ES2587679T3 - Recipiente de transporte y/o de almacenamiento - Google Patents

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ES2587679T3 ES13190280.1T ES13190280T ES2587679T3 ES 2587679 T3 ES2587679 T3 ES 2587679T3 ES 13190280 T ES13190280 T ES 13190280T ES 2587679 T3 ES2587679 T3 ES 2587679T3
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Abstract

Recipiente de transporte y/o de almacenamiento para la recepción de componentes radiactivos, especialmente de componentes de residuos radiactivos, con base de recipiente (1), camisa de recipiente (2) y tapa de recipiente (3, 4). disponiéndose por la cara interior del recipiente un recubrimiento de blindaje λ (5), diseñándose el recubrimiento de blindaje λ (5) al mismo tiempo como envoltura termoprotectora para la protección contra un aumento de la temperatura en el interior del recipiente (9) y siendo el recubrimiento de blindaje λ (5) de una aleación de plomo cuya temperatura de fusión o cuyo intervalo de temperatura de fusión es al menos 50ºC, preferiblemente 80ºC inferior a la temperatura de fusión de plomo puro, presentando la aleación de plomo un contenido de estaño o un porcentaje de estaño superior al 2% en peso, preferiblemente superior al 3% en peso y presentando la aleación de plomo un contenido de antimonio o un porcentaje de antimonio superior al 2% en peso, preferiblemente superior al 3% en peso.

Description

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DESCRIPCION
Recipiente de transporte y/o de almacenamiento
La invencion se refiere a un recipiente de transporte y/o de almacenamiento para la recepcion de componentes radiactivos, especialmente de componentes de residuos radiactivos, con base de recipiente, camisa de recipiente y tapa de recipiente, disponiendose por la cara interior del recipiente un recubrimiento de blindaje A. En el marco de la invencion se entiende por recipiente de almacenamiento especialmente tambien un recipiente de almacenamiento definitivo. Los componentes radiactivos o componentes de residuos radiactivos se introducen en un espacio interior del recipiente. Este espacio interior del recipiente queda limitado o esta rodeado por la base del recipiente, la camisa del recipiente y la tapa del recipiente. En lugar del termino “recipiente de transporte y/o de almacenamiento” se empleara de aqrn en adelante tambien de forma abreviada el termino “recipiente”.
En la practica se conocen recipientes del tipo antes indicado en varias formas de realizacion. El recubrimiento de blindaje A de estos recipientes conocidos se compone por regla general de plomo. En muchos recipientes conocidos surge el problema de que a elevadas temperaturas exteriores, por ejemplo en caso de un fuego exterior causado por un fallo, es posible que a traves de las paredes del recipiente lleguen mayores cantidades de calor al interior del recipiente. Como consecuencia, el interior del recipiente y el material contenido en el recipiente pueden estar expuestos a temperaturas elevadas inadmisibles. Ya se han adoptado medidas de aislamiento termico para el aislamiento termico del interior del recipiente. Sin embargo, con vistas a la eficacia y seguridad de funcionamiento, estas medidas conocidas dejan mucho que desear.
Por el documento US 3 414 727 A se conoce en principio un recipiente de transporte para material radiactivo del tipo senalado. En este recipiente se dispone un blindaje compuesto por una aleacion eutectica de plomo y litio con una temperatura de fusion de 235°C. El blindaje esta rodeado por las paredes del recipiente de transporte y por otras paredes. En caso de calentamiento suficiente, el blindaje se funde y sale del recipiente de transporte a traves de agujeros previstos a estos efectos en la camisa del recipiente. Por el documento EP 0 035 064 A2 se conoce ademas una proteccion de fallo para el almacenamiento de sustancias radiactivas autocalentables. Las sustancias radiactivas autocalentables se pueden depositar en envases apropiados en el recipiente de almacenamiento. El espacio intermedio entre los envases y el recipiente de almacenamiento se rellena con un material solido en forma de material a granel. El punto de fusion de este material a granel es inferior a la maxima temperatura admisible de la sustancia radiactiva autocalentable. En el caso del material a granel se puede tratar, por ejemplo, de polvo metalico. El polvo metalico puede estar formado por una aleacion de estano y plomo con una composicion del 40% de plomo y 60% de estano. El documento US 3 483 381 A muestra una disposicion similar en la que el blindaje es de una aleacion de plomo y antimonio.
La invencion esta basada en el problema tecnico de proponer un recipiente de transporte y/o de almacenamiento del tipo inicialmente descrito en el que se puedan evitar los inconvenientes senalados y en el que el interior del recipiente y el material contenido en el recipiente se puedan proteger de manera segura contra temperaturas elevadas.
Para resolver este problema tecnico la invencion presenta un recipiente de transporte y/o de almacenamiento para la recepcion de componentes radiactivos, especialmente componentes de residuos radiactivos, con base de recipiente, camisa de recipiente y tapa de recipiente, disponiendose por el lado interior del recipiente un recubrimiento de blindaje A, disenandose el recubrimiento de blindaje A como envoltura termoprotectora para la proteccion contra un aumento de la temperatura en el interior del recipiente por encima de un valor lfmite de temperatura y estando el recubrimiento de blindaje A compuesto por una aleacion de plomo cuya temperatura de fusion o cuyo intervalo de temperatura de fusion sea en al menos 50°C, preferiblemente en al menos 80°C inferior a la temperatura de fusion de plomo puro, presentando la aleacion de plomo un contenido de estano o un porcentaje de estano de mas del 2% en peso, preferiblemente de mas del 3% en peso, presentando la aleacion de plomo un contenido de antimonio o un porcentaje de antimonio de mas del 2% en peso, preferiblemente de mas del 3% en peso.
De acuerdo con la invencion, el recubrimiento de blindaje A cumple por lo tanto, por una parte, con su funcion de blindaje contra los rayos A que se producen en el interior del recipiente y, por otra parte, con su funcion de envoltura termoprotectora contra las elevadas temperaturas que actuan desde fuera, a fin de proteger el interior del recipiente contra un aumento no deseado o inadmisible de la temperatura. Se pretende por lo tanto proteger el material contenido en el interior del recipiente frente a la accion de temperaturas exteriores o frente al calor que penetra desde el exterior con ayuda del recubrimiento de blindaje A que actua a modo de envoltura termoprotectora. La invencion se basa en el conocimiento de que el problema tecnico segun la invencion se puede resolver de manera efectiva y funcionalmente segura si como material para el recubrimiento de blindaje A se elige una aleacion de plomo cuya temperatura de fusion o cuyo intervalo de temperatura de fusion sea inferior a la temperatura de fusion del plomo puro. Por temperatura de fusion o punto de fusion de la aleacion de plomo se entiende aqrn, y en adelante, tambien un intervalo de temperatura de fusion o un intervalo de punto de fusion para la aleacion de plomo.
La invencion se basa ademas en el conocimiento de que en caso de una exposicion a las temperaturas exteriores del recubrimiento de blindaje A a temperaturas inferiores a la temperatura de fusion o inferiores al intervalo de temperaturas de fusion de la aleacion de plomo se puede producir una introduccion deseada de calor en el interior del recipiente. Esto resulta deseable en el caso de algunas medidas, especialmente para secar el interior del
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recipiente. La invencion se basa tambien en el conocimiento de que en caso de una exposicion a las temperatures exteriores y del consiguiente alcance de la temperature de fusion o del intervalo de temperature de fusion de la aleacion de plomo se puede evitar eficazmente una aportacion adicional de calor al interior del recipiente. El calor aportado al recubrimiento de blindaje A o a la envoltura termoprotectora desde el exterior se emplea y gasta entonces exclusivamente para fundir la aleacion de plomo y se aprovecha en cierto modo como entalpfa de fusion. Como consecuencia se evita o se evita en gran medida que el calor siga pasando a traves del recubrimiento de blindaje A o de la envoltura termoprotectora al interior del recipiente. Mediante la eleccion de una temperatura de fusion relativamente baja o de un intervalo de temperatura de fusion relativamente bajo se puede evitar, por lo tanto, a temperaturas relativamente bajas que el calor siga pasando al interior del recipiente. Esto se consigue por el hecho de que el recubrimiento de blindaje A provoca practicamente de forma espedfica la fusion de la aleacion de plomo. A traves de la correspondiente eleccion de la aleacion de plomo se puede ajustar la temperatura de fusion o el intervalo de temperatura de fusion de la aleacion.
En el marco de la invencion se entiende que el recubrimiento de blindaje A segun la invencion o la envoltura termoprotectora presenta un revestimiento que rodea a la aleacion de plomo. Convenientemente la temperatura de fusion de este revestimiento es mas alta o claramente mas alta que la temperatura de fusion o el intervalo de temperatura de fusion de la aleacion de plomo. Al fundir la aleacion de plomo con la correspondiente aportacion de calor desde fuera los componentes de aleacion fundidos pueden mantener en cierto modo su forma o se pueden mantener en forma del revestimiento.
Conforme a la invencion la aleacion de plomo del recubrimiento de blindaje A es una aleacion que se compone al menos de los componentes o de los componentes plomo, antimonio y estano. En el marco de la invencion, la aleacion de plomo se compone fundamentalmente de estos componentes. En el caso de la aleacion de plomo del recubrimiento de blindaje A o de la envoltura termoprotectora se trata por lo tanto, segun lo recomendado, de una aleacion de plomo, antimonio y estano.
Es recomendable que la temperatura de fusion o el intervalo de temperatura de fusion de la aleacion de plomo del recubrimiento de blindaje A sea de entre 90°C y 210°C, preferiblemente de entre 100°C y 200°C. De acuerdo con una variante de realizacion de la invencion esta temperatura de fusion o el intervalo de temperatura de fusion es de entre 120°C y 190°C.
Segun una variante de realizacion preferida de la invencion, la aleacion del recubrimiento de blindaje A presenta un contenido de plomo o un porcentaje de plomo inferior al 94% en peso. En el marco de la invencion, el contenido de plomo o porcentaje de plomo se elige con la condicion de que se cumpla la temperatura de fusion preferida o el intervalo de temperatura de fusion preferido antes citados de la aleacion de plomo. Conforme a la invencion, la aleacion de plomo del recubrimiento de blindaje A presenta un contenido de estano o un porcentaje de estano superior al 2% en peso, preferiblemente superior al 3% en peso. De acuerdo con la invencion, la aleacion de plomo del recubrimiento de blindaje A presenta ademas un contenido de antimonio o un porcentaje de antimonio superior al 2% en peso, preferiblemente superior al 3% en peso.
En el marco de la invencion el recubrimiento de blindaje A o de la envoltura termoprotectora presenta un grosor d de 20 a 140 mm, convenientemente de 30 a 120 mm. De acuerdo con una variante de realizacion preferida el grosor d del recubrimiento de blindaje A es de 40 a 140 mm, con preferencia de 40 a 120 mm.
En el marco de la invencion se entiende ademas que la aleacion de plomo y/o el grosor del recubrimiento de blindaje A o se tiene que ajustar con la condicion de que por debajo de una temperatura cntica Tk se pueda aportar desde fuera calor al recipiente y que por encima de la temperatura cntica Tk se pueda impedir la aportacion de calor desde fuera al interior del recipiente. Por consiguiente, por debajo de la temperatura cntica Tk se permite una aportacion de calor al interior del recipiente, por ejemplo para que el interior del recipiente se pueda secar. Convenientemente, se produce a la temperatura cntica Tk o por encima de la temperatura cntica Tk la fusion de la aleacion de plomo, manteniendose entonces la temperatura del recubrimiento de blindaje A a la temperatura de fusion o en el intervalo de temperatura de fusion de la aleacion de plomo, con lo que se impide una aportacion adicional de calor al interior del recipiente. El calor aportado se emplea en este caso solo para la fusion o para la entalpfa de fusion. En este sentido se le atribuye al recubrimiento de blindaje A segun la invencion en cierto modo una funcion de interruptor, permitiendo que por debajo de la temperatura cntica Tk la temperatura suba en el interior del recipiente, mientras que a la temperatura cntica Tk o por encima de la temperatura cntica Tk la temperatura en el interior del recipiente en principio no debe subir o al menos no debe subir durante el tiempo de fusion. Con preferencia la temperatura cntica es igual a la temperatura de fusion o a la temperatura al comienzo del intervalo de temperatura de fusion de la aleacion de plomo segun la invencion. La temperatura cntica Tk es preferiblemente de entre 90°C y 210°C.
Conforme a una variante de realizacion ventajosa de la invencion, el calor espedfico del material del recubrimiento de blindaje A o de la aleacion de plomo es de entre 180 y 260 J/kgK y preferiblemente de entre 200 y 260 J/kgK. La densidad del material del recubrimiento de blindaje A o de la aleacion de plomo es, segun lo recomendado, de entre 7 y 8 g/cm3, con preferencia de entre 7 y 7,7 g/cm3.
En principio se entiende en el marco de la invencion que entre el del recubrimiento de blindaje A y el interior del recipiente o del material introducido en el recipiente se disponga una camisa de blindaje de plomo. El recubrimiento de blindaje A segun la invencion tiene en este caso la funcion de impedir la fusion de la camisa de blindaje de plomo.
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La invencion se basa en el conocimiento de que con la puesta en practica de las medidas segun la invencion se puede garantizar una proteccion termica efectiva del interior del recipiente y del material introducido en el interior del recipiente. Con la aleacion de plomo segun la invencion como material para el del recubrimiento de blindaje A o para la envoltura termoprotectora se puede garantizar, por una parte, un blindaje seguro contra los rayos A y, por otra parte, una proteccion termica eficiente del interior del recipiente. En virtud del bajo punto de fusion o intervalo de punto de fusion ajustado segun la invencion se puede permitir en principio, a bajas temperaturas exteriores, una aportacion de calor al interior del recipiente. Al llegar a la temperatura cntica Tk o a la temperatura de fusion o al intervalo de temperatura de fusion de la aleacion de plomo se impide despues la aportacion adicional de calor al interior del recipiente durante la fusion de la aleacion de plomo. Como consecuencia de la energfa de fusion absorbida o de la entalpfa de fusion se puede transmitir menos calor al interior del recipiente o al material del recipiente. En el marco de la invencion se entiende que la solucion conforme a la invencion se puede realizar con medios relativamente sencillos, poco complicados y economicos. No se necesitan medidas de proteccion adicionales en el marco de la invencion.
Tambien es importante que con un recubrimiento de blindaje A segun la invencion o una envoltura termoprotectora se puede garantizar una proteccion termica suficiente en un caso de fallo con temperaturas exteriores de 800°C durante un espacio de tiempo de al menos una hora. Mediante el correspondiente ajuste de la aleacion de plomo y del grosor d del recubrimiento de blindaje A se puede evitar de manera relativamente sencilla y efectiva una aportacion de calor al interior del recipiente durante este fallo.
A continuacion la invencion se explica mas detalladamente a la vista de un dibujo que solo representa un ejemplo de realizacion. La unica figura muestra una representacion esquematica de un recipiente de transporte y/o de almacenamiento en seccion.
La figura muestra un recipiente de transporte y/o de almacenamiento para la recepcion de componentes radiactivos no representados, especialmente componentes de residuos radiactivos. Este recipiente presenta una base de recipiente 1, una camisa de recipiente 2 asf como un conjunto de tapa de recipiente con una tapa interior de recipiente 3 y una tapa exterior de recipiente 4. En el marco de la invencion la base de recipiente 1, la camisa de recipiente 2 y las tapas de recipiente 3, 4 son de material metalico o fundamentalmente de material metalico. Por la cara interior del recipiente se dispone un recubrimiento de blindaje A 5. Este recubrimiento de blindaje A 5 se disena segun la invencion al mismo tiempo como envoltura termoprotectora para la proteccion contra un aumento de la temperatura en el interior del recipiente por encima de un valor limite de temperatura. De acuerdo con la invencion el recubrimiento de blindaje A 5 y la envoltura termoprotectora son de una aleacion de plomo segun la invencion 1.
La temperatura de fusion o el intervalo de temperatura de fusion de esta aleacion de plomo es al menos 50°C, preferiblemente al menos 80°C inferior a la temperatura de fusion del plomo puro (327,5°C en condiciones normales). Segun las recomendaciones y en el ejemplo de realizacion, el recubrimiento de blindaje A 5 o la envoltura termoprotectora presenta un componente de base 6, un componente de camisa 7 asf como un componente de tapa 8. El recubrimiento de blindaje A 5 o su componente de base 6, su componente de camisa 7 y su componente de tapa 8 encierran el interior 9 del recipiente. En este interior de recipiente 9 se encuentran los componentes radiactivos, especialmente los componentes de residuos radiactivos.
Conforme a la invencion y al ejemplo de realizacion, el recubrimiento de blindaje A 5 y la envoltura termoprotectora son de una aleacion de plomo con los componentes de plomo, antimonio y estano (aleacion de plomo-antimonio- estano). Esta aleacion de plomo tiene convenientemente, como en el ejemplo de realizacion, un punto de fusion de 190°C. El contenido de plomo o porcentaje de plomo de esta aleacion de plomo es inferior al 96% en peso. El grosor d del recubrimiento de blindaje A 5 puede ser en el ejemplo de realizacion d 80 mm. Convenientemente la temperatura de fusion de la aleacion de plomo corresponde a la temperatura cntica Tk del sistema. Mientras que la temperatura del recubrimiento de blindaje A 5 se mantenga por debajo de la temperatura cntica Tk, el calor llega de forma intencionada desde fuera al recipiente o al interior del recipiente 9. Esta aportacion espedfica de calor se puede emplear, por ejemplo, para el secado del interior del recipiente 9. Cuando la temperatura del recubrimiento de blindaje A alcanza la temperatura cntica Tk o la temperatura de fusion de la aleacion de plomo, el recubrimiento de blindaje A 5 absorbe en principio solo el calor para la fusion de la aleacion de plomo. El calor aportado desde fuera se emplea en este caso solo como entalpfa de fusion para la fusion de la aleacion de plomo, manteniendose la temperatura del recubrimiento de blindaje A 5 constante o dentro de un intervalo de temperatura definido. Entonces ya no llega calor o apenas llega calor al interior del recipiente 9. Este caso de fusion de la aleacion de plomo se puede producir, por ejemplo, en caso de fallo con fuego exterior y cuando se producen temperaturas exteriores de mas de 800°C o de unos 800°C. En este sentido se le atribuye al recubrimiento de blindaje A 5 segun la invencion en cierto modo una funcion de interruptor. Por debajo de la temperatura cntica Tk se permite una aportacion de calor al interior del recipiente 9, y al alcanzar la temperatura cntica Tk se impide cualquier aportacion adicional de calor al interior del recipiente 9 y el calor aportado ya solo se emplea o solo se emplea en primer lugar para la fusion de la aleacion de plomo. Con preferencia, y en el ejemplo de realizacion, el recubrimiento de blindaje A 5 presenta un revestimiento 10 que convenientemente rodea a todos los componentes del recubrimiento de blindaje A 5 o a todos los componentes de la aleacion de plomo. Esto tiene la ventaja de que durante la fusion de la aleacion de plomo el recubrimiento de blindaje A 5 o los componentes de la aleacion de plomo se mantienen en su forma gracias al revestimiento 10.

Claims (9)

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    REIVINDICACIONES
    1. Recipiente de transporte y/o de almacenamiento para la recepcion de componentes radiactivos, especialmente de componentes de residuos radiactivos, con base de recipiente (1), camisa de recipiente (2) y tapa de recipiente (3, 4). disponiendose por la cara interior del recipiente un recubrimiento de blindaje A (5), disenandose el recubrimiento de blindaje A (5) al mismo tiempo como envoltura termoprotectora para la proteccion contra un aumento de la temperature en el interior del recipiente (9) y siendo el recubrimiento de blindaje A (5) de una aleacion de plomo cuya temperatura de fusion o cuyo intervalo de temperatura de fusion es al menos 5o°C, preferiblemente 80°C inferior a la temperatura de fusion de plomo puro, presentando la aleacion de plomo un contenido de estano o un porcentaje de estano superior al 2% en peso, preferiblemente superior al 3% en peso y presentando la aleacion de plomo un contenido de antimonio o un porcentaje de antimonio superior al 2% en peso, preferiblemente superior al 3% en peso.
  2. 2. Recipiente de transporte y/o de almacenamiento segun la reivindicacion 1, siendo la temperatura de fusion o el intervalo de temperatura de fusion de la aleacion de plomo de entre 90°C y 210°C, preferiblemente de entre 100° C y 200°C.
  3. 3. Recipiente de transporte y/o de almacenamiento segun una de las reivindicaciones 1 a 2, presentando la aleacion de plomo un contenido de plomo o un porcentaje de plomo inferior al 94% en peso.
  4. 4. Recipiente de transporte y/o de almacenamiento segun una de las reivindicaciones 1 a 3, presentando recubrimiento de blindaje A (5) o la envoltura termoprotectora un grosor de de 20 a 140 mm, preferiblemente de 30 a 120 mm.
  5. 5. Recipiente de transporte y/o de almacenamiento segun una de las reivindicaciones 1 a 4, ajustandose la aleacion de plomo y/o el grosor d del recubrimiento de blindaje A (5) con la condicion de que por debajo de una temperatura cntica Tk el calor pueda llegar desde fuera al recipiente y que por encima de la temperatura cntica Tk se impida la aportacion de calor desde fuera al interior del recipiente (9).
  6. 6. Recipiente de transporte y/o de almacenamiento segun la reivindicacion 5, siendo la temperatura cntica Tk de entre 90°C y 210°C.
  7. 7. Recipiente de transporte y/o de almacenamiento segun una de las reivindicaciones 1 a 6, siendo el calor espedfico de la aleacion de plomo de entre 180 y 260 J/kgK y preferiblemente de entre 200 y 260 J/kgK.
  8. 8. Recipiente de transporte y/o de almacenamiento segun una de las reivindicaciones 1 a 7, siendo el grosor de la aleacion de plomo de entre 7 y 8 g/cm3, preferiblemente de entre 7 y 7,7 g/cm3.
  9. 9. Recipiente de transporte y/o de almacenamiento segun una de las reivindicaciones 1 a 8, presentando el recubrimiento de blindaje A (5) o los componentes (6, 7, 8) de este recubrimiento de blindaje A (5) un revestimiento exterior (10).
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