СИСТЕМА ПОДГОТОВКИ КОНТЕЙНЕРОВ, ЗАГРУЖЕННЫХ ОТРАБОТАВШИМ ЯДЕРНЫМ ТОПЛИВОМ, К ДЛИТЕЛЬНОМУ СУХОМУ ХРАНЕНИЮ

Система подготовки контейнеров, загруженных отработавшим ядерным топливом/ к длительному сухому хранению.
Полезная модель относится к разработке систем подготовки контейнеров, предназначенных для длительного сухого хранения отработавшего ядерного топлива (ОЯТ).
Для длительного хранения ОЯТ используют металлобетонные или металлические контейнеры.
Указанные типы контейнеров предназначены для сухого хранения ОЯТ, что предполагает специальную операцию сушки контейнеров после загрузки ОЯТ и заполнение их сухим воздухом или инертным газом в зависимости от характеристики твэлов, с целью создания необходимых условий по минимизации коррозионных процессов и исключения возможности образования гремучей смеси за счет радиолиза воды при длительном хранении ОЯТ.
Существуют различные системы подготовки контейнера после его загрузки ОЯТ к эксплуатации в режиме хранения в нем с выполнением всех требований, обеспечивающих безопасность обращения с ОЯТ и в режиме транспорт ования.V
Известна система удаления остаточной воды для сушки контейнеров с ОЯТ посредством вакуумирования внутренней полости контейнера с ОЯТ.
Разрежение в контейнере создается двумя параллельно работающими вакуумными механическими насосами.
Пары воды из выхлопных патрубков вакуумных насосов поступают в водяной конденсатор установки сушки. Конденсат собирается в мерную емкость, позволяющую определить количество воды, удаленной из полости контейнера, а затем сбрасывается в спец. канализацию. Выхлопная газовоздушная смесь удаляется через систему спец. вентиляции. Установка вакуумной сушки для Игналинской АЭС изготовлена фирмой BALZERS, Германия.
В состав установки вакуумной сушки, смонтированной на передвижной раме входят:
запорно-регулирующая арматура;
.кип;)
блоки управления и измерения;
конденсатор;
фильтр.
Аналогичная установка используется на АЭС Дукованы (Чехия) при сушке контейнеров CASTOR VVER-440. (Virginia Power, et al., 1986, The Castor-V/21 PWR Spent-E4uel Storage Cask: testing and Analyses, EPRI NP-4887. (Контейнер Castor-V/21 для хранения ОЯТ: испытания и анализы, EPRI NP-4887).
Кроме сушки контейнеров с ОЯТ с помощью систем вакуумирования имеются другие установки, использующие вакуумирование для уменьшения объема жидких радиоактивных отходов. Осушающая установка «FAVORIT, разработанная немецкой фирмой GNS используется как в стационарном варианте, так и перемещается при необходимости с одного места на другое.
С наружной поверхности контейнеров, в полостях которых происходит «кипение воды, установлена система электрического обогрева.
В полостях контейнеров с помощью вакуумного насоса создается разрежение.
Установка «PETRA обеспечивает вакуумную сушку разогретых 200литровыхстальныхбарабанов-бочек,которыезагружены компактизированными отходами. С этой целью барабаны, соединенные с вакуумным насосом, устанавливаются в нагревательную камеру. Установка «PETRA обеспечивает одновременную сушку 16-ти барабанов. Сушка барабанов длится 2 дня.
The Petra Drying Facility.Gesellschaft for Nuklear-Service mb H. IAEA Technical Meeting / Workshop on Dry Spent Fuel Storage Technology. St. Petersburg, Russian Federation, 10-14 June 2002.
Приведенные данные свидетельствуют о том, что широко используемым способом удаления влаги из полостей контейнеров, загруженных ОЯТ, или герметизируемых полостей с РАО, является их вакуумирование, но оно может проводиться эффективно только в условиях, когда обеспечивается необходимая температура емкости, из которой должна быть удалена влага.
Система подготовки контейнера посредством его сушки методом вакуумирования, сопряжена с необходимостью реализации сложно решаемой задачи. Проблема заключается в том, что конструкционные особенности контейнера делают очень затратной как по времени, так и по энерговложениям подготовку контейнера связанную с его разогревом, и
как следствие труднореализуемую в существующих местах и условиях загрузки контейнеров.
Задачей полезной модели является разработка более простой и экономичной системы подготовки - сушки контейнеров, загруженных ОЯТ, предназначенного для длительного сухого хранения.
Технический результат заключается в том, что система позволяет осуществлять подготовку контейнера в независимости от температурных условий в которых находится загруженный контейнер. Т.е. не требуется разогрева конструкции в целом.
Преимуществами разработанной системы являются по сравнению с известной:
- система обеспечивает замкнутый цикл обращения рабочих сред, что важно при работе с радиоактивными объектами;
-обеспечивается постоянная циркуляция воздуха в контейнере, как залог обеспечения качественной подготовки;
-есть возможность регулирования времени подготовки контейнера; Система подготовки контейнера к длительному сухому хранению, загруженного отработавшим ядерным топливом включает технологическую крышку установленную на контейнере с клапанными устройствами, через которые присоединены подводящие и отводящие трубопроводы.
Крыщка выполнена с клапанным устройством для установки подводящего и отводящего трубопроводов внутри полости контейнера, трубопроводы подсоединены к высоконапорному вентилятору, на подводящем трубопроводе после вентилятора установлен нагреватель воздуха, а на отводящем трубопроводе установлен охладитель воздуха с влагоотделителем снабженный конденсатосборником.
Подводящий трубопровод установлен своим концом непосредственно над днищем контейнера.
Отводящий трубопровод установлен своим концом непосредственно под крышкой контейнера.
Для длительного хранения ОЯТ используют металлобетонные или металлические контейнеры.
На отводящем трубопроводе установлен охладитель - влагоотделитель со сборником конденсата.
2- технологическая крышка для контейнера ТУК-108 1;
3- трубопроводы подводящие;
4- трубопроводы отводящие
5- средства измерения параметров процесса;
6- охладитель воздуха с влагоотделителем;
7- высоконапорный вентилятор;
8- конденсатосборник;
9- нагреватель воздуха.
Система работает следующим образом.
На первом этапе обеспечивают технологический процесс подготовки ТУК-108/1 с ОЯТ к «сухому хранению, которое включает подготовку контейнера 1 к загрузке ОЯТ, в том числе контроль воды, непосредственно загрузку ОЯТ, закрытие контейнера крышкой 2, контроль герметичности крьшки 2, монтаж присоединительного
устройства к клапанноьлу устройству, обеспечивающему доступ во внутреннюю полость контейнера, присоединение оборудования подготовки: подводящего и отводящего трубопроводов 3,4, высоконапоргого вентилятора 7, нагревателя 9, контроль с помощью средств измерения параметров процесса 5, отсоединение оборудования, герметизация клапанного устройства, контроль герметичности ТУК;