediante enmangado o acoplamiento axial por medio de una prensa 15, de manera ventajosa de acuerdo con las etapas de la cinemática (A, B, C) representada en la figura 4. La prensa de montaje 15 en cuestión se compone de una base 16, sobre la cual se coloca el contenedor 1, de un faldón de compactación 17 para la sujeción en su lugar de este contenedor 1 añadido, y de un cilindro (no representado) cuyo extremo de la barra 18 está provista de unos medios 19 adaptados para llevar el elemento de obturación 6. Esta prensa 15 está también equipada con un conjunto de

55 medios para el manejo y el control del cilindro (no representados). En la práctica, tal y como se representa en la figura 4A, el contenedor 1 está situado sobre la base 16, con su abertura de llenado 7 orientada hacia arriba, y el faldón de compactación 17 está situado alrededor de la pared lateral 2 de este contenedor 1. El contenedor 1 se llena con los residuos radiactivos, ya sea de manera previa a su colocación en el interior de la prensa 15, o bien una vez colocado dentro de esta prensa. En paralelo, el elemento de obturación 6 se monta a la altura de los medios de sujeción 19 del cilindro, es decir frente a la abertura 7 del contenedor 1 y coaxialmente a este último (también en la figura 4A).

Se han representado los residuos que hay que comprimir y compactar. Puede tratarse de tortas 20 que son el resultado de una pre-compresión y de un aplanamiento de bidones metálicos dentro de los cuales se habían vertido 65 los residuos a granel. El faldón de compactación 17 tiene una altura suficiente por arriba como para contener el vértice del montón de tortas 20, fuera de dicha pared lateral 2. A continuación, la barra de cilindro 18 se maniobra

axialmente en dirección al elemento de fondo 5 del contenedor 1, de tal modo que el elemento de obturación 6 se coloque y se enmangue en el espacio delimitado por el borde superior 4 del contenedor 1 (tal y como se representa en la figura 4B).

5 El cilindro 18 comprime al mismo tiempo el montón de las tortas 20 y lo hace entrar por completo dentro del contenedor 1 garantizando una tasa de llenado excelente de este.

El elemento de obturación 6 se maniobra hasta una posición final que está definida de manera ventajosa por un tope mecánico que corresponde al apoyo del cilindro sobre la parte superior del contenedor; en la práctica, esta posición final corresponde, por una parte, al apoyo entre los contornos 4a y 6c de la pared lateral 2 y del elemento de obturación 6, y por otra parte a la cooperación del conjunto de los alojamientos 10/pestañas 11. La forma particular del conjunto alojamientos 10/pestañas 11 contribuye a optimizar esta colocación mediante el enmangado de la tapa 6 en el contenedor 1. Durante su maniobra en traslación axial, el elemento de obturación 6 se puede emplear eventualmente para presionar y compactar los productos introducidos dentro del contenedor 1. En el marco del 15 enmangado denominado « en frío » o « a presión », el borde superior 4 de la pared lateral 2 se somete a una deformación elástica durante la colocación de la tapa 6 que garantiza al final la introducción de las pestañas 11 en el interior de los alojamientos 10 de la pared lateral 2. En este caso, el rozamiento y agarrotamiento de las pestañas 11 con el borde superior 4 de la pared lateral 2 están limitados por las superficies inclinadas 11a de estas pestañas 11. Una vez que el elemento de obturación 6 se ha enmangado de forma adecuada (tal y como se representa en la figura 4b), los medios de sujeción 19 se pueden separar del elemento de obturación 6, y el faldón de compactación 17 se puede retirar, liberando de este modo el contenedor 1 cerrado dentro del cual se mantienen envasados los productos en un estado comprimido. El elemento de obturación añadido 6 se mantiene en su posición a la altura del borde superior 4 de la pared lateral 2 mediante el contacto de las zonas planas 11b de las pestañas 11 contra los resaltes 10b de los alojamientos 10. En la figura 5 está representada una variante de realización para los contornos 25 enfrentados 4a y 6c de la pared lateral 2 y del elemento de obturación 6. Estos contornos 4a, 6c son muy similares a los descritos con anterioridad en relación con las figuras 1 a 3, y únicamente se diferencian por el hecho de que estas presentan unas formas generales cilíndricas complementarias (en lugar de unas formas troncocónicas complementarias del modo de realización de las figuras 1 a 3). Esta forma de los medios de unión entre la pared lateral 2 y el elemento de obturación 6 tiene en particular la ventaja de permitir el centrado del elemento de obturación 6 sobre el contenedor 1 en el caso de que el medio de guiado de la prensa de montaje sea relativamente ancho. Para ser completo, también de manera alternativa, el contorno periférico 6c del elemento de obturación 6, con una forma general cilíndrica o troncocónica, puede estar provisto en su altura de una pestaña con una forma general helicoidal, cuya arista periférica se extiende también por un espacio con una forma general cilíndrica o troncocónica. En este caso, esta pestaña helicoidal coopera con un alojamiento complementario también helicoidal, 35 realizado a la altura del borde de extremo superior 4 de la pared lateral 2. Este tipo de tapa 6 con pestaña helicoidal se coloca mediante traslación axial, tal y como se ha descrito con anterioridad en relación con la figura 4, de tal modo que se ejerza una fuerza óptima de compresión sobre los productos almacenados. En este caso también el elemento de obturación 6 y la pared lateral 2 están provistos de manera ventajosa de referencias para permitir una colocación angular correcta entre estos, garantizando de este modo la colocación correcta y completa de la pestaña helicoidal dentro de su alojamiento de recepción. De manera general y para todos los casos, el número y las dimensiones de los alojamientos y pestañas se adaptan en función de las tensiones a las que se va a someter al elemento de obturación 6 y, en particular, de la intensidad de las fuerzas de empuje ejercidas por los productos envasados. También de manera general, el elemento de fondo 5 podría presentar una estructura idéntica o similar a la que se ha descrito con anterioridad en relación con la figura 3. Por tanto, el borde inferior 3 de la pared lateral 2 45 sería, por su parte, similar o idéntico al borde superior 4 que se ha descrito con anterioridad en relación con la figura

2. En el caso de un contenido agresivo o líquido, el extremo inferior 6c2 del contorno periférico del elemento de obturación 6 también puede estar provisto de una junta tórica de elastómero para garantizar la estanqueidad del contenedor y para proteger el conjunto pestañas/alojamientos. También de manera general, el elemento de obturación 6 puede presentar, antes de su montaje, una forma general de disco esférica o abombada, estando este abombamiento destinado a orientarse hacia su cara interior 6a. Una vez añadido sobre el contenedor 1, este elemento de obturación 6 se somete a un fenómeno de rectificación y de deformación hacia un forma plana, bajo la fuerza de empuje ejercida por los productos envasados, lo que provoca un aumento del diámetro de su contorno periférico 6c y optimiza la cooperación pestaña(s) 11/alojamiento(s) 10.

55 A continuación la descripción se refiere a la figura 6. El elemento de obturación 6 puede estar soldado a la cara lateral 2 mediante un cordón 21 en su unión. Además, el elemento de obturación 6 (o la cara lateral 2) está provisto de una pastilla con respiración 22, que puede consistir en un conducto de un material poroso. Estas disposiciones pueden encontrar aplicación si la desgasificación mediante radiólisis del contenedor 1 se debe medir o examinar de otra manera, ya que esta se concentra entonces en la zona de la pastilla 22 y es, por lo tanto, fácil de controlar.

Pasamos a la descripción de la figura 7. El contenedor 1 lleno con las tortas 20 y cerrado se puede disponer dentro de un contenedor externo 23 como un empaquetamiento de depósito de carácter temporal o definitivo. El contenedor externo 23 puede tener una cubierta metálica 27 y una capa de confinamiento radiológico de hormigón 28, por ejemplo, y estar compuesto por una parte principal 24 hueca y por una tapa 25. Este no se cierra herméticamente 65 sino que, por el contrario, permite la evacuación de los gases procedentes de las tortas 20 y que han atravesado el contenedor 1. Los gases pueden pasar por unas porciones especialmente previstas 26 de las que están provistas o

bien la parte principal 24 o la tapa 25, y que consisten también en unas pastillas con respiración, unas porciones porosas, o unas perforaciones de laberinto, por ejemplo. El contenedor 1 se puede alojar dentro de la cavidad del contenedor externo 23 con un poco de holgura ya que sus dimensiones se conocen perfectamente y son invariables de tal modo que quede poco espacio vacío. La tapa 25 se suelda a la parte principal 24 en su unión 29 una vez que se ha colocado el contenedor 1.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Contenedor en forma de bidón para la estabilización y el confinamiento de residuos sólidos que se compone de una pared lateral (2) que tiene unos bordes de extremo inferior (3) y superior (4), provistos cada uno de un elemento 5 de obturación (5, 6), siendo uno al menos de dichos dos elementos de obturación (6) del tipo separable para cerrar una abertura (7) delimitada por el borde de extremo (4) asociado, comprendiendo dicho elemento de obturación añadido (6) dos caras, una interior (6a) y la otra exterior (6b), unidas por un contorno periférico (6c), presentando dicho contorno periférico (6c) del elemento de obturación añadido (6) y un contorno interior (4a) del borde de extremo (4) asociado de la pared lateral (2) unas formas generales complementarias en al menos una parte de sus alturas respectivas, de tal modo que dicho elemento de obturación añadido (6) se aloje en al menos una parte de su altura dentro de un espacio rodeado por dicho borde de extremo (4) de la pared lateral de la pared lateral (2) y se apoye en dicho borde de extremo (4), caracterizado porque el contorno periférico (6c) del elemento de obturación añadido (6) está provisto de al menos una pestaña (11) saliente y que se extiende por su circunferencia, la cual presenta una sección con una forma general triangular formada por una superficie inclinada (11a), orientada hacia la 15 cara interior (6a) con una inclinación tal que dicha superficie inclinada (11a) se aleja de un eje (6’) central de dicho elemento de obturación (6) en un sentido desde la cara interior (6a) hacia la cara exterior (6b) de acuerdo con un ángulo comprendido entre 20º y 40º con respecto a dicho eje (6’), seguida por una superficie que forma una zona plana (11b), orientada hacia la cara exterior (6b), y porque el contorno interior (4a) del borde de extremo (4) de la pared lateral (2) presenta al menos un alojamiento (10) que también se extiende por su circunferencia, adaptado para recibir dicha pestaña (11) para garantizar el bloqueo de dicho elemento de obturación (6) añadido en dicha pared lateral (2), dicho alojamiento (10) presenta una sección que comprende una superficie inclinada (10a), orientada hacia el exterior del contenedor con una inclinación tal que dicha superficie inclinada (10a) se aleje de un eje (2’) central de dicha pared lateral (2) en un sentido desde el interior hacia el exterior de acuerdo con un ángulo comprendido entre 20º y 40º con respecto a dicho eje (2’), seguida por una superficie (10b) que forma un resalte,

25 orientada hacia el interior del contenedor.
2.

Contenedor de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la superficie (11b) que forma una zona plana de la pestaña saliente (11) del elemento de obturación añadido (6) se extiende en un plano perpendicular al eje (6’) de dicho elemento de obturación (6), y porque la superficie (10b) que forma un resalte del alojamiento complementario (10) del borde de extremo (4) de la pared lateral (2) se extiende en un plano perpendicular al eje (2’) de la pared lateral (2).
3.

Contenedor de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque comprende una multitud de dichas pestañas (11) y una multitud de dichos alojamientos (10), encontrándose las pestañas (11) y los

35 alojamientos (10) superpuestos en dirección al eje (6’) del elemento de obturación o del eje (2’) de la pared lateral (2).
4.

Contenedor de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado porque las pestañas y los alojamientos son todos anulares y paralelos.
5.

Contenedor de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado porque las pestañas (11) son unas espiras sucesivas de una pestaña helicoidal y los alojamientos (10) son unas espiras sucesivas de un alojamiento helicoidal.
6.

Contenedor de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 3 a 5, caracterizado porque los contornos

45 complementarios (6c, 4a) del elemento de obturación añadido (6) y de la pared lateral (2) son unas formas generales troncocónicas complementarias en al menos una parte de sus alturas respectivas, divergiendo dicha parte troncocónica (6c) del elemento de obturación en el sentido desde la cara interior (6a) hacia la cara exterior (6b) y divergiendo dicha parte troncocónica (4a) de la pared lateral (2) en el sentido desde el interior hacia el exterior del contenedor, presentando las pestañas (11) unas aristas periféricas (11c) con unos radios diferentes crecientes desde la cara interior hacia la cara exterior, y los alojamientos (10) están separados por unos contornos interiores (4a) también con unos radios diferentes, crecientes desde el interior hacia el exterior del contenedor.
7. Contenedor de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado porque los radios de algunos de los contornos

interiores (4a) son más grandes que los radios de algunas de las aristas (11c) de las pestañas (11). 55
8.

Contenedor de acuerdo con la reivindicación 6 o 7, caracterizado porque los radios de los contornos interiores (4a) y de las aristas periféricas (11c) son crecientes de manera sucesiva a razón de entre un 20 % y un 50 % de las anchuras de las zonas planas o de los resaltes.
9.

Contenedor de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado porque las pestañas son contiguas las unas a las otras, alternado las superficies que forman zonas planas (11b) directamente con las superficies inclinadas (11a).
10.

Contenedor de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque la superficie

inclinada de la pestaña es más dura que la superficie inclinada del alojamiento. 65
11. Procedimiento para la estabilización y el confinamiento de productos como los residuos radiactivos dentro de un contenedor (1) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque consiste:

-

en llenar el contenedor (1) por su abertura de llenado (7), con dichos productos;

5 - en añadir un elemento de obturación adaptado (6) frente a dicha abertura de llenado (7);

-

en aplicar una fuerza de compresión sobre dichos productos ejerciendo una fuerza sobre dicho elemento de obturación añadido (6), coaxialmente a la pared lateral (2) y en dirección a su otro elemento de obturación (5), hasta que los contornos complementarios (6c, 4a) de dicho elemento de obturación añadido (6) y de la pared lateral (2) se

10 apoyen uno contra el otro, de tal modo que se compriman dichos productos y se garantice el bloqueo de dicho elemento de obturación añadido (6) en dicha pared lateral (2) mediante el acoplamiento de la pestaña dentro del alojamiento.
12. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 11, caracterizado porque, de manera previa a su colocación, el

15 elemento de obturación añadido (6) presenta una forma general de disco esférico, encontrándose su parte abombada orientada hacia su cara interior (6a), y porque, una vez añadido, dicho elemento de obturación (6) se somete a un fenómeno de rectificación y de deformación hacia una forma plana, bajo la fuerza de empuje ejercida por los productos, lo que provoca un aumento del diámetro de su contorno periférico (6c) y mejora el acoplamiento de la pestaña dentro del alojamiento.
13. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 11 o 12, caracterizado porque comprende una etapa de soldadura del elemento de obturación a la pared lateral, encontrándose el contenedor atravesado por una pastilla con respiración (22), permeable a los gases.

25 14. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 11 a 13, caracterizado porque comprende una etapa de aislamiento del contenedor, que es de metal, dentro de un contenedor externo que tiene una cubierta de confinamiento radiológico.
15. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 14, caracterizado porque, al comprender el contenedor externo 30 una parte principal y una tapa, y una porción de respiración, la tapa (25) está soldada (29) a la parte principal (24).