ES2951707B2

ES2951707B2 - Contenedor para residuos radioactivos

Info

Publication number: ES2951707B2
Application number: ES202230216A
Authority: ES
Inventors: Arenal Jokin Rico; Munoz Francisco Ballester; Saez Diego Rodriguez
Original assignee: Ingecid Investigacion y Desarrollo de Proyectos SL
Current assignee: Ingecid Investigacion y Desarrollo de Proyectos SL
Priority date: 2022-03-15
Filing date: 2022-03-15
Publication date: 2025-12-03
Anticipated expiration: 2042-03-15
Also published as: WO2023175213A1; US20250201432A1; JP2025509571A; CN118901107A; ES2951707A1; EP4495951A1

Description

[0001] DESCRIPCIÓN

[0003] Contenedor para residuos radioactivos

[0005] Sector de la técnica

[0007] La presente invención se refiere a un contenedor aplicable en el almacenaje de residuos radioactivos y, especialmente, de combustible gastado procedente de centrales nucleares.

[0009] Estado de la técnica anterior

[0011] En el estado de la técnica relacionado con el sector indicado son conocidos diversos contenedores que se pueden clasificar de forma genérica en dos tipos: contenedores de hormigón y contenedores metálicos. Dichos contenedores sirven para proteger o envolver el cánister (bidón contenedor) del residuo a proteger o el bastidor donde se alojan los elementos de combustible gastado.

[0013] En los contenedores metálicos se emplean diferentes capas de distintos materiales; teniendo una capa de mayor espesor de acero, normalmente forjado, de espesor entre 200 y 300 mm., con altas capacidades mecánicas, que tiene toda la responsabilidad de protección ante solicitaciones mecánicas como pueden ser impactos, solicitaciones sísmicas u otras. Además, esta capa forma una barrera de contención frente a la fuga de radionucleídos.

[0015] Desde el punto de vista de blindaje radiológico esta capa de acero forjado, que dada su alta densidad tiene una capacidad de blindaje elevada para radiaciones fotónicas, debe ser complementada con un blindaje exterior para radiaciones neutrónicas, frente a las cuales el acero no proporciona una eficiencia suficiente.

[0017] Este blindaje exterior, normalmente algún tipo de veneno neutrónico, se dispone en una capa exterior, rodeando a la capa de acero, y a su vez se protege exteriormente con una estructura metálica para evitar que sufra daños durante la manipulación.

[0019] En los contenedores conocidos en el estado de la técnica la capa de acero que se emplea para protección contra la radiación gamma es una capa, habitualmente, de acero forjado, y es la capa más gruesa en proporción con el resto de las capas que configuran la protección del contenedor. El acero forjado es más caro que el acero o hierro fundido, y es más difícil de manejar para la realización de formas concretas mediante moldes.

[0021] Explicación de la invención

[0023] La invención se refiere a un contenedor para residuos radioactivos, específicamente destinado a albergar un bastidor que contiene los residuos radioactivos constitutivos de una fuente de emisión radioactiva. El contenedor objeto de la invención, mantiene entre el espesor de las diferentes capas de protección, una proporción adecuada para conseguir una óptima protección sin tener que dotar a la capa de acero forjado de un gran espesor.

[0025] El contenedor de la invención comprende:

[0027] - una barrera de contención de radionucleídos que comprende: una primera virola, un fondo y una tapa; delimitando dicha barrera de contención un alojamiento para los residuos radioactivos;

[0029] - un blindaje contra radiaciones gamma dispuesto exteriormente respecto a la barrera de contención y que comprende: una segunda virola provista exteriormente de unas aletas que definen entre sí unos huecos; una tapa exterior y un fondo exterior y;

[0031] - un material de blindaje neutrónico dispuesto en los huecos definidos entre las aletas de la segunda virola.

[0033] La unión de las virolas y las tapas y los fondos se realizará por medios convencionales.

[0035] En una realización preferente, la barrera de contención presenta una brida superior, y la tapa dispone de una junta de sellado fijada mediante pernos a dicha brida superior.

[0037] En una realización preferente, el blindaje dispone de una brida inferior de cierre, y la tapa exterior se halla provista de una junta de sellado y de unos pernos de fijación a la brida superior de la barrera de contención.

[0039] Las partes metálicas de la barrera de contención son de acero forjado.

[0040] La segunda virola dispuesta alrededor de la primera virola de la barrera contención constituye un elemento contra la radiación gamma, y se encuentra fijada a los componentes de dicha barrera de contención mediante la brida inferior de cierre.

[0042] La segunda virola está constituida por una pared que dispone exteriormente de las aletas que definen los huecos para alojar el material de blindaje neutrónico.

[0044] Estos huecos están configurados de tal forma que no se produce la radiación directa al exterior sin que exista material absorbente de radiación neutrónica.

[0046] La brida inferior de cierre es de acero forjado.

[0048] Según la invención el contenedor comprende lateralmente unos muñones superiores e inferiores, de acero forjado, fijados a las bridas superior e inferior, y que conforman unos medios para el agarre y manipulación del contenedor durante las operaciones.

[0050] La primera virola de la barrera de contención y la segunda virola son cilíndricas y concéntricas lo que permite el montaje de dicha segunda virola introduciéndola por la zona inferior de la barrera de contención, pieza a pieza. Dichas piezas son fijadas entre sí consiguiendo un comportamiento solidario mediante la brida inferior de cierre.

[0052] De acuerdo con la invención, las aletas de la segunda virola se encuentran dispuestas longitudinalmente y distribuidas por todo el contorno de dicha segunda virola. Así, las aletas de la segunda virola cumplen los siguientes objetivos:

[0054] - Puente térmico para evacuar el calor residual almacenado en los elementos de combustible.

[0056] - Protección estructural de los elementos de combustible durante los eventos de accidente al permitir una deformación superior por la orientación y espesor de su sección.

[0058] - Protección frente a la radiación neutrónica, mediante la configuración de los huecos en los que se aloja el material para blindaje neutrónico.

[0060] Todas las aletas presentan una inclinación hacia un mismo lateral respecto a la dirección radial de la segunda virola, de forma que el material absorbente de radiación neutrónica alojado entre dichas aletas reduce de forma significativa el riesgo de salida directa de la radiación hacia el exterior sin pasar por dicho material absorbente de radiación neutrónica.

[0062] Ventajosamente, la segunda virola es de acero o hierro fundido permitiendo la ejecución de las formas necesarias mediante moldeo, para configurar los huecos en los que se introduce el material de blindaje neutrónico.

[0064] Breve descripción del contenido de los dibujos

[0066] Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de facilitar la comprensión de las características de la invención, se acompaña a la presente memoria descriptiva un juego de dibujos en los que, con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

[0068] - La figura 1 muestra una vista en perspectiva de un ejemplo de realización del contenedor para residuos radioactivos según la invención.

[0070] - La figura 2 muestra una vista en alzado del contenedor de la figura anterior seccionado por un plano vertical.

[0072] - La figura 3 muestra una vista en planta superior del contenedor de la figura 1 seccionado por un plano horizontal.

[0074] - La figura 4 muestra una vista en perspectiva de la segunda virola del blindaje contra radiaciones gamma.

[0076] - La figura 5 muestra una vista en perspectiva de una variante de realización del blindaje contra radiaciones gamma provisto de una tercera virola dispuesta exteriormente respecto a las aletas de la segunda virola.

[0078] - La figura 6 muestra una vista en perspectiva de una variante de realización del blindaje contra radiaciones gamma en la que la segunda y la tercera virola están conectadas por las aletas de dicha segunda virola.

[0079] - La figura 7 muestra una vista en alzado de una variante de realización de la segunda virola, seccionada por un plano vertical y formada por una parte superior y una parte inferior superpuestas y encastradas una sobre otra mediante un encaje.

[0081] Exposición detallada de modos de realización de la invención

[0083] En el ejemplo de realización mostrado en las figuras adjuntas del contenedor para residuos radioactivos objeto de la invención comprende:

[0085] - una barrera de contención (1) de radionucleídos que comprende: una primera virola (11), un fondo (12), una brida superior (13) y una tapa (14) con una junta de sellado fijada mediante pernos (15) a dicha brida superior (13); delimitando dicha barrera de contención un alojamiento (16) para los residuos radioactivos;

[0087] - un blindaje (2) contra radiaciones gamma, dispuesto exteriormente respecto a la barrera de contención (1) y que comprende: una segunda virola (21) provista exteriormente de unas aletas (22) que definen entre sí unos huecos; una brida inferior (23) de cierre; una tapa exterior (24) provista de una junta de sellado y de unos pernos (25) de fijación a la brida superior (13) de la barrera de contención (1) y un fondo exterior (26) y;

[0089] - un material de blindaje neutrónico (3) dispuesto en los huecos definidos entre las aletas (22) de la segunda virola.

[0091] El mencionado contenedor para residuos radioactivos comprende lateralmente unos muñones (4) superiores e inferiores, de agarre y transporte del contenedor.

[0093] La barrera de contención (1) se configura mediante la unión del fondo (12) a la primera virola (11) y de dicha primera virola (11) a la brida superior (13).

[0095] El alojamiento (16) interior del contenedor se cierra mediante la tapa (14) que se fija a la brida superior (13) con pernos (15).

[0097] Preferentemente la segunda virola (21), dispuesta alrededor de la barrera de contención (1), es de hierro o acero fundido lo que facilita la definición en la dicha segunda virola (21) de las aletas (22) que permiten cumplir los siguientes objetivos:

[0098] - Puente térmico para evacuar el calor residual almacenado en los residuos radioactivos.

[0100] - Protección estructural de los residuos radioactivos durante los eventos de accidente al permitir una deformación superior por la orientación y espesor de su sección.

[0102] - Configuración de los huecos para el alojamiento del material de blindaje neutrónico (3).

[0104] - Protección frente a la radiación gamma mediante su realización con hierro o acero fundido.

[0106] En el ejemplo de realización mostrado en las figuras 1 a 4 las aletas (22) de la segunda virola (21) presentan en su extremo un tope (27) de retención del material de blindaje neutrónico (3) en los huecos definidos entre dichas aletas (22).

[0108] En la variante de realización mostrada en la Figura 5, el blindaje contra radiaciones gamma comprende, en torno a la segunda virola (21), una tercera virola (28) de retención del material de blindaje neutrónico (3) en los huecos definidos entre las aletas (22) de dicha segunda virola (21), haciendo innecesario que dichas las aletas (22) dispongan en su extremo de un tope (27) o una configuración específica para la retención del material de blindaje neutrónico (3) entre las mismas.

[0110] En la variante de realización mostrada en la Figura 6, la segunda virola (21) y la tercera virola (28) del blindaje (2) se encuentran unidas por las aletas (22) que delimitan junto con dichas virolas (21,28) los huecos de alojamiento del material de blindaje neutrónico (3).

[0112] En la variante de realización mostrada en la Figura 7, la segunda virola (21) está formada por una parte superior (21a) y una parte inferior (21b) encastradas una sobre otra mediante un encaje (21c). Cada parte (21a, 21b) dispone las correspondientes aletas (22a, 22b).

[0114] La brida inferior de cierre (23) está fijada al fondo (12) de la barrera de contención (1) haciendo que los elementos de dicha barrera de contención (1) y la segunda virola (21) trabajen de forma conjunta.

[0115] El contenedor para residuos radioactivos se protege y blinda adicionalmente con el fondo exterior (26) que se fija a la brida inferior (23) de cierre y con la tapa exterior (24) que se fija mediante pernos (25) a la brida superior (13) de la barrera de contención (1).

[0117] Una vez descrita suficientemente la naturaleza de la invención, así como un ejemplo de realización preferente, se hace constar a los efectos oportunos que los materiales, forma, tamaño y disposición de los elementos descritos podrán ser modificados, siempre y cuando ello no suponga una alteración de las características esenciales de la invención que se reivindican a continuación.

Claims

1. REIVINDICACIONES

1. Contenedor para residuos radioactivos, caracterizado por que comprende:

- una barrera de contención (1) de radionucleídos que comprende: una primera virola (11), un fondo (12) y una tapa (14); delimitando dicha barrera de contención (1) un alojamiento (16) para los residuos radioactivos;

- un blindaje (2) contra radiaciones gamma dispuesto exteriormente respecto a la barrera de contención (1) y que comprende: una segunda virola (21) provista exteriormente de unas aletas (22) que definen entre sí unos huecos; una tapa exterior (24) y un fondo exterior (26) y;

- un material de blindaje neutrónico (3) dispuesto en los huecos definidos entre las aletas (22) de la segunda virola;

caracterizado por que las aletas (22) de la segunda virola (21) presentan en su extremo un tope (27), en forma de “T”, de retención del material de blindaje neutrónico (3) en los huecos definidos entre dichas aletas (22).

2. - Contenedor, según la reivindicación 1, caracterizado por que la barrera de contención (1) comprende una brida superior (13), y la tapa (14) dispone de una junta de sellado fijada mediante pernos (15) a dicha brida superior (13).

3. Contenedor, según las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el fondo (12) y la brida superior (13) de la barrera de contención (1) se encuentran fijados a la primera virola (11).

4. - Contenedor, según la reivindicación 1, caracterizado por que el blindaje (2) comprende una brida inferior (23) de cierre, y la tapa exterior (24) se halla provista de una junta de sellado y de unos pernos de fijación (25) a la brida superior (13) de la barrera de contención (1).

5. Contenedor, según la reivindicación 4, caracterizado por que la brida inferior (23) de cierre está fijada al fondo (12) de la barrera de contención (1).

6. - Contenedor, según la reivindicación 4, caracterizado por que el fondo exterior (26) se halla

fijado a la brida inferior (23) de cierre.

7. Contenedor, según la reivindicación 1, caracterizado por que las aletas (22) presentan una inclinación hacia un mismo lateral respecto a la dirección radial de la segunda virola.

8. Contenedor, según la reivindicación 1, caracterizado por que comprende lateralmente unos muñones (4) superiores e inferiores, de agarre y transporte del contenedor.

9. Contenedor, según la reivindicación 1, caracterizado por que la primera virola (11) es de acero forjado y la segunda virola (21), provista de aletas (22), es de hierro o acero fundido.

10. Contenedor, según la reivindicación 1, caracterizado porque la segunda virola (21) comprende una parte superior (21a) y una parte inferior (21b) encastradas una sobre otra mediante un encaje (21c); y cada parte (21a, 21b) de dicha segunda virola dispone de las correspondientes aletas (22a, 22b).