ES2345333T3 - Metodo para la eliminacion de las instalaciones de una central electrica directamente debajo de la ubicacion original. - Google Patents
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Abstract
Método para la eliminación de las instalaciones (1) de una central eléctrica suprimida en la tierra (2) directamente debajo de la ubicación original de las instalaciones (1) de la central eléctrica, comprendiendo dicho método los pasos de perforar un pozo de eliminación (3) en la tierra (2) directamente debajo de la central eléctrica (1), almacenar las instalaciones (1) de la central eléctrica en el pozo de eliminación (3) y cubrir con relleno el pozo de eliminación (3); caracterizado por el hecho de que dicho método adicionalmente comprende los pasos de crear una galería de avance para la eliminación (4) que entra en la tierra (2) debajo de las instalaciones (1) de la central eléctrica, perforar dicho pozo de eliminación tras haber sido creada dicha galería de avance (4), siendo dicha galería de avance para la eliminación (4) y dicho pozo de eliminación (3) creados para quedar en comunicación entre sí, y perforar dicho pozo de eliminación (3) hasta una profundidad prescrita antes de bajar las instalaciones (1) de la central eléctrica al interior de dicho pozo de eliminación (3) para su almacenamiento en el mismo.
Description
Método para la eliminación de las instalaciones
de una central eléctrica directamente debajo de la ubicación
original.
Esta invención se refiere a un método para la
eliminación de las instalaciones de una central eléctrica suprimida
como se define en la parte precaracterizante de la reivindicación 1.
En el sentido en el que aquí se la utiliza, la frase
"instalaciones de una central eléctrica" significa las
instalaciones de una central nuclear o instalaciones similares.
La generación de energía nuclear en el Japón ha
venido desempeñando un papel importante en el suministro de energía
eléctrica como fuente de energía alternativa al petróleo hasta la
fecha desde el comienzo de las operaciones de explotación en la
central termoeléctrica de Tokai en 1966. Desde 2003 se genera un
abastecimiento de energía eléctrica de aproximadamente 46 millones
de kilovatios en un total de 52 reactores nucleares en 16 centrales
nucleares en todo el país.
En el entretanto, debido al hecho de que han
pasado 30-40 años desde que se inició la explotación
de las centrales eléctricas, ha surgido una nueva clase de
problemas tales como los del desmantelamiento y la eliminación de
las instalaciones de las centrales eléctricas debido al
envejecimiento o a otras razones.
A pesar de que está en la actualidad en curso la
construcción de unas instalaciones de eliminación subterránea en el
pueblo de Rokkasho, en la prefectura de Aomori, se prevé que la
cantidad de instalaciones de centrales eléctricas a eliminar
sobrepase cuantitativamente la capacidad de eliminación de las
instalaciones de eliminación en el subsuelo, y hay una urgente
necesidad de que se tomen medidas distintas para eliminar las
instalaciones de las centrales eléctricas desmanteladas.
Los desechos de las instalaciones, incluyendo a
las vasijas a presión de los reactores, son generalmente
transportados por tierra o por mar a las instalaciones de
eliminación en el subsuelo y son eliminados en la tierra en las
instalaciones de eliminación.
Se ha dado a conocer en la Patente Japonesa
2001-116876 que para la construcción de un edificio
del reactor se excava de antemano a gran profundidad la tierra
hacia abajo desde directamente debajo del edificio del reactor, y
se construye un edificio de almacenamiento de desechos junto al
cuerpo del edificio del reactor y debajo del mismo.
En otras palabras, se excava profundamente la
tierra hacia abajo desde el suelo inferior (b) del cuerpo (a) del
edificio del reactor, y se construye el edificio (c) de
almacenamiento de los desechos. El edificio (c) de almacenamiento
de los desechos comprende una campana (e) de almacenamiento del
desecho de la vasija directamente debajo de la vasija a presión (d)
del reactor, y campanas (g) de almacenamiento de desechos para
estructuras para almacenar varias estructuras (f) dentro del
edificio del reactor (véase la Fig. 4).
La tecnología de eliminación convencional
anteriormente descrita para las instalaciones de las centrales
eléctricas desmanteladas presenta los problemas siguientes:
<1> Cuando se transportan desechos a unas instalaciones de
eliminación situadas fuera de las instalaciones de una central
eléctrica, aunque sean desechos radiactivos de bajo nivel o
desechos no radiactivos, no podemos eliminar plenamente riesgos
tales como las fugas radiactivas durante el transporte. Por
consiguiente, el vehículo de expedición o la vasija de transporte
tiene que tener estructuras para interceptar la radiactividad, lo
cual requiere un gasto considerable. <2> La cantidad de
desechos que se generará en las instalaciones de las centrales
eléctricas desmanteladas sobrepasará el nivel permisible de las
instalaciones de eliminación planificadas. Para la construcción de
instalaciones de eliminación, no tan sólo se requieren gastos de
construcción, sino que se requiere también un largo tiempo para
conseguir el consenso de los residentes sobre la construcción de las
instalaciones. <3> Para la futura construcción de
instalaciones de centrales eléctricas es importante construir de
antemano instalaciones de eliminación de los desechos directamente
debajo de los edificios, pero esto no puede convertirse en una
solución para la eliminación de los desechos de las instalaciones de
las centrales eléctricas actuales (que se considera que no tienen
instalaciones de eliminación de desechos directamente debajo de los
edificios).
Es conocido por el documento anterior publicado
DE 37 19 078 A un método para la eliminación de las instalaciones
de una central eléctrica suprimida como se define en la parte
precaracterizante de la reivindicación 1. El método que da a
conocer el documento anteriormente mencionado incluye la operación
de disponer las instalaciones de la central eléctrica suprimida
directamente debajo de la ubicación original, siendo las
instalaciones de la central eléctrica soportadas por equipos de
minería que se disponen debajo de las instalaciones de la central
eléctrica y se manejan para perforar un pozo de eliminación al
interior del cual se bajan las instalaciones de la central
eléctrica a medida que progresa la perforación del pozo. Una vez que
las instalaciones de la central eléctrica han llegado a su posición
final en el pozo de eliminación, el pozo es cubierto con relleno de
hormigón.
Un objetivo de la invención es el de modificar
el método que se define en la parte precaracterizante de la
reivindicación 1 de forma tal que las instalaciones de la central
eléctrica puedan ser eliminadas directamente debajo de la ubicación
original aunque pueda ser difícil perforar el pozo de eliminación
desde dentro del edificio de las instalaciones de la central
eléctrica.
El objetivo de la invención es alcanzado creando
una galería de avance para la eliminación que discurre hacia el
interior de la tierra debajo de las instalaciones de la central
eléctrica, perforando dicho pozo de eliminación después de haber
sido creada dicha galería de avance, creándose dicha galería de
avance para la eliminación y dicho pozo de eliminación para quedar
en comunicación entre sí, y perforando dicho pozo de eliminación
hasta una profundidad final prescrita antes de bajar las
instalaciones de la central eléctrica al interior de dicho pozo de
eliminación para su almacenamiento en el mismo.
En el sentido en el que se la utiliza en la
presente, la frase "instalaciones de la central eléctrica"
significa, en las centrales nucleares, todas las estructuras
relacionadas con la generación de energía nuclear, tales como los
edificios de los reactores nucleares, los edificios de procesamiento
del combustible, los edificios de enriquecimiento del combustible,
los edificios de reprocesamiento, los edificios de control y los
sistemas de tuberías de todas clases. Asimismo, las instalaciones
de una central eléctrica no quedan limitadas a las instalaciones de
generación de energía nuclear, sino que incluyen a una amplia gama
de instalaciones de central eléctrica, incluyendo a las
instalaciones de generación de energía térmica y a las instalaciones
de generación de energía hidroeléctrica.
El método de eliminación de las instalaciones de
una central eléctrica directamente debajo de la ubicación original
puede comprender los pasos de perforar el pozo de eliminación en la
roca firme directamente debajo del edificio de las instalaciones de
la central eléctrica desde el exterior del edificio de forma tal que
el edificio y el pozo de eliminación puedan quedar en comunicación
después de haber sido la galería de avance para la eliminación
perforada directamente debajo del edificio, poner al edificio y al
pozo de eliminación en comunicación atravesando el suelo inferior
del edificio, almacenar el dispositivo generador que está en el
edificio dentro del pozo de eliminación, o almacenar el dispositivo
generador y el edificio desmantelado en el pozo de eliminación y
cubrir con relleno el pozo de eliminación.
En el sentido en el que se la utiliza en la
presente, la frase "dispositivo generador" significa una
vasija a presión de un reactor o cosa similar que transforma el agua
de refrigeración en vapor experimentando fisión internamente.
Asimismo, en cuanto a almacenar un edificio desmantelado dentro de
un pozo de eliminación, el edificio puede ser descolgado
directamente dentro de la galería de avance para la eliminación, o
bien puede ser almacenado dentro del pozo de eliminación a través
de la galería de avance para la eliminación.
Las partes desmanteladas se aíslan mediante el
uso de material con función separadora y se almacenan en un
sobreenvase, y se introducen como relleno entre el sobreenvase y los
materiales de cubrimiento con relleno para aislamiento materiales
separadores para reprimir el movimiento del agua subterránea y la
migración de radionucleidos.
Además, el pozo de eliminación es cubierto con
relleno vertiendo hormigón para formar roca firme artificial.
Un método de esta invención para la eliminación
de las instalaciones de una central eléctrica directamente debajo
de la ubicación original puede lograr al menos uno de los resultados
que se indican a continuación resolviendo los problemas
anteriormente indicados. <1> Debido al hecho de que los
desechos no son transportados fuera de los terrenos de las
instalaciones de la central eléctrica, puede reducirse el
considerable gasto que se requiere para el transporte. Además, no
hay riesgos potenciales para el medio ambiente durante el
transporte. <2> Debido al hecho de que los desechos son
cubiertos con relleno dentro de los terrenos de las instalaciones
de la central eléctrica, no hay necesidad de construir más
instalaciones de eliminación como las que están en construcción.
<3> Debido al hecho de que los desechos son cubiertos con
relleno dentro de los terrenos de las instalaciones de la central
eléctrica, es más fácil obtener el consenso de los residentes y
ciudadanos. <4> Para desmantelar las instalaciones de la
central eléctrica no se requiere una tecnología avanzada para
efectuar el desmantelamiento, y las instalaciones de la central
eléctrica puedan ser desmanteladas y eliminadas en un corto periodo
de tiempo tras la supresión de las instalaciones de la central
eléctrica.
La Fig. 1 es una vista de conjunto en
perspectiva oblicua de la descripción general de las instalaciones
de una central eléctrica y de los pozos de eliminación
La Fig. 2 es una vista en sección que describe
la situación de cubrimiento con relleno de una vasija a presión de
un reactor en un edificio de un reactor nuclear.
La Fig. 3 es una vista en sección que muestra la
realización en la que los túneles de avance para la eliminación
creados desde el exterior de los edificios y los pozos de
eliminación son puestos en comunicación con los edificios.
La Fig. 4 es una vista en sección de una
estructura convencional de un edificio de un reactor nuclear.
Esta invención se refiere a un método para
terraplenar unas instalaciones de una central eléctrica suprimida a
eliminar en el subsuelo directamente debajo de las instalaciones de
la central eléctrica 1. En el sentido en el que se la utiliza en la
presente, la frase "instalaciones de una central eléctrica 1"
significa unas instalaciones de central eléctrica para la
generación de energía térmica, la generación de energía
hidroeléctrica o cosas similares además de las instalaciones de
generación de energía nuclear. En la descripción que se da a
continuación, describimos el caso de una central nuclear en calidad
de las instalaciones de una central eléctrica 1.
La generación de energía nuclear es un método de
generación de energía en el que se hace fisión mediante el control
del combustible de uranio cargado en un reactor nuclear con una
barra de control, se hierve el agua de refrigeración con el calor
creado por la fisión nuclear, se toma el vapor y se pone en rotación
una turbina, creando con ello energía eléctrica mediante un
generador. La fisión se hace dentro de una vasija a presión 13 de
un reactor situada en un edificio 12 del reactor. El vapor que es
creado por el agua de refrigeración que hierve en la vasija a
presión 13 del reactor es enviado a una turbina de alta presión por
tuberías 14. También el agua (tal como agua de mar) que se aporta a
la vasija a presión 13 del reactor es enviada por las tuberías
14.
Además del edificio 12 del reactor nuclear
anteriormente mencionado, las instalaciones de una central nuclear
incluyen edificios de enriquecimiento del combustible para
enriquecer el combustible de uranio, edificios de reprocesamiento
para el combustible de uranio y edificios de control de todo tipo.
El edificio 12 del reactor nuclear y los edificios de
reprocesamiento tienen distintos terrenos de las instalaciones.
En esta invención, las instalaciones se refieren
a todas las estructuras relacionadas con la generación de energía
nuclear anteriormente mencionada cuando las instalaciones de una
central eléctrica 1 que se consideran son las de una central
nuclear.
El método de eliminación de las instalaciones de
una central eléctrica 1 suprimida (las instalaciones de una central
nuclear) consiste en eliminar las instalaciones de la central
eléctrica 1 terraplenándolas en el interior de la tierra 2
directamente debajo de la ubicación original de las instalaciones de
la central eléctrica 1 (véase la Fig. 1).
Ante todo se perforan pozos de eliminación 3 en
la tierra 2 directamente debajo de las instalaciones de generación
de energía eléctrica 1. En el sentido en el que se la utiliza en la
presente, la frase "directamente debajo de las instalaciones de
la central eléctrica 1" significa directamente debajo de cada
edificio 11 de los que constan las instalaciones de la central
eléctrica 1. Dicha frase también significa puntos opcionales dentro
de los terrenos de las instalaciones de la central eléctrica 1 y
puede incluir el caso en el que dichos puntos no están directamente
debajo de los edificios 11.
Las instalaciones de una central nuclear se
construyen típicamente sobre la tierra firme 2 (sobre roca
firme).
Por consiguiente, los pozos de eliminación 3 se
crean perforando la roca firme hasta una profundidad prescrita por
el método de la voladura o de la perforación con barrena, ya
anteriormente conocidos. Además puede usarse una máquina tuneladora
o un dispositivo similar.
Cuando los pozos de eliminación 3 se crean
directamente debajo de los edificios, se prefiere crear los pozos
de eliminación 3 con una máquina perforadora tras haber sido
desmantelada cada estructura (incluyendo la vasija a presión 13 del
reactor y las tuberías 14) de los edificios 11.
Las estructuras que tienen un nivel de
contaminación relativamente alto, entre las que se incluye la
vasija a presión 13 del reactor, se cubren preferiblemente con
relleno dentro de los pozos de eliminación 3 cortando las tuberías
14 que establecen la conexión con el exterior (véase la Fig. 2).
Además, el tamaño de los pozos de eliminación 3
(tal como el diámetro y la longitud) puede decidirse considerando
la cantidad de desechos y la influencia de los desechos en el
ambiente circundante. En especial, como medidas para reprimir la
influencia de los desechos radiactivos de bajo nivel o no
radiactivos en el ambiente circundante (en la tierra circundante)
es también posible perforar los pozos de eliminación 3 y construir
pozos reforzados con tubos de hormigón y de acero.
Las instalaciones de la central eléctrica 1 son
almacenadas dentro de los pozos de eliminación 3 tras haber sido
los pozos de eliminación 3 perforados en la roca firme y tras haber
atravesado el suelo inferior del edificio haciendo con ello que los
edificios 11 y los pozos de eliminación 3 queden en
comunicación.
En el sentido en el que se la usa en la
presente, la frase "instalaciones de la central eléctrica 1"
podría referirse solamente a cada estructura (la vasija a presión 13
del reactor y las tuberías 14) dentro de los edificios 11
anteriormente mencionados, o bien podría llegar a abarcar a una
parte o a la totalidad de las estructuras dentro de los terrenos de
las instalaciones, incluyendo los edificios 11 desmantelados.
Para el almacenamiento se ha pensado en el uso
de maquinaria pesada tal como una grúa, pero puede asegurarse un
alto nivel de seguridad durante la operación de descolgamiento
mediante la instalación de airbags en los pozos.
Asimismo, el almacenamiento puede efectuarse
usando dispositivos elevadores y descensores o dispositivos
similares instalados dentro de los pozos de eliminación 3.
Tras haber sido las instalaciones de la central
eléctrica desmantelada almacenadas en los pozos de eliminación 3,
se procede a cubrir con relleno los pozos de eliminación 3.
El cubrimiento con relleno de los pozos de
eliminación 3 se lleva a cabo preferiblemente reutilizando la
tierra sobrante que se genera al ser perforados los pozos de
eliminación.
Además, cuando los edificios 11 desmantelados
son también cubiertos con relleno dentro de los pozos de
eliminación 3, el cubrimiento con relleno puede efectuarse cortando
la masa de hormigón que se genera en pequeños pedazos y vertiendo
al interior de los pozos de eliminación 3 un hormigón 5 en el que se
reutilice la masa de hormigón como árido.
Esta invención no tan sólo puede incrementar el
efecto de tapar los radionucleidos de las partes desmanteladas de
las instalaciones de la central eléctrica 1 que se almacenan dentro
de los pozos de eliminación 3, sino que también puede impedir el
contacto entre las partes desmanteladas de las instalaciones de la
central eléctrica 1 y el agua subterránea, enlentecer y debilitar
la migración de los radionucleidos y asegurar la seguridad por
espacio de un largo periodo de tiempo haciendo de la roca firme
circundante que forma los pozos de eliminación 3 una barrera
natural y por medio del efecto protector del hormigón 5 que se usa
para el cubrimiento con relleno.
Asimismo, cuando el cubrimiento con relleno se
efectúa con hormigón 5 tras haber sido almacenada dentro de los
pozos de eliminación 3 cada estructura desmantelada (la vasija a
presión 13 del reactor y las tuberías 14), pueden usarse para
contener los materiales radiactivos e impedir el contacto con el
agua subterránea un sobreenvase, que no está ilustrado, y
materiales separadores.
En otras palabras, cada estructura desmantelada
es almacenada en el sobreenvase, y el sobreenvase y cada estructura
son aislados con materiales separadores y cubiertos con relleno. Los
materiales separadores pueden impedir el movimiento del agua
subterránea y la migración de radionucleidos mediante sorción,
filtración coloidal o medios similares y pueden tener efectos
física y científicamente separadores. Por ejemplo pueden usarse
como materiales separadores la bentonita y la arcilla.
Es también posible construir roca firme
artificial y usarla como barrera artificial usando para el hormigón
5 hormigón de alta resistencia con una durabilidad y resistencia
apropiada o equivalente a la roca firme circundante.
En cuanto a los terrenos de las instalaciones
tras el cubrimiento con relleno, pueden construirse ahí unas nuevas
instalaciones de central eléctrica 1, o bien los residentes locales
pueden usarlos con distintas finalidades.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
Con referencia a la Fig. 3, se perforan en la
tierra 2 galerías de avance para la eliminación 4 desde el exterior
de los edificios 11. Las galerías de avance para la eliminación 4
son galerías de avance para construir posteriormente los pozos de
eliminación 3 que se crean directamente debajo de los edificios 11.
Las galerías de avance para la eliminación 4 se crean
preferiblemente directamente debajo de los edificios 11, por
ejemplo perforando horizontalmente tras haber sido las galerías de
avance para la eliminación 4 perforadas verticalmente en la tierra
y tras haber alcanzado las mismas la profundidad prescrita.
Asimismo, dichas galerías de avance para la eliminación pueden
crearse directamente debajo de los edificios 11 perforando las
galerías de avance para la eliminación 4 diagonalmente hacia abajo
desde el exterior de los edificios 11.
En cuanto a la creación de las galerías de
avance para la eliminación 4 anteriormente mencionadas, pueden
usarse el método de la voladura, el método de construcción con
barrena, una máquina tuneladora o medios similares.
Tras haber sido creadas directamente debajo de
los edificios 11 las galerías de avance para la eliminación 4, los
pozos de eliminación 3 se crean verticalmente hacia arriba desde el
interior de las galerías de avance para la eliminación 4, por
ejemplo atravesando el suelo inferior de los edificios 11 y haciendo
con ello que los edificios 11 y los pozos de eliminación 3 queden
en comunicación. Los pozos de eliminación 3 pueden excavarse en
profundidad hacia abajo desde el punto de comunicación con las
galerías de avance para la eliminación 4.
Tras la creación de los pozos de eliminación 3
como se ha mencionado anteriormente, se procede a descolgar y
cubrir con relleno las instalaciones de la central eléctrica 1. En
cuanto al cubrimiento con relleno, se cubren con relleno
preferiblemente asimismo las galerías de avance para la eliminación.
Además, los edificios 11 desmantelados pueden ser
transportados/almacenados dentro de los pozos de eliminación 3 a
través de las galerías de avance para la eliminación 4.
\vskip1.000000\baselineskip
\bullet JP 2001116876 A [0006] \hskip2cm
\bullet DE 3719078 A [0009]
Claims (6)
1. Método para la eliminación de las
instalaciones (1) de una central eléctrica suprimida en la tierra
(2) directamente debajo de la ubicación original de las
instalaciones (1) de la central eléctrica, comprendiendo dicho
método los pasos de perforar un pozo de eliminación (3) en la tierra
(2) directamente debajo de la central eléctrica (1), almacenar las
instalaciones (1) de la central eléctrica en el pozo de eliminación
(3) y cubrir con relleno el pozo de eliminación (3);
caracterizado por el hecho de que dicho método adicionalmente
comprende los pasos de crear una galería de avance para la
eliminación (4) que entra en la tierra (2) debajo de las
instalaciones (1) de la central eléctrica, perforar dicho pozo de
eliminación tras haber sido creada dicha galería de avance (4),
siendo dicha galería de avance para la eliminación (4) y dicho pozo
de eliminación (3) creados para quedar en comunicación entre sí, y
perforar dicho pozo de eliminación (3) hasta una profundidad
prescrita antes de bajar las instalaciones (1) de la central
eléctrica al interior de dicho pozo de eliminación (3) para su
almacenamiento en el mismo.
2. Método como el reivindicado en la
reivindicación 1, estando dichas instalaciones (1) de la central
eléctrica dentro de un edificio (11, 12) o formando dichas
instalaciones de una central eléctrica parte de dicho edificio, que
tiene un suelo encima de dicho pozo de eliminación (3), donde dicho
método adicionalmente comprende el paso de atravesar dicho suelo
tras la perforación de dicho pozo de eliminación (3), poniendo con
ello a las instalaciones (1) de la central eléctrica en
comunicación con dicho pozo de eliminación (3).
3. Método como el reivindicado en la
reivindicación 1, estando dichas instalaciones de la central
eléctrica dentro de un edificio (11, 12) o formando dichas
instalaciones de una central eléctrica parte de dicho edificio, que
tiene un suelo inferior y comprende a un dispositivo generador (13)
dentro de dicho edificio (11, 12), comprendiendo dicho método
adicionalmente los pasos de perforar dicho pozo de eliminación (3)
en la roca firme (2) directamente debajo de dicho edificio (11,
12), atravesar dicho suelo del edificio (11, 12) para así poner al
interior del edificio (11, 12) en comunicación con el pozo de
eliminación (13), y almacenar dicho dispositivo generador (13) en
el pozo de eliminación (3).
4. Método como el reivindicado en la
reivindicación 3, donde dicho edificio (11, 12) es desmantelado y
almacenado en dicho pozo de eliminación (3).
5. Método como el reivindicado en la
reivindicación 3 o 4, donde dicho edificio (11, 12) es desmantelado,
siendo con ello creadas partes desmanteladas que se almacenan en un
sobreenvase, y donde se introducen como relleno entre el
sobreenvase y los materiales de cubrimiento con relleno para
aislamiento materiales separadores para reprimir el movimiento del
agua subterránea y la migración de radionucleidos.
6. Método como el reivindicado en cualquiera de
las reivindicaciones 1 a 4, donde el pozo de eliminación (3) es
cubierto con relleno vertiendo hormigón para formar roca firme
artificial.
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