RU2246145C1 - Method for drying spent fuel assemblies - Google Patents

Method for drying spent fuel assemblies Download PDF

Info

Publication number
RU2246145C1
RU2246145C1 RU2003130930/06A RU2003130930A RU2246145C1 RU 2246145 C1 RU2246145 C1 RU 2246145C1 RU 2003130930/06 A RU2003130930/06 A RU 2003130930/06A RU 2003130930 A RU2003130930 A RU 2003130930A RU 2246145 C1 RU2246145 C1 RU 2246145C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
adsorbers
drying
space
inert gas
sorbent
Prior art date
Application number
RU2003130930/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
В.В. Орешкин (RU)
В.В. Орешкин
С.В. Волошин (RU)
С.В. Волошин
Original Assignee
Орешкин Владимир Васильевич
Волошин Сергей Владимирович
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Орешкин Владимир Васильевич, Волошин Сергей Владимирович filed Critical Орешкин Владимир Васильевич
Priority to RU2003130930/06A priority Critical patent/RU2246145C1/en
Priority to PCT/RU2004/000397 priority patent/WO2005038820A1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2246145C1 publication Critical patent/RU2246145C1/en

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
    • G21F9/00—Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
    • G21F9/28—Treating solids
    • G21F9/30—Processing
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
    • G21F9/00—Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
    • G21F9/28—Treating solids

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Furnace Details (AREA)
  • Drying Of Gases (AREA)

Abstract

FIELD: handling spent nuclear fuel.
SUBSTANCE: proposed method includes disposition of spent fuel assembly in box and its exposure to dry heated inert gas environment. Drying process takes several cycles each time holding box space with fuel assembly under vacuum. Then box is filled with dry heated inert gas blown down for drying through adsorbers made in the form of shell-and-tube heat exchangers with sorbent-carrying tubes. Adsorbers are regenerated. In the process steam is blown through adsorber space and upon termination of desorption cooling water is passed through this space. Tube space of adsorbers is connected to vacuum line isolated from that of case. Upon sorbent cooling tube space is blown down with dry inert gas supplied from adsorbers drying out fuel assemblies while case space is held under vacuum.
EFFECT: reduced drying time, enhanced drying quality and safety.
2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области обращения с отработавшим ядерным топливом, в частности к способам “сухого” хранения отработавших тепловыделяющих сборок (ОТВС).The invention relates to the field of spent nuclear fuel management, in particular to methods for “dry” storage of spent fuel assemblies (SFA).

Известен способ переработки отработавших тепловыделяющих сборок (см. Дзекун Е.Г. и др. “Промышленная переработка отработавшего топлива АЭС с ВВЭР-440”, Атомная энергия, т.72, вып.5, май, 1992). Отработавшие тепловыделяющие сборки извлекают из хранилища, затем отрезают концевики активных частей и сушат. В процессе образуется большое количество отходов, кроме того, способ не является безопасным.A known method of processing spent fuel assemblies (see Dzekun EG and others. "Industrial processing of spent fuel from nuclear power plants with VVER-440", Atomic energy, t.72, issue 5, May, 1992). Spent fuel assemblies are removed from the storage, then the ends of the active parts are cut off and dried. A large amount of waste is generated in the process, in addition, the method is not safe.

Наиболее близким решением, выбранным в качестве прототипа, является способ, охарактеризованный в патенте Великобритании №2096389 А, кл. G 21 F 9/30, опубл. 13.10.1982. Отработавшие тепловыделяющие сборки помещают в пенал, через который прокачивают воздух. За счет остаточного тепловыделения сборок воздух нагревается и поглощает воду. Затем насыщенный парами воды воздух пропускают через конденсатор для регенерации и возвращают в пенал.The closest solution, selected as a prototype, is the method described in UK patent No. 2096389 A, CL. G 21 F 9/30, publ. 10/13/1982. Spent fuel assemblies are placed in a pencil case through which air is pumped. Due to the residual heat generated by the assemblies, the air heats up and absorbs water. Then air saturated with water vapor is passed through a condenser for regeneration and returned to the canister.

Способ не является безопасным, поскольку не предусмотрены системы очистки для регенерируемого воздуха. Кроме того, процесс является длительным и при его реализации образуется большое количество радиоактивных отходов, а также возникает необходимость в дезактивации оборудования.The method is not safe, since no purification systems for regenerated air are provided. In addition, the process is lengthy and during its implementation a large amount of radioactive waste is generated, and there is also a need for decontamination of equipment.

Задача способа осушки отработавших тепловыделяющих сборок состоит в том, чтобы ускорить процесс, повысить степень сушки, а также сделать его безопасным.The objective of the method of drying spent fuel assemblies is to speed up the process, increase the degree of drying, and also make it safe.

Технический результат изобретения заключается в том, что при обработке отработавших тепловыделяющих сборок уменьшается длительность осушки, повышается ее качество, а также устраняется возможность возгорания пирофорных соединений урана, входящих в состав топлива.The technical result of the invention lies in the fact that during the processing of spent fuel assemblies the drying time is reduced, its quality is increased, and the possibility of igniting pyrophoric uranium compounds that are part of the fuel is also eliminated.

Технический результат изобретения достигается тем, что отработавшие тепловыделяющие сборки размещают в герметичном пенале и подключают полость пенала к линии вакуума. Осушку осуществляют за несколько циклов, в каждом из которых выдерживают полость пенала со сборкой под вакуумом. Затем осуществляют заполнение полости сухим подогретым инертным газом для выдерживания сборки в его среде. Сушку газа производят продувкой через адсорберы, выполненные в виде кожухотрубных теплообменников, в трубах которых находится регенерируемый сорбент. При переведении в режим регенерации через межтрубное пространство адсорберов продувают пар, а после десорбции пропускают через это пространство охлаждающую воду. Трубное пространство адсорберов подключают к линии вакуума, не связанной с вакуумной линией пенала. После охлаждения сорбента в период времени, когда полость пенала находится под вакуумом, трубное пространство продувают сухим инертным газом из адсорберов, находящихся в режиме осушки сборки.The technical result of the invention is achieved in that the spent fuel assemblies are placed in a sealed canister and the cavity of the canister is connected to a vacuum line. Drying is carried out in several cycles, in each of which the cavity of the canister is maintained with assembly under vacuum. Then, the cavity is filled with dry, heated inert gas to withstand the assembly in its environment. Gas is dried by blowing through adsorbers made in the form of shell-and-tube heat exchangers, in the tubes of which there is a regenerated sorbent. When transferring to regeneration mode, steam is blown through the annulus of the adsorbers, and after desorption, cooling water is passed through this space. The tube space of the adsorbers is connected to a vacuum line not connected to the vacuum line of the canister. After cooling the sorbent in a period of time when the cavity of the canister is under vacuum, the tube space is purged with dry inert gas from adsorbers in the drying mode of the assembly.

Кроме того, перед размещением в пенале отработавшей сборки, содержащей пирофорные гидриды, его полость заполняют инертным газом.In addition, before placing the spent assembly containing pyrophoric hydrides in the canister, its cavity is filled with an inert gas.

Отработавшие тепловыделяющие сборки выдерживают в среде инертного газа, например азота, для сокращения длительности осушки, так как в нем содержится меньше паров воды по сравнению с воздухом.Spent fuel assemblies are kept in an inert gas, such as nitrogen, to reduce the drying time, since it contains less water vapor compared to air.

Инертный газ сушат и подогревают для повышения его влагосодержания.Inert gas is dried and heated to increase its moisture content.

Циклическая выдержка пенала под вакуумом также способствует сокращению длительности осушки сборки и повышает ее степень за счет отсоса паров воды от участков, которые находятся в труднодоступных для газа местах.Cyclic exposure of the pencil case under vacuum also helps to reduce the drying time of the assembly and increases its degree due to suction of water vapor from areas that are in places difficult to access for gas.

Использование адсорберов для сушки газа позволяет ускорить процесс, так как за короткое время производят его регенерацию. Устройство адсорберов позволяет отделить их активные полости от применяемого при регенерации сорбента теплоносителя. Таким образом, повышается степень регенерации сорбента и сокращается время его регенерации. При этом происходит экономия расходных материалов: инертного газа, теплоносителя и электроэнергии.The use of adsorbers for drying gas allows you to speed up the process, since it regenerates in a short time. The device of adsorbers makes it possible to separate their active cavities from the heat carrier sorbent used during regeneration. Thus, the degree of regeneration of the sorbent is increased and the time of its regeneration is reduced. At the same time, consumables are saved: inert gas, coolant and electricity.

Способ регенерации, заключающийся в продувке пара через межтрубное пространство адсорберов, позволяет обеспечить их быструю регенерацию за счет полной десорбции при исключении контакта пара с сорбентом.The method of regeneration, which consists in blowing steam through the annulus of the adsorbers, allows for their rapid regeneration due to complete desorption while excluding the contact of steam with the sorbent.

Время регенерации сокращает пропускание охлаждающей воды через межтрубное пространство адсорберов после окончание десорбции. При этом сокращается время регенерации сорбента за счет его охлаждения.The regeneration time reduces the transmission of cooling water through the annulus of the adsorbers after the end of the desorption. This reduces the time of regeneration of the sorbent due to its cooling.

Время регенерации также сокращается за счет подключения трубного пространства регенерируемых адсорберов к линии вакуума, не связанной с вакуумной линией пенала, так как при этом происходит быстрый и полный отвод паров воды из сорбента.The regeneration time is also reduced by connecting the tube space of the regenerated adsorbers to a vacuum line that is not connected to the vacuum line of the canister, since this quickly and completely removes water vapor from the sorbent.

Трубное пространство регенерируемого адсорбера продувают сухим инертным газом из адсорберов, находящихся в режиме осушки сборки, содержащейся под вакуумом в пенале, для того чтобы сократить время регенерации.The tube space of the regenerated adsorber is purged with dry inert gas from adsorbers in the drying mode of the assembly contained under vacuum in the canister in order to reduce the regeneration time.

Безопасность процесса осушки обеспечивается за счет заполнения пенала инертным газом перед размещением в нем отработавшей тепловыделяющей сборки, в составе топлива которой содержатся пирофорные гидриды урана.The safety of the drying process is ensured by filling the canister with inert gas before placing the spent fuel assembly, the fuel of which contains pyrophoric uranium hydrides.

Сущность изобретения поясняется чертежом.The invention is illustrated in the drawing.

Для осуществления способа применяются следующие средства: адсорберы 1 и 2, пенал 3, чехол с отработавшими тепловыделяющими сборками 4, калорифер 5, обратный клапан 6, влагомер 7, фильтр 8, вентили 9-23, трубопроводы (не обозначены).To implement the method, the following tools are used: adsorbers 1 and 2, pencil case 3, case with spent fuel assemblies 4, air heater 5, check valve 6, moisture meter 7, filter 8, valves 9-23, pipelines (not indicated).

Способ осуществляют следующим образом.The method is as follows.

Полость пенала 3 через вентили 14, 12 и 10 сообщают с линией подачи инертного газа, заполняют ее и закрывают вентили. В полость пенала 3 загружают чехол 4 и закрывают крышку пенала 3. Затем открывают вентиль 9, сообщают полость пенала с линией вакуума, выдерживают ее в условиях вакуума, отсасывая из полости пенала пары воды, после чего закрывают вентиль 9.The cavity of the canister 3 through the valves 14, 12 and 10 communicate with the inert gas supply line, fill it and close the valves. In the cavity of the canister 3, load the case 4 and close the lid of the canister 3. Then open the valve 9, report the cavity of the canister with a vacuum line, maintain it under vacuum, sucking water vapor from the cavity of the canister, and then close the valve 9.

Включают калорифер 5, открывают вентили 10, 12 и 14, заполняют полость пенала 3 газом и выдерживают чехол со сборкой в среде сухого подогретого газа. Цикл осушки повторяют до тех пор, пока влагомер 7 не зафиксирует падения значения влажности отсасываемого из полости пенала газа.Turn on the air heater 5, open the valves 10, 12 and 14, fill the cavity of the canister 3 with gas and hold the case with the assembly in the medium of dry heated gas. The drying cycle is repeated until the moisture meter 7 detects a drop in the moisture value of the gas sucked from the cavity of the canister.

Адсорберы 1 и 2 работают попеременно в режимах адсорбции и регенерации сорбента. После увлажнения сорбента в адсорбере 1 вентили 10 и 12 закрывают и открывают вентили 11 и 13, переводя тем самым адсорбер 2 в режим осушки инертного газа.Adsorbers 1 and 2 operate alternately in the modes of adsorption and regeneration of the sorbent. After wetting the sorbent in adsorber 1, valves 10 and 12 are closed and valves 11 and 13 are opened, thereby transferring adsorber 2 to the inert gas drying mode.

Открывают вентили 18 и 20 и в адсорбере 1 производят регенерацию сорбента. Через межтрубное пространство адсорбера 1 продувают пар, нагревая сорбент, а трубное пространство сообщают с линией вакуума, не связанной с вакуумной линией пенала 3, с помощью вентилей 16 и 17. Таким образом, отсасывают пары воды из сорбента. После окончания десорбции через межтрубное пространство адсорбера 1 пропускают охлаждающую воду. Открывают вентиль 23 после охлаждения сорбента и сообщают трубное пространство с линией подачи сухого инертного газа из адсорбера 2. При этом производят дополнительное охлаждение и сушку сорбента инертным газом в период времени, когда пенал 3 находится под вакуумом.Valves 18 and 20 are opened and sorbent is regenerated in adsorber 1. Steam is blown through the annulus of adsorber 1 by heating the sorbent, and the tube space is communicated with a vacuum line not connected to the vacuum line of the canister 3 using valves 16 and 17. Thus, water vapor is sucked from the sorbent. After desorption, cooling water is passed through the annulus of the adsorber 1. Open the valve 23 after cooling the sorbent and communicate the tube space with a line for supplying dry inert gas from the adsorber 2. In this case, additional cooling and drying of the sorbent with inert gas is performed during the period when the case 3 is under vacuum.

После увлажнения сорбента в адсорбере 2 вентили 11 и 13 закрывают и переводят адсорбер в режим регенерации, а адсорбер 1 - в режим осушки, открыв вентили 10 и 12.After wetting the sorbent in the adsorber 2, the valves 11 and 13 are closed and the adsorber is put into regeneration mode, and the adsorber 1 is in the drying mode, opening valves 10 and 12.

Изобретение позволяет осуществить безопасную обработку отработавших тепловыделяющих сборок, уменьшить длительность обработки и повысить степень осушки.The invention allows for the safe processing of spent fuel assemblies, to reduce the processing time and increase the degree of drying.

Claims (2)

1. Способ осушки отработавших тепловыделяющих сборок, включающий размещение отработавшей сборки в герметичном пенале и выдерживание ее в среде подогретого газа, отличающийся тем, что в качестве газа используют сухой подогретый инертный газ, а осушку сборки осуществляют за несколько циклов, в каждом из которых полость пенала со сборкой выдерживают под вакуумом и заполняют ее сухим подогретым инертным газом, продуваемым для сушки через адсорберы, выполненные в виде кожухотрубных теплообменников с находящимся в трубах сорбентом, который регенерируют, переводя адсорберы в режим регенерации, при этом продувают пар через межтрубное пространство адсорберов, а по окончанию десорбции через это пространство пропускают охлаждающую воду, трубное пространство работающих в режиме регенерации адсорберов подключают к линии вакуума, не связанной с вакуумной линией пенала, после охлаждения сорбента в период времени, когда полость пенала находится под вакуумом, трубное пространство продувают сухим инертным газом из находящихся в режиме осушки сборки адсорберов.1. The method of drying spent fuel assemblies, including placing the spent assembly in an airtight canister and keeping it in a heated gas medium, characterized in that dry heated inert gas is used as gas, and the assembly is dried in several cycles, in each of which the canister cavity the assembly is kept under vacuum and filled with dry heated inert gas, blown for drying through adsorbers made in the form of shell-and-tube heat exchangers with a sorbent in the pipes, which p they generate by transferring the adsorbers to the regeneration mode, while steam is blown through the annulus of the adsorbers, and at the end of the desorption, cooling water is passed through this space, the tube space of the adsorbers operating in the regeneration mode is connected to the vacuum line not connected to the vacuum line of the canister after the sorbent is cooled in the period of time when the cavity of the canister is under vacuum, the tube space is purged with dry inert gas from adsorbers in the drying mode of the assembly. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед размещением сборки, содержащей пирофорные гидриды, в пенале последний заполняют инертным газом.2. The method according to claim 1, characterized in that before placing the assembly containing pyrophoric hydrides, the latter is filled with an inert gas in a pencil case.
RU2003130930/06A 2003-10-20 2003-10-20 Method for drying spent fuel assemblies RU2246145C1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003130930/06A RU2246145C1 (en) 2003-10-20 2003-10-20 Method for drying spent fuel assemblies
PCT/RU2004/000397 WO2005038820A1 (en) 2003-10-20 2004-10-08 Method for drying spent fuel assemblies

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003130930/06A RU2246145C1 (en) 2003-10-20 2003-10-20 Method for drying spent fuel assemblies

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2246145C1 true RU2246145C1 (en) 2005-02-10

Family

ID=34464997

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003130930/06A RU2246145C1 (en) 2003-10-20 2003-10-20 Method for drying spent fuel assemblies

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2246145C1 (en)
WO (1) WO2005038820A1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106482451B (en) * 2016-09-23 2022-05-27 广东核电合营有限公司 Vacuum drying and helium filling device for spent fuel storage and transportation container

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2096389B (en) * 1981-03-03 1985-01-23 Nat Nuclear Corp Ltd A dry store for irradiated nuclear fuel or highly active waste having a drying system for the fuel or waste
RU2144419C1 (en) * 1998-12-28 2000-01-20 Дочернее акционерное общество "Центральное конструкторское бюро нефтеаппаратуры" Открытого акционерного общества "Газпром" Method of gas adsorption drying

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ДЗЕКУН Е.Г. и др. "Промышленная переработка отработавшего топлива АЭС с ВВЭР-440", Атомная энергия, т.72, вып.5, май, 1992, с.433. *

Also Published As

Publication number Publication date
WO2005038820A1 (en) 2005-04-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103501874B (en) Carbon dioxide separation retracting device
JP5820254B2 (en) Carbon dioxide separator
JP2003230812A (en) Carbon dioxide scrubber for discharging fuel and gas
CN108636059B (en) Integrated device and method for capturing and regenerating carbon dioxide
KR100966481B1 (en) Continuous concentrating system and method of volatile organic compounds using moving-bed reactor
CN101601956A (en) The method of regenerating carbon dioxide absorbent
CN104143367A (en) Movable radioactivity inert gas purifier
RU2246145C1 (en) Method for drying spent fuel assemblies
JPH037413B2 (en)
JP6449296B2 (en) Regeneration of traps for impurities in hydrogen using heat from a hydride reservoir.
CN205084581U (en) Organic waste gas's device is handled to multiregion
JPS6211886B2 (en)
CN216481901U (en) Drying device for chip cleaning
KR100706646B1 (en) An apparatus for removing tritium from air and the method of using the same
KR101495546B1 (en) Processing Method of Radwaste Spent Activated Carbon
JP2021154271A (en) Adsorbent regenerator and adsorbent cooling method
JP4102400B2 (en) Device decontamination method and device decontamination device
JP2016112547A (en) Adsorption tower and method for recycling adsorbent
JP2648757B2 (en) Tritium water adsorbent regeneration method and regeneration device
CN103691396A (en) System and method for powdered activated carbon regeneration through microwaves
JP2005075683A (en) Carbon dioxide recovery unit
CN220834817U (en) Adsorber for helium purification
CN203803502U (en) System utilizing microwave to regenerate powdered activated carbon
RU77093U1 (en) CONTAINER FOR HYDROGEN AND ITS ISOTOPES
JP2001255088A (en) Heat utilizing method

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20071021

RH4A Copy of patent granted that was duplicated for the russian federation

Effective date: 20090720

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20091210

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20141021