Использование вакуумных систем Leybold Лейбольд в осушение контейнеров для сухого хранения отработанного ядерного топлива

Для реализации концепции длительного хранения отработанного ядерного топлива сборки (топливных элементов) необходимо произвести предварительное его осушение внутри специального контейнера.

В последнее время объемы использования атомной энергии существенно увеличились, следствием чего стал рост числа реакторных площадок, на территории которых осуществляется мокрое хранение ядерных топливных стержней в ближайший 10-ти летний срок. Данный этап содержания под водой, носящий обязательный характер, сменяется затем этапом сухого хранения, для чего применяются специальные контейнеры CASTOR. Данное название расшифровывается «cask for storage and transport of radioactive material», что дословно переводится как «оболочка для хранения и транспортировки радиоактивных материалов».

Длина у таких контейнеров (с толщиной стенки 45см) составляет 6м, а диаметр - 2.5м. Особое внимание есть немалый смысл обратить на то, что элементы, содержащие  отработанное ядерное топливо, перманентно излучают порядка 1кВт энергии, имея при этом температуру примерно 60°С.

Существуют различные технологические процессы сухого хранения отработанного ядерного топлива, в данном случае рассматривается процесс, в котором проводится 2 этапа вакуумирования: предварительное осушение, вакуумирование для долгосрочного хранения.

Предварительное осушение контейнеров для сухого хранения отработанного ядерного топлива:

• Вакуумирование для извлечения жидкой воды (под действием разности давлений)
• Вакуумирование до 6 мбар (при более высоком вакууме возможно образование льда внутри контейнера CASTOR)
• Время вакуумирования: несколько часов
• Лед и конденсат осаждаются в быстросъемном соединении и фильтре твердых частиц

Глубокое вакуумирование контейнеров для сухого хранения отработанного ядерного топлива для долгосрочного хранения

• Подключение вакуумной системы непосредственно к контейнеру
• Вакуумирование до 6 мбар (при более высоком вакууме возможно образование льда внутри контейнера CASTOR)
• Время вакуумирования: 2-5 дней
• Общее количество удаляемой воды: 10-60 л
• Удаляемая вода поступает на проверку
• В некоторых случаях в контейнер напускается гелий для ускорения процесса осушения и снижения остаточной влаги. В таком случае предельное давление в контейнере 0.5 мбар

Leybold GmbH предлагает различные вакуумные системы для осушки контейнеров, в зависимости от технологии с учетом всех необходимых требований безопасности:

Рядовая (стандартного исполнения) замкнутая вакуумная система – 2 одноступенчатых пластинчато-роторных вакуумных насоса SOVEVAC SV300 на единой раме

Замкнутая вакуумная система для вакуумирования с напуском гели - 2 одноступенчатых пластинчато-роторных вакуумных насоса SOVEVAC SV300 с вакуумным насосом РУТС в специальном герметичном исполнении WS 251-FC на единой раме

Замкнутая вакуумная система для вакуумирования при большой нагрузке по воде – это 2 одноступенчатых пластинчато-роторных вакуумных насоса SOVEVAC SV300, внутренний конденсатор (с водяным охлаждением) на единой рамеСпециальные требования предьявляемые к вакуумным системам:

• Невозможность использования внешнего водяного охлаждения – поставка вакуумной системы с замкнутым водяным контуром
• Невозможность использования сжатого воздуха для привода клапанов – только электроприводы
• Вакуумная система необходима с полу-автоматическим управлением
• использование только шаровых вентилей
• прочная каркасная конструкция
• Необходимость в специальных колесах вакуумной системы, чтобы не повредить покрытие пола – противодействующее распространению загрязнения при утечке.
• Все резьбовые соединения должны быть застопорены
• Возможность быстрой замены вакуумного насоса и системы управления – все электрические контакты быстросъемные