KR20210032285A - 방사성 폐기물 운송/저장 컨테이너의 건조 방법 - Google Patents

방사성 폐기물 운송/저장 컨테이너의 건조 방법 Download PDF

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크리스토프 리르슐
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게엔에스 게젤샤프트 퓌어 누클레아프-서비스 엠베하
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Abstract

방사성 폐기물, 특히 사용된 핵연료 요소(spent fuel elements)를 위한 운송 및/또는 저장 컨테이너를 건조하는 방법이 제공되고, 컨테이너는 우선 배수되거나(drained) 또는 펌핑 아웃된다(pumped out). 그 후, 컨테이너 내부는 연속적으로 배기되거나 또는 부압으로(subatmospheric) 유지되고, 동시에 불활성 가스, 바람직하게는 헬륨이 컨테이너 내부로 연속적으로 공급된다. 컨테이너 내부의 불활성 가스 함량 또는 헬륨 함량이 50 내지 95 체적 %, 특히 55 내지 90 체적 %가 되도록 배기 및/또는 불활성 가스 또는 헬륨의 도입이 수행된다.

Description

방사성 폐기물 운송/저장 컨테이너의 건조 방법{METHOD OF DRYING A RADIOACTIVE-WASTE TRANSPORT/STORAGE CONTAINER}
본 발명은 방사성 폐기물, 특히 사용된 핵연료 요소(spent fuel elements)를 위한 운송 및/또는 저장 컨테이너(transport and/or storage containers)를 건조하는 방법에 관한 것으로서, 컨테이너는 우선 배수되거나(drained) 또는 펌핑 아웃되고(pumped out), 그 후 컨테이너의 내부는 연속적으로 배기되거나 또는 부압으로(subatmospheric) 유지된다. 용어 "운송 및/또는 저장 컨테이너" 대신에, 아래에서는 약어로 "컨테이너"라는 용어가 또한 사용된다.
운송 및/또는 저장 컨테이너를 건조하기 위한 위에서 설명한 유형의 방법은 기본적으로 실제로 다양한 변형예로 알려져 있다. 물은 생성되는 중성자를 위한 효과적인 차폐 매체이기 때문에, 사용된 핵연료 요소를 위한 컨테이너에는 일반적으로 사용된 핵연료 요소가 물속에 적재된다. 추가의 취급 중에, 컨테이너는 일반적으로 우선 배수되거나 또는 펌핑 아웃된다. 컨테이너에 여전히 남아있는 물은 그 후 건조, 특히 진공 건조에 의해 컨테이너로부터 제거된다.
컨테이너 내부를 통해 안내되는 가스, 특히 질소 또는 헬륨과 같은 불활성 가스를 사용하여 컨테이너에 여전히 남아있는 물을 제거하는 것도 또한 이미 알려져 있다. 이를 위해, 예를 들어 미국 특허 10,229,764를 참조할 수 있다. 여기에 설명된 조치에서, 가스가 우선 건조를 위해 컨테이너 내부를 통해 안내되고, 이 조치가 완료된 후, 컨테이너는 진공 상태 하에 놓인다.
이 정도까지 알려진 건조 방법들은 일부 경우에는 상대적으로 복잡하고, 이에 따라 비용이 많이 든다. 또한, 알려진 많은 건조 방법들은 불충분한 건조 효율을 특징으로 한다. 이는 특히 열 출력이 높은 운송 및/또는 저장 컨테이너에 해당된다.
대조적으로, 본 발명의 목적은 건조 효율이 높고 무엇보다도 또한 열 출력이 높은 컨테이너에 대해서도 적합한, 간단하고 저렴한 방식으로 수행될 수 있는 위에서 설명한 유형의 방법을 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 방사성 폐기물, 특히 사용된 핵연료 요소를 위한 운송 및/또는 저장 컨테이너를 건조하는 방법을 교시하고, 여기서
컨테이너는 우선 배수되거나 또는 펌핑 아웃되고,
그 후 컨테이너 내부는 연속적으로 배기되거나 또는 부압으로 유지되고, 특히 바람직하게는 일정한 또는 실질적으로 일정한 음압으로 유지되며,
불활성 가스, 특히 기체 헬륨이 동시에 연속적으로 컨테이너 내부로 공급되고,
컨테이너 내부의 불활성 가스 함량 또는 헬륨 함량이 50 내지 95 체적 %, 특히 55 내지 90 체적 %, 바람직하게는 60 내지 85 체적 %, 보다 바람직하게는 65 내지 85 체적 %가 되도록 배기 및/또는 불활성 가스 또는 기체 헬륨의 도입이 수행된다. 하나의 권장되는 실시 변형예에 따르면, 컨테이너 내부의 불활성 가스 함량 또는 헬륨 함량은 70 내지 80 체적 %이다. 헬륨 또는 기체 헬륨이 아래에 언급될 때, 본 발명의 범위 내에서 이는 매우 일반적으로 불활성 가스, 바람직하게는 헬륨 또는 기체 헬륨을 의미한다.
본 발명의 방법은 특히 사용된 핵연료 요소를 위한 운송 및/또는 저장 컨테이너의 건조에 관한 것이다. 본 발명의 방법은 더 높은 또는 높은 열 출력, 구체적으로 12.5 kW 내지 42 kW의 열 출력, 특히 15 kW 내지 40 kW의 열 출력, 특히 20 kW 내지 40 kW, 예를 들어 25 kW 내지 40 kW의 열 출력을 갖는 컨테이너에 대해 권장된다. 본 방법은 320 내지 400 ℃, 특히 350 내지 400 ℃의 연료봉 클래딩 튜브 온도(fuel-rod-cladding tube temperatures)가 유지되거나 또는 유지될 수 있도록 수행될 수 있거나 또는 바람직하게는 수행될 수 있다.
본 발명의 방법의 맥락에서, 컨테이너는 우선 배수되거나 또는 펌핑 아웃된다. 이러한 컨테이너의 배수 후, 컨테이너 내부의 제 1 배기, 및 이에 따라 컨테이너 내부에서 제 1 음압 또는 진공의 생성이 수행되며, 우선 헬륨이 공급되지 않는다. 이러한 제 1 배기는 유용하게는 8 내지 30 mbar, 특히 8 내지 25 mbar, 바람직하게는 8 내지 20 mbar, 특히 바람직하게는 10 내지 20 mbar의 컨테이너 내부 압력으로 수행된다. 본 발명의 매우 권장되는 일 실시예에 따르면, 여기서 생성되는 압력 또는 음압은 8 내지 12 mbar, 예를 들어 10 mbar이다. 4 내지 12 시간, 특히 5 내지 10 시간의 기간에 걸쳐 제 1 배기를 수행하는 것이 효과적인 것으로 밝혀졌다.
컨테이너 내부의 제 1 배기 후 그리고 기체 헬륨이 공급되기 전에, 컨테이너 내부의 배기가 시간 기간(t) 동안 중단되는 것이 권장된다. 구체적으로 특히 기체 헬륨의 후속 도입을 위해 설정될 충전 압력(ptot)을 결정하기 위해, 컨테이너 내부의 압력 증가(Δp)가 유용하게는 이 시간 기간(t) 동안 측정된다.
본 발명의 하나의 권장된 실시예에 따르면, 제 1 배기 또는 음압의 발생 후, 측정된 압력 증가(Δp)에 의해 컨테이너 내부의 수증기 분압(pH20)이 계산된다. 유용하게는, 컨테이너 내의 원하는 헬륨 함량 체적 %(50 내지 95 체적 %)를 달성하기 위해 헬륨을 도입하는 데 필요한 충전 압력(ptot)은 이 계산된 수증기 분압(pH20)으로부터 계산된다. 이러한 계산을 위한 일 실시예가 아래에 개시되어 있다. 원하는 헬륨 함량 체적 %는 본원의 청구항 제 1 항의 체적 % 범위에 있다.
또한, 제 1 배기 또는 음압의 발생 후, 바람직하게는 압력 증가의 측정 후, 컨테이너 내부의 본 발명의 연속적인 배기 및 기체 헬륨의 동시의 연속적인 공급이 수행되는 것도 본 발명의 범위 내에 있다. 배기 및 기체 헬륨의 공급은 바람직하게는 컨테이너 내부의 압력이 8 내지 30 mbar, 특히 8 내지 25 mbar, 바람직하게는 8 내지 20 mbar, 더욱 바람직하게는 10 내지 20 mbar가 되도록 수행된다. 하나의 권장되는 실시예에 따르면, 컨테이너 공간 내의 압력은 8 내지 12 mbar, 예를 들어 10 mbar이다. 또한, 이 압력은 연속적인 배기 및 기체 헬륨의 동시의 연속적인 공급 동안 일정하게 유지되거나 또는 본질적으로 일정하게 유지되는 것은 본 발명의 범위 내에 있다. 본 발명의 특히 권장되는 일 실시예에 따르면, 연속적인 배기 및 기체 헬륨의 연속적인 도입은 적어도 3 시간, 바람직하게는 적어도 4 시간, 더 바람직하게는 적어도 4.5 시간, 매우 바람직하게는 적어도 5 시간의 기간에 걸쳐 수행된다. 본 발명의 입증된 일 실시예에 따르면, 연속적인 배기 및 기체 헬륨의 동시의 연속적인 도입은 3 내지 35 시간의 기간에 걸쳐, 특히 3.5 내지 32 시간의 기간에 걸쳐, 바람직하게는 4 내지 31 시간의 기간에 걸쳐, 매우 바람직하게는 5 시간 내지 30 시간의 기간에 걸쳐 수행된다. 유용하게는, 컨테이너 내부에서 상기 명시된 압력은 이 시간 기간에 걸쳐 유지되고, 바람직하게는 일정하게 유지되거나 또는 본질적으로 일정하게 유지된다. 컨테이너 내부의 압력은 이 기간의 적어도 95 % 동안 유지되며 바람직하게는 일정하게 유지되거나 또는 본질적으로 일정하게 유지되는 것이 권장된다.
컨테이너 내부에서 원하는 건조 정도에 도달한 후, 연속적인 배기가 종료되고, 그 후 컨테이너 내부에서 미리 결정된 압력이 달성될 때까지, 기체 헬륨이 컨테이너 내부로 공급되는 것은 본 발명의 범위 내에 있다. 건조 정도는 유용하게는 컨테이너 내부의 압력에 대한 압력 증가를 측정함으로써 측정된다. 이를 위해, 연속적인 배기 및 기체 헬륨의 도입이 모두 중단되는 것이 바람직하며, 컨테이너의 압력 증가는 바람직하게는 적어도 하나의 압력 센서에 의해 측정된다. 따라서, 컨테이너 내부에서 원하는 건조 정도에 도달한 후, 연속적인 배기는 유용하게는 종료되고, 그 후 기체 헬륨이 컨테이너 내부로 계속 공급된다. 컨테이너 내부는 850 내지 1100 mbar의 내부 압력, 특히 900 내지 1050 mbar의 내부 압력, 바람직하게는 900 내지 1000 mbar의 내부 압력까지 기체 헬륨으로 충전되는 것이 권장된다. 건조 공정은 그 후 바람직하게는 종료된다.
컨테이너는 컨테이너 내부의 연속적인 배기 및 기체 헬륨의 동시의 연속적인 공급 동안 폐쇄되고, 특히 적어도 하나로 또는 단지 하나의 주 커버(primary cover)만으로 폐쇄되는 것은 본 발명의 방법의 범위 내에 있다. 또한, 컨테이너는 컨테이너 내부의 제 1 배기 동안 그리고/또는 제 1 배기 후 압력 증가의 측정 동안 및/또는 압력 증가의 측정 동안 폐쇄되거나, 또는 적어도 하나의 주 커버로, 특히 단지 하나의 주 커버만으로 폐쇄되어, 건조 정도 및/또는 컨테이너 내부가 최종적으로 기체 헬륨으로 충전되는 시기를 결정하는 것은 본 발명의 범위 내에 있다. 컨테이너는 바람직하게는 배기되고, 헬륨은 컨테이너의 주 커버를 통해 컨테이너로 공급된다. 본 발명의 권장된 일 실시예에 따르면, 컨테이너 내부의 흡입 또는 배기는 적어도 하나의 배기 랜스(evacuation lance)로 수행되며, 배기 랜스는 유용하게는 컨테이너의 주 커버를 통해 연장된다.
컨테이너의 상부 영역에 기체 헬륨을 공급하는 것이 효과적인 것으로 입증되었다. 컨테이너 내부의 흡입 또는 배기는 컨테이너 또는 컨테이너 내부의 하부 영역에서 권장된다. 본 발명의 특히 권장되는 일 실시예에 따르면, 배기 또는 배기들 및 기체 헬륨의 도입은 하나의 외부 튜브 및 외부 튜브에 의해 둘러싸인 하나의 내부 튜브로 구성된 적어도 하나의 이중 튜브로 수행된다. 이러한 이중 튜브는 유용하게는 컨테이너의 주 커버를 통해 연장된다. 내부 튜브는 컨테이너의 하부 영역으로 연장되고, 외부 튜브는 컨테이너의 상부 영역에서 종결되는 것이 권장된다. 컨테이너 내부는 유용하게는 내부 튜브를 통해 배기되고, 헬륨은 바람직하게는 외부 튜브를 통해 컨테이너 내부로 공급된다. 컨테이너 내부의 자유 부피가 2 내지 8 ㎥, 바람직하게는 3 내지 6 ㎥인 것은 본 발명의 범위 내에 있다. 자유 부피는 지지 바스켓(support basket) 및 핵연료 요소가 없는 컨테이너의 내부 부피를 의미한다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 컨테이너 내부의 제 1 배기 후 그리고 기체 헬륨이 공급되기 전에 기간(t) 동안 배기가 중단되고, 이 기간(t) 동안, 헬륨의 도입을 위해 설정될 충전 압력(ptot)을 결정하기 위해 컨테이너 내부의 압력 증가(Δp)가 측정된다는 것은 위에서 언급되었다. 이 결정은 다음의 실시예 또는 예시적인 계산을 사용하여 더 자세히 설명된다.
본 실시예의 맥락에서, 컨테이너 분위기에서 75 체적 %의 헬륨 함량을 달성하기 위해 헬륨 도입을 위한 충전 압력(ptot)이 결정되어야 한다. 다음은 수증기 분압(pH20)에 대한 헬륨 분압(pHe)의 필요한 분압 비율에 적용된다:
pHe/pH20 = 75/25 = 3
이로부터, 헬륨 분압은 다음과 같다:
pHe = 3 x pH20
헬륨 도입에 필요한 충전 압력(ptot)에 대해:
ptot = pHe + pH20 = 4 x pH20.
흡입 속도 > 200 ㎥/h(유효 펌핑 속도(Seff) = 200 x 0.573 = 114.6 ㎥/h)로 진행 중인 진공 건조 동안 설정되는 최대 수증기 분압(pH20)은 본 경우에 15 분의 기간(t)에 걸쳐 수행되는 이전의 압력 증가 측정을 사용하여 결정된다. 다음은 hPa x L/s의 증발 속도(aPV)에 적용된다:
aPV = p x V
aPV = Δp x V/t
여기서, Δp는 hPa 단위의 압력 증가를 나타내고, V는 L 단위의 자유 컨테이너 내부 부피를 나타내고, t는 초 단위의 측정 시간을 나타낸다. 이 경우 다음은 수증기 분압(pH20)에 적용된다:
pH20 = aPV/Seff = Δp x V /(t x Seff)
pH20 = Δp * 5220/(900 x 31.8).
헬륨 도입을 통해 75 체적 %의 헬륨 함량을 보장하도록 설정되는 충전 압력(ptot = 4 x pH20)은 따라서 15 분에 걸친 압력 증가로부터 다음과 같이 계산된다:
ptot = 0.73 x Δp.
본 발명은 본 발명의 건조 방법이 매우 간단하고 저렴하면서도 동시에 매우 정확하고 기능적으로 신뢰할 수 있는 방식으로 운송 및/또는 저장 컨테이너의 컨테이너 내부를 건조하는 것을 가능하게 한다는 발견에 기초한다. 본 방법은 놀라울 정도로 높은 건조 효율을 특징으로 한다. 이와 관련하여, 본 발명의 방법은 실시로부터 또는 종래 기술로부터 현재까지 알려진 건조 방법들에 비해 상당한 이점을 갖는다. 건조 방법을 수행하기 위한 장비에 대한 지출은 달성된 성공을 고려할 때 상대적으로 낮다. 본 발명의 방법은 기능적 신뢰성이 높고 고장에 대한 취약성이 낮다는 점이 특징이다. 건조 공정은 특히 열 출력이 더 높거나 또는 높은 컨테이너에 적합하지만, 그러나 배타적이지는 않다. 본 발명에 따른 파라미터는 본 방법을 수행할 때 용이하고 재현 가능하게 유지될 수 있다. 본 발명의 방법을 수행하는 비용은 상대적으로 낮다.
본 발명은 단지 하나의 실시예를 도시하는 도면을 참조하여 아래에서 더 상세히 설명된다.
도 1은 본 발명의 건조 방법을 수행하기 위한 시스템을 도시한 도면.
도면은 본 발명의 건조 방법의 단순화된 예시를 제공한다. 바스켓에 도시되지 않은 사용된 핵연료 요소가 적재된 운송 및/또는 저장 컨테이너(1)가 도시되어 있다. 적재는 물속에 수행되어 있고, 컨테이너(1)는 우선 배수되거나 또는 펌핑 아웃된다. 바람직하게는 여기에서, 컨테이너(1)를 폐쇄하는 주 커버(2)가 컨테이너(1)에 부착된다. 여기서 유용하게는, 이중 튜브(3)는 컨테이너(1)의 주 커버(2)를 통해 연장되어, 컨테이너 내부(4)로 이어진다. 여기서, 이중 튜브(3)는 컨테이너 내부(4)의 하부 영역으로 연장되는 배기 랜스로서 구현된 내부 튜브(5)를 갖는 것이 권장된다. 그 자체로 그리고 여기에서 입증된 바와 같이, 내부 튜브(5)는 외부 튜브(6)에 의해 둘러싸여 있고, 이 외부 튜브(6)는 컨테이너(1)의 상부 영역 또는 바람직하게는 여기서 주 커버(2)의 바닥면에서 종결된다.
바람직한 실시예 및 여기에 따르면, 기체 헬륨의 공급원(7)은 밸브(V1)를 통해 외부 튜브(6)에 연결된다. 진공 펌프(8)가 바람직하게는 여기서 밸브(V2)를 통해 연결된다. 또한, 압력 센서(9)가 바람직하게는 제공되고 여기에 제공되며, 밸브(V3)를 통해 외부 튜브(6) 및 이에 따라 컨테이너 내부(4)에 연결된다. 압력 센서(9)는 특히 임의의 압력 증가(Δp)를 측정하기 위해 사용된다.
초기에, 밸브(V2)는 개방되고 밸브(V1 및 V3)는 폐쇄된 상태에서, 컨테이너 내부(4)의 제 1 배기가 진공 펌프(8)를 사용하여 수행되는 것이 권장된다. 이러한 제 1 배기는 유용하게는 컨테이너 내부에서 10 mbar의 압력(4)으로 수행된다. 자체적으로 그리고 여기에서 입증된 바와 같이, 이러한 배기는 3 내지 12 시간, 특히 4 내지 11 시간, 바람직하게는 5 내지 10 시간의 기간에 걸쳐 수행된다. 배기는 유용하게는 컨테이너 내부(4)의 최초 배기 후 그리고 기체 헬륨이 공급되기 전에 기간(t) 동안 중단된다. 기간(t)은 예를 들어 15 분일 수 있다. 이 기간(t) 동안, 기체 헬륨 공급에 대해 설정될 충전 압력(ptot)을 결정하기 위해 컨테이너 내부(4)의 압력 증가(Δp)가 측정되는 것이 권장된다. 압력 증가(Δp)는 압력 센서(9)에 의해 측정된다. 이를 위해, 진공 펌프(8)에 대한 밸브(V2)가 폐쇄되고, 밸브(V1)가 여전히 폐쇄된 상태에서, 압력 센서(9)에 대한 밸브(V3)가 개방된다. 컨테이너 내부(4)의 수증기 분압(pH20)은 바람직하게는 측정된 압력 증가(Δp)로부터 계산되며, 컨테이너(1) 내의 헬륨의 원하는 체적 % 함량을 달성하기 위해 헬륨을 도입하는데 필요한 충전 압력(ptot)은 이 수증기 분압(pH20)으로부터 계산된다. 이것은 이미 위에서 더 자세히 설명되었다.
제 1 배기 후 그리고 압력 증가 측정 후, 본 발명에 따른 컨테이너 내부(4)의 연속적인 배기 및 컨테이너 내부(4)로의 기체 헬륨의 동시의 연속적인 공급이 수행되는 것은 본 발명의 범위 내에 있다. 이를 위해, 밸브(V1 및 V2)가 개방된다. 이러한 연속적인 배기 및 기체 헬륨의 동시의 연속적인 공급은 바람직하게는 컨테이너 내부(4)의 압력이 8 내지 30 mbar, 특히 10 내지 20 mbar, 특히 바람직하게는 10 mbar 이상으로 유지되도록 수행된다. 연속적인 배기 및 기체 헬륨의 동시의 연속적인 도입은 유용하게는 적어도 4 시간의 기간에 걸쳐, 예를 들어 5 내지 30 시간의 기간에 걸쳐 수행된다.
본 발명의 권장되는 일 실시예에 따르면, 컨테이너 내부(4)에서 원하는 건조 정도에 도달한 후, 연속적인 배기는 밸브(V2)를 폐쇄함으로써 종료되고, 그 후 미리 결정된 압력이 달성될 때까지, 밸브(V1) 개방된 상태에서 기체 헬륨이 컨테이너 내부(4)로 계속 공급된다. 원하는 건조 정도는 바람직하게는 압력 센서(9)에 의한 압력 증가 측정을 통해 다시 결정될 수 있다. 컨테이너 내부(4)는 이 경우 유용하게는 850 내지 1100 mbar의 내부 압력, 바람직하게는 900 내지 1000 mbar의 내부 압력까지 기체 헬륨으로 충전된다. 이제 건조 공정이 완료된다.
도면은 헬륨의 도입이 컨테이너 내부(4)의 상부 단부에 있는 이중 튜브(3)의 외부 튜브(6)를 통해 수행되고, 한편 흡입 또는 배기는 컨테이너 내부(4)의 하부 영역에서 배기 랜스로서 설계된 내부 튜브(5)를 통해 수행된다는 것을 도시한다. 이러한 바람직한 실시예는 본 발명의 맥락에서 특히 유용한 것으로 입증되었다.

Claims (11)

  1. 방사성 폐기물, 특히 사용된 핵연료 요소(spent fuel elements)를 위한 운송 및/또는 저장 컨테이너(1)를 건조하는 컨테이너의 건조 방법으로서,
    상기 컨테이너(1)는 우선 배수되거나(drained) 또는 펌핑 아웃되고(pumped out),
    그 후, 상기 컨테이너 내부(4)는 연속적으로 배기되거나 또는 부압으로(subatmospheric) 유지되고, 불활성 가스, 바람직하게는 헬륨이 상기 컨테이너 내부(4)로 동시에 연속적으로 공급되고,
    상기 컨테이너 내부의 상기 불활성 가스 함량 또는 상기 헬륨 함량이 50 내지 95 체적 %, 특히 55 내지 90 체적 %, 바람직하게는 60 내지 85 체적 %, 보다 바람직하게는 65 내지 85 체적 %가 되도록 상기 배기 및/또는 상기 불활성 가스 또는 헬륨의 도입이 수행되는, 컨테이너의 건조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 컨테이너(1)가 배수된 후, 초기에 불활성 가스 또는 헬륨이 공급되지 않고, 바람직하게는 8 내지 30 mbar, 특히 10 내지 30 mbar, 바람직하게는 10 내지 20 mbar의 상기 컨테이너 내부(4)의 압력으로 상기 컨테이너 내부(4)의 제 1 배기가 수행되는 것인, 컨테이너의 건조 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 컨테이너 내부(4)의 상기 제 1 배기 후, 그리고 상기 불활성 가스 또는 기체 헬륨이 공급되기 전에, 상기 배기는 기간(t) 동안 중단되고, 상기 기간(t) 동안, 상기 불활성 가스 또는 기체 헬륨의 도입을 위해 설정될 충전 압력(ptot)을 결정하기 위해 상기 컨테이너 내부(4)의 압력 증가(Δp)가 사용되는 것인, 컨테이너의 건조 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 배기 후, 상기 측정된 압력 증가(Δp)에 의해 상기 컨테이너 내부(4)의 수증기 분압(pH20)이 계산되고, 상기 컨테이너(1) 내의 원하는 불활성 가스 또는 헬륨 함량 체적 %(50 내지 95 체적 %)을 달성하기 위해 상기 불활성 가스 또는 헬륨을 도입하는 데 필요한 상기 충전 압력(ptot)은 상기 수증기 분압(pH20)으로부터 계산되는 것인, 컨테이너의 건조 방법.
  5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 배기 후 또는 상기 압력 증가 측정 후, 바람직하게는 상기 컨테이너 내부(4)의 압력이 8 내지 30 mbar, 특히 10 내지 30 mbar, 바람직하게는 10 내지 20 mbar가 되도록, 상기 컨테이너 내부(4)의 상기 연속적인 배기 및 불활성 가스 또는 기체 헬륨의 상기 동시의 연속적인 공급이 수행되는 것인, 컨테이터의 건조 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 연속적인 배기 및 불활성 가스 또는 기체 헬륨의 상기 연속적인 도입은 적어도 3 시간, 바람직하게는 적어도 4 시간, 바람직하게는 적어도 4.5 시간의 기간에 걸쳐 수행되는 것인, 컨테이너의 건조 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 컨테이너 내부(4)에서 원하는 건조 정도에 도달한 후, 상기 연속적인 배기가 종료되고, 그 후 상기 컨테이너 내부(4)에서 미리 정해진 압력에 도달할 때까지, 불활성 가스 또는 기체 헬륨이 상기 컨테이너 내부(4)로 계속 공급되는 것인, 컨테이너의 건조 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 컨테이너 내부(4)는 850 내지 1100 mbar의 내부 압력, 특히 900 내지 1050 mbar의 내부 압력, 바람직하게는 900 내지 1000 mbar의 내부 압력까지 불활성 가스 또는 기체 헬륨으로 충전되는 것인, 컨테이너의 건조 방법.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    불활성 가스 또는 기체 헬륨은 상기 컨테이너(1)의 상부 영역으로 공급되는 것인, 컨테이너의 건조 방법.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 컨테이너 내부(4)의 흡입 또는 배기는 적어도 하나의 배기 랜스(evacuation lance)에 의해 상기 컨테이너(1)의 하부 영역에서 수행되는 것인, 컨테이너의 건조 방법.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 배기 및 상기 불활성 가스 또는 기체 헬륨의 도입은 하나의 외부 튜브(6) 및 상기 외부 튜브(6)에 의해 둘러싸인 하나의 내부 튜브(5)로 구성된 적어도 하나의 이중 튜브(3)에 의해 수행되고, 상기 내부 튜브(5)는 바람직하게는 상기 컨테이너(1)의 하부 영역으로 연장되고, 상기 외부 튜브(6)는 상기 컨테이너(1)의 상기 상부 영역에서 종결되는 것인, 컨테이너의 건조 방법.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220159728A (ko) 2021-05-26 2022-12-05 한국원자력연구원 방사성 폐기물 고화방법 및 이에 따른 방사성 폐기물 고화체
KR102563896B1 (ko) * 2022-09-20 2023-08-07 한국원자력환경공단 내부 산소 및 수분 제거 기능을 가지는 사용 후 핵연료 건식 저장 용기

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5996248A (en) * 1996-09-19 1999-12-07 The Boc Group, Inc. Freeze drying method
RU2130655C1 (ru) * 1997-09-22 1999-05-20 Гаврилов Сергей Дмитриевич Способ обращения с корпусным реактором ядерной энергетической установки
RU2148864C1 (ru) * 1998-05-18 2000-05-10 Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики Контейнер для транспортирования и длительного хранения отработавших тепловыделяющих сборок аэс
EP3364136B1 (en) * 2007-12-21 2019-10-09 Holtec International, Inc. Method for preparing a container loaded with wet radioactive elements for dry storage
US9117558B1 (en) * 2011-04-26 2015-08-25 Nac International, Inc. System and method to control spent nuclear fuel temperatures
JP6530193B2 (ja) * 2012-03-02 2019-06-12 フラマトム ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング 容器内に燃料棒または燃料棒の一部分をカプセル化する方法およびカプセル化するための装置、ならびに燃料棒または燃料棒の一部分を内部にカプセル化した容器の貯蔵方法および内部にカプセル化した複数の容器を流体密に貯蔵するための装置
TWI459404B (zh) * 2012-05-31 2014-11-01 Inst Nuclear Energy Res Method and Device for Subassembly of High Radiation Intensity Waste
EP2887359B1 (de) * 2013-12-20 2018-01-31 GNS Gesellschaft für Nuklear-Service mbH Verfahren zur Trocknung von Transport- und/oder Lagerbehältern für radioaktive Abfälle

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220159728A (ko) 2021-05-26 2022-12-05 한국원자력연구원 방사성 폐기물 고화방법 및 이에 따른 방사성 폐기물 고화체
KR102563896B1 (ko) * 2022-09-20 2023-08-07 한국원자력환경공단 내부 산소 및 수분 제거 기능을 가지는 사용 후 핵연료 건식 저장 용기
WO2024063500A1 (ko) * 2022-09-20 2024-03-28 한국원자력환경공단 내부 산소 및 수분 제거 기능을 가지는 사용 후 핵연료 건식 저장 용기

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