Система і спосіб підготовки контейнера, завантаженого вологими радіоактивними елементами, до зберігання в сухому стані

Реферат: Описується система і спосіб підготовки контейнера, який містить високорадіоактивні відходи, до зберігання в сухому стані, у якому з'єднують систему для циркуляції газу з каністрою для формування герметичного замкненого контуру, який включає порожнину, заповнюють загерметизований замкнений контур хімічно неактивним газом, пропускають хімічно неактивний газ крізь загерметизований замкнений контур, доки конденсаторний модуль не буде більше видаляти значні кількості води з циркулюючого хімічно неактивного газу і потім додають вологопоглинальний модуль або вакуумний сушильний модуль до замкненого контуру. UA 99941 C2 (12) UA 99941 C2 UA 99941 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Посилання на Споріднені Заявки на Патент Представлена заявка заявляє пріоритет попередньою заявкою на патент США No. 61/016,151, поданою 21.12.2007, на яку тут робиться посилання. Технічна Галузь Представлений винахід належить головним чином до систем і способів підготовки контейнера, завантаженого вологими радіоактивним елементами, такого як багатоцільова каністра або теплопровідна каністра, до зберігання в сухому стані, і особливо до замкненої системи і способу сушіння багатоцільової каністри для зберігання в сухому стані з використанням примусового газового потоку. Рівень Техніки Під час роботи ядерних реакторів, порожнисті труби з циркалою, заповнені збагаченим ураном і відомі як паливні елементи, вигорають всередині активної зони ядерного реактора. Як правило ці паливні елементи видаляють з реактора після зниження їх енергії до наперед встановленого рівня. Після зниження рівня енергії і наступного видалення, це відпрацьоване ядерне паливо ("SNF") все ще є високорадіоактивним і виділяє значну кількість теплоти, вимагаючи бережного поводження при наступному пакуванні, транспортуванні і зберіганні. Точніше, відпрацьоване ядерне паливо (SNF) випускає надзвичайно небезпечні нейтрони і гама фотони. Ці нейтрони і гама фотони обов'язково повинні утримуватися увесь час після видалення з активної зони реактора. Під час видалення палива з ядерного реактора, зазвичай з реактора видаляють відпрацьоване ядерне паливо (SNF) і поміщають його (SNF) під воду, яка відома головним чином як басейн для відпрацьованого ядерного палива або зберігальна водойма. Вода з басейну полегшує охолодження відпрацьованого ядерного палива (SNF) і забезпечує адекватний захист від радіації. Відпрацьоване ядерне паливо (SNF) зберігають в басейні протягом досить довгого періоду часу для надання можливості зниження рівня теплоти і радіації до достатньо низького рівня для надання можливості безпечного транспортування відпрацьованого ядерного палива (SNF). Однак, завдяки безпеці, простору і економічним проблемам, застосування виключно басейну не є задовільним там, де відпрацьоване ядерне паливо (SNF) потребує зберігання протягом досить значного періоду часу. Таким чином, коли вимагається довготривале зберігання відпрацьованого ядерного палива (SNF), то стандартною практикою в ядерній промисловості є зберігання відпрацьованого ядерного палива (SNF) в сухому стані після короткого періоду зберігання в басейні для відпрацьованого ядерного палива, тобто зберігання відпрацьованого ядерного палива (SNF) в атмосфері сухого інертного газу, оточеного конструкцією, яка забезпечує адекватний захист від радіації. Однією типовою конструкцією, яка використовується для зберігання відпрацьованого ядерного палива (SNF) протягом довгих періодів часу в сухому стані, є зберігальний контейнер. Зберігальні контейнери мають порожнину, пристосовану до вміщення каністри з відпрацьованим ядерним паливом (SNF) і виконані як великі важкі конструкції із сталі, свинцю, бетону і придатного для навколишнього середовища водневого матеріалу. Однак, оскільки при розробці зберігального контейнера увага фокусується на забезпеченні адекватного захисту від радіації протягом довготривалого зберігання відпрацьованого ядерного палива (SNF), то розмір і маса часто є другорядними факторами (якщо взагалі розглядаються). В результаті, маса і розмір зберігальних контейнерів часто створюють проблеми, пов'язані з підніманням і маніпулюванням. Типово, зберігальні контейнери важать більше ніж 100 тон і мають висоту, більшу за 15 футів. Загальною проблемою, пов'язаною із зберігальними контейнерами, є те, що вони занадто важкі для піднімання найбільшими кранами атомної електростанції. Інші загальні проблеми полягають в тому, що зберігальні контейнери головним чином занадто великі для поміщення в басейни для відпрацьованого ядерного палива. Таким чином, для зберігання відпрацьованого ядерного палива (SNF) в зберігальному контейнері після охолодження в басейні, відпрацьоване ядерне паливо (SNF) переносять до контейнера, виймають з басейну, поміщають на ділянку завантаження, зневоднюють, сушать і транспортують до зберігальної установки. Адекватний захист від радіації необхідний на усіх етапах цієї процедури перенесення. В результаті, потреби у вийманні відпрацьованого ядерного палива (SNF) з басейну для відпрацьованого ядерного палива і у додатковому транспортуванні до зберігального контейнера, відкриту каністру типово занурюють в басейн для відпрацьованого ядерного палива. Стрижні відпрацьованого ядерного палива (SNF) потім поміщають безпосередньо у відкриту каністру з одночасним зануренням у воду. Однак, навіть після герметизації, сама каністра не забезпечує адекватне утримування випромінення відпрацьованого ядерного палива (SNF'). Завантажена каністра не може вийматися або транспортуватися з басейну для 1 UA 99941 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 відпрацьованого ядерного палива без додаткового захисту від радіації. Таким чином, необхідний пристрій, який забезпечує додатковий захист від радіації під час транспортування відпрацьованого ядерного палива (SNF). Цей додатковий захист від радіації досягається поміщенням каністр, завантажених відпрацьованим ядерним паливом (SNF), у великі циліндричні контейнери, названі перевантажувальними контейнерами, які все ще перебувають в басейні. Подібно до зберігальних контейнерів, перевантажувальні контейнери мають порожнину, пристосовану до вміщення каністри з відпрацьованим ядерним паливом (SNF) і розроблені для захисту навколишнього середовища від радіації, випромінюваної відпрацьованим ядерним паливом (SNF). В установках, які використовують перевантажувальні контейнери для транспортування завантажених каністр, порожню каністру спершу поміщають в порожнину відкритого перевантажувального контейнера. Каністру і перевантажувальний контейнер потім занурюють в басейн для відпрацьованого ядерного палива. Перед зберіганням в контейнері, відпрацьоване ядерне паливо (SNF) виймають з реактора і поміщають у стелажі для зберігання у вологому стані, розташовані на дні басейнів для відпрацьованого палива. Для зберігання в сухому стані, відпрацьоване ядерне паливо (SNF) переносять у занурену каністру, яка затоплена водою і знаходиться в перевантажувальному контейнері. Потім на завантажену каністру встановлюють кришку, закриваючи відпрацьоване ядерне паливо (SNF) і воду з басейна. Завантажену каністру і перевантажувальний контейнер потім виймають з басейну краном і поміщають на ділянку завантаження для підготовки каністри, завантаженої відпрацьованим ядерним паливом (SNF), до довготривалого зберігання в сухому стані. Для належної підготовки каністри, завантаженої відпрацьованим ядерним паливом (SNF), до зберігання в сухому стані, Комісія по Ядерній Регламентації США ("N.R.C.") вимагає, щоб відпрацьоване ядерне паливо (SNF) і внутрішня частина каністри адекватно сушилась перед герметизацією і перенесенням до зберігального контейнера. Точніше, положення N.R.C. вимагають, щоб тиск пари ("vP") в каністрі був менший 3 Тор (1 Тор = 1мм ртутного стовпчика (Нg)) перед повторним заповненням каністри інертним газом і герметизацією. Тиск пари є тиском пари над поверхнею рідини в стані рівноваги, яка визначається як стан, у якому однакова кількість молекул переходить як з рідкої фази в газоподібну фазу так і з газоподібної фази в рідку фазу. Вимога щодо низького тиску пари (vP), який становить 3 Тори або менше, гарантує, що на внутрішній частині каністри і на відпрацьованому ядерному паливі (SNF) присутня адекватно мала кількість вологи так, що відпрацьоване ядерне паливо (SNF) є достатньо сухим для довготривалого зберігання. На даний момент, ядерні установки відповідають вимозі N.R.C щодо тиску (vP) пари в 3 Тори або менше шляхом виконання вакуумного сушіння. При виконанні цього процесу, водяна маса, яка знаходиться в каністрі, спершу випускається з каністри. Після випускання маси рідкої води, вакуумна система з'єднується з каністрою і активується для створення в каністрі тиску, нижчого за атмосферний тиск. Тиск в каністрі, нижчий за атмосферний, полегшує випаровування решти рідкої води, тоді як вакуум допомагає видаляти водяну пару. Тиск пари (vP) в каністрі потім вимірюють поміщенням відповідних вимірювальних інструментів, таких як вакуумні манометри, в каністру і здійснюючи прямі вимірювання газоподібних вмістів, присутніх в ній. За необхідності, ця вакуумна процедура повторюється, доки величина тиску пари (vP) не стане рівною 3 Тори або менше. При досяганні прийнятного тиску пари (vP), каністри повторно заповнюють інертним газом і герметизують. Перевантажувальний контейнер (з каністрою всередині) потім переносять у положення над зберігальним контейнером, а каністру, завантажену відпрацьованим ядерним паливом (SNF), опускають вниз для довготривалого зберігання. Сьогоднішні способи задоволення вимоги N.R.C щодо тиску пари (vP) в 3 Тори або менше є потенційно небезпечними, довготривалими, схильними до помилки, піддають стрижні відпрацьованого ядерного палива (SNF) дії високих температур і є дорогими. По-перше, інвазивна природа прямого вимірювання тиску пари (vP) є небезпечною, оскільки каністра містить високорадіоактивне відпрацьоване ядерне паливо (SNF). В будь-який момент каністра може фізично зруйнуватися, існує небезпека опромінення оточуючого середовища і робочого персоналу. Більше того, довготривале створення в каністрі тиску, нижчого за атмосферний, може створювати проблеми, пов'язані з ускладненням обладнання. Нарешті, часові періоди вакуумного сушіння є неприйнятно довгими, оскільки тривалість вакуумного сушіння в декілька днів є цілком звичною. Оперування вакуумом схильне до замерзання лінії і формування льоду всередині каністри, що може перешкоджати зчитуванню інформації інструментами. Зниження тиску в каністрі спричиняє поступову втрату середовища теплопередачі (газу, який заповнює щілини і відкриті простори в каністрах), призводячи до суттєвого підвищення температури стрижнів відпрацьованого ядерного палива (SNF), які виділяють теплоту. 2 UA 99941 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Одним з основних недоліків існуючих систем і способів вакуумного сушіння полягає в тому, що плакування відпрацьованого ядерного палива (SNF) нагрівається до неприйнятно високих температур, що можуть порушити цілісність плакування. Для видалення води з каністри для відпрацьованого ядерного палива (SNF) з використанням існуючого способу вакуумного сушіння, каністру необхідно утримувати при низькому вакуумі протягом довгого періоду часу з одночасним випарюванням рідкої води. Довгий часовий період, коли паливо оточене середовищем з тиском, який близький до вакууму, перешкоджає відведенню тепла, що виділяється з самого палива. Останнім часом, правонаступник в представленій заявці компанія Holtec International, Іnс розробила нові і кращі способи, пристрій і системи для підготовки каністр з відпрацьованим ядерним паливом до зберігання в сухому стані з використанням примусової дегідратації газу ("FGD"). Ці винаходи повністю описані і розкриті в патенті США № 7210247, виданому 01.05.2007, винахідником в якому є Крішна Сінг, і в публікації заявки на патент США № 2006/0272175А1, опублікованій 07.12.2006, винахідником в якій є Крішна Сінг, на які тут робляться посилання. Було виявлено, що способи сушіння примусовою дегідратацією газу (FGD), пристрій і системи, розкриті в патенті США № 7210247 і публікації заявки на патент США № 2006/0272175А1, можна вдосконалити і/або спростити новим і неочевидним способом. На Фіг. 3, технології сушіння примусовою дегідратацією газу (FGD), розкриті у вищезгаданих документах, полягають у використанні конденсаторного модуля для охолодження повітря або рідини, модуля для сушіння виморожуванням, циркуляційного модуля і модуля для попереднього нагрівання для безперервного пропускання інертного газу крізь каністру для відпрацьованого ядерного палива ("SNF") для видалення рідкої вологи і сушіння газу, який, врешті решт, герметизується в каністрі для транспортування і зберігання. Ці системи спершу видаляють рідку вологу в каністрі, а потім сушать циркулюючий струмінь газу перед герметизацією каністри з відпрацьованим ядерним паливом (SNF). Система сушіння примусовою дегідратацією газу (FGD) використовує низькотемпературну холодильну систему і теплообмінник для охолодження струменя циркулюючого газу до точки, у якій водяна пара в ньому замерзає на поверхні теплообмінника. Замерзання водяної пари на поверхні теплообмінника зневоднює струмінь циркулюючого газу. Пропонується використовувати наступну модифікацію як альтернативу модулю для сушіння виморожуванням. Короткий Опис Винаходу Тому задачею представленого винаходу є надання способу і системи для сушіння каністри, завантаженої високоактивними радіоактивними відходами ("HLW"), такими як відпрацьоване ядерне паливо (SNF). Іншою задачею представленого винаходу є надання способу і системи для сушіння каністри, завантаженої високоактивними відходами (HLW), без фізичного доступу до вмістів каністри для забезпечення досягання прийнятного рівня сухості в каністрі. Ще іншою задачею представленого винаходу є надання способу і системи для сушіння каністри, завантаженої високоактивними відходами (HLW), без створення всередині каністри тиску, нижчого за атмосферний, протягом довгого періоду часу. Іншою задачею представленого винаходу є надання способу і системи для підготовки каністри, завантаженої відпрацьованим ядерним паливом (SNF), для зберігання в сухому стані, який легше втілювати і/або який займає мало часу. Ще іншою задачею представленого винаходу є надання способу і системи для підготовки каністри, завантаженої високоактивними відходами (HLW), до зберігання в сухому стані дешевшим і безпечнішим способом. В одному аспекті, винахід є способом підготовки каністри, яка має порожнину, завантажену вологими радіоактивними елементами, для зберігання в сухому стані, у якому: (а) надають систему для циркуляції газу, яка має конденсаторний модуль, вологопоглинальний модуль, модуль для циркуляції газу; (b) з'єднують систему для циркуляції газу з каністрою для формування загерметизованого замкненого контуру, який включає порожнину; (с) заповнюють загерметизований замкнений контур хімічно неактивним газом; (d) пропускають хімічно неактивний газ крізь загерметизований замкнений контур до тих пір, доки конденсаторний модуль не припинить видаляти значні кількості води з циркулюючого хімічно неактивного газу, при цьому, на етапі (d), вологопоглинальний модуль герметизується від загерметизованого замкненого контуру; і (e) додають вологопоглинальний модуль до загерметизованого замкненого контуру і продовжують пропускати хімічно неактивний газ крізь загерметизований замкнений контур, при цьому, вологопоглинальний модуль зневоднює циркулюючий хімічно неактивний газ. 3 UA 99941 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 В іншому аспекті, винахід може бути системою для підготовки каністри, яка має порожнину, завантажену радіоактивними елементами, для зберігання в сухому стані, пристрій, який має систему для циркуляції газу, яка має конденсаторний модуль, вологопоглинальний модуль, модуль для циркуляції газу, при цьому, система для циркуляції газу пристосована до формування загерметизованого замкненого контуру при з'єднанні в робочому режимі з порожниною каністри, яка готується до зберігання в сухому стані, і засоби для додавання і видалення вологопоглинального модуля як частини загерметизованого замкненого контуру. В ще іншому аспекті, винахід може бути способом підготовки каністри, яка має порожнину, завантажену вологими радіоактивними елементами, для зберігання в сухому стані, у якому: (а) надають систему для циркуляції газу, яка має конденсаторний модуль, вакуумний модуль, модуль для циркуляції газу; (b) з'єднують систему для циркуляції газу з каністрою для формування загерметизованого замкненого контуру, який включає порожнину; (с) заповнюють загерметизований замкнений контур хімічно неактивним газом; (d) пропускають хімічно неактивний газ крізь загерметизований замкнений контур до тих пір, доки конденсаторний модуль не припинить видаляти значні кількості води з циркулюючого струменя хімічно неактивного газу, причому, на етапі (d), вакуумний модуль герметизується від загерметизованого замкненого контуру; (e) припиняють пропускання хімічно неактивного газу крізь загерметизований замкнений контур; (f) герметично з'єднують вакуумний модуль з порожниною і герметично ізолюють порожнину і вакуумний модуль; і (g) за допомогою вакуумного модуля створюють вакуум в порожнині для створення в порожнині тиску, нижчого за атмосферний, до досягання бажаного тиску пари в порожнині каністри Короткий Опис Креслень Фігура 1 зображає схему системи сушіння примусовою дегідратацією газу (FGD) попереднього рівня техніки. Фігура 2 зображає вид в перспективі варіанта виконання багатоцільової каністри ("МРС") попереднього рівня техніки, яка може використовуватися разом з представленим винаходом і зображена з частковим вирізом та порожньою. Фігура 3 зображає вид в перспективі перевантажувального контейнера попереднього рівня техніки з частковим вирізом та з багатоцільовою каністрою (МРС) з Фіг. 2, загерметизованою і поміщеною в перевантажувальний контейнер. Фігура 4 зображає схему системи сушіння примусовою дегідратацією газу (FGD) згідно з одним варіантом виконання представленого винаходу, який використовує вологопоглинальний модуль для зневоднення струменя циркулюючого газу. Фігура 5 зображає схему системи сушіння примусовою дегідратацією газу (FGD) згідно з іншим варіантом виконання представленого винаходу, який використовує вакуумний модуль для зневоднення багатоцільової каністри (МРС). Детальний Опис Креслень Представлений винахід є вдосконаленням способів сушіння, пристрою і систем, описаних в патенті США № 7210247 і публікації заявки на патент США № 2006/0272175А1. Пропонуються наступні вдосконалення для систем сушіння примусовою дегідратацією газу (FGD) для використання в сушінні контейнерів, розроблених для зберігання в сухому стані високоактивних радіоактивних відходів, таких як багатоцільові каністри (MPSc), завантажені відпрацьованим ядерним паливом (SNF). Фіг. 1 зображає каністру 20, яка придатна до використання з представленим винаходом. Представлений винахід не обмежується спеціальними формами каністри, конструкціями або розмірами і придатний для будь-якого типу вміщувальної посудини, використовуваної для транспортування, зберігання або утримування радіоактивних елементів. Хоча ілюстративний варіант виконання винаходу буде описуватися з точки зору використання його для сушіння каністри з відпрацьованим ядерним паливом ("SNF"), фахівцям у цій галузі буде очевидним, що описані тут системи і способи можуть використовуватися для сушіння радіоактивних відходів в інших формах і по бажанню в різновиді різних вміщувальних конструкцій. Каністра 20 має нижню плиту 22 і циліндричну стінку 24, яка формує порожнину 21. Використовуваний тут кінець 25 каністри 20, який розташований найближче до нижньої плити 22, буде називатися дном каністри 20, тоді як кінець 26 каністри 20, який розташований найдальше від нижньої плити 22, буде називатися верхом каністри 20. Порожнина 21 має гратку 23 у вигляді медяного стільника. Гратка 23 у вигляді медяного стільника має певну кількість прямокутних лунок, пристосованих до вміщення стрижнів відпрацьованого ядерного палива ("SNF"). Винахід не обмежується наявністю ґратки у формі медяного стільника. Каністра 20 додатково має дренажну трубу з відкритим нижнім кінцем (не зображений), розташованим на або біля дна каністри 20, який формує здатний до герметизації канал, який 4 UA 99941 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 проходить від зовнішньої поверхні каністри 20 всередину порожнини 21. Якщо це бажано, то дренажний отвір може розташовуватися в нижній плиті 22 або біля нижнього кінця стінки каністри. Дренажна труба може відкриватися або герметично закриватися з використанням традиційних заглушок, дренажних клапанів або заварювання. Як показано на Фіг. 2, каністра 20 порожня (тобто, порожнина 21 не містить стрижнів відпрацьованого ядерного палива (SNF), поміщених в гратку 23 у формі медяного стільника), а верх 26 каністри 20 відкритий. При використанні каністри 20 для транспортування і зберігання стрижнів відпрацьованого ядерного палива (SNF), каністру 20 поміщають всередину перевантажувального контейнера 10 (Фіг. 2), не дивлячись на те, що вона відкрита і порожня. Потім відкритий перевантажувальний контейнер 10, який містить відкриту каністру 20, занурюють в басейн для відпрацьованого ядерного палива, порожнина 21 якої заповнюється водою. Стрижні відпрацьованого ядерного палива (SNF), які виймаються з ядерного реактора, потім виймають з басейну для відпрацьованого ядерного палива і поміщають всередину порожнини 21 каністри 20. Переважно, єдиний пучок стрижнів відпрацьованого ядерного палива (SNF) поміщають в кожну прямокутну лунку ґратки 23 у формі медяного стільника. Після повного завантаження порожнини 21 стрижнями відпрацьованого ядерного палива (SNF), зверху на каністру 20 встановлюють кришку 27 (Фіг. 3). Кришка 27 каністри має певну кількість здатних до герметизації отворів 28, які формують канал в порожнину 21 ззовні каністри 20, коли вони відкриті. Потім перевантажувальний контейнер 10 (який містить каністру 20) піднімають краном з басейну для відпрацьованого ядерного палива і встановлюють вертикально на ділянці завантаження (як це показано на Фіг. 3) так, що каністру 20 можна належним чином підготувати для зберігання в сухому стані. Ця підготовка до зберігання в сухому стані включає сушіння внутрішньої частини каністри 20 і герметизацію її кришкою 27. Тепер розглядаючи виключно Фіг. 3, бачимо, що на ділянці завантаження каністра 20 (яка містить стрижні відпрацьованого ядерного палива (SNF) і воду з басейну) знаходиться всередині перевантажувального контейнера 10. Як каністра 20 так і перевантажувальний контейнер 10 знаходяться у вертикальному положенні. На завантажувальній ділянці, дренажна труба, прикріплена до кришки 27 каністри (не зображена) з нижнім отвором на або біля дна 25 каністри 20, використовується для видалення водяної маси, яка утримується в порожнині 21 каністри 20, з використанням продувального газу (зазвичай гелію або азоту). Не дивлячись на випускання водяної маси з порожнини 21, в порожнині 21 і на стрижнях відпрацьованого ядерного палива (SNF) залишається залишкова волога. Однак, перед тим як каністра 20 може на довго герметизуватися і транспортуватися до зберігального контейнера для довготривалого зберігання в сухому стані або транспортування, повинно гарантуватися адекватне сушіння порожнини 21 і стрижнів відпрацьованого ядерного палива (SNF), які містяться в ній. Оскільки низький тиск пари ("vP") в контейнері вказує, що наявний низький рівень вологи, то Комісія по Ядерній Регламентації США ("NRC") вимагає дотримання вимоги щодо величини тиску пари ("vP") в 3 Тори або менше в порожнині 21 контейнерів, які містять високоактивні відходи (HLW). Фіг. 4 зображає схему варіанту виконання сушильна системи 300 примусовою дегідратацією газу (FGD), придатної до сушіння порожнини 21 до прийнятних рівнів, встановлених NRC, без потреби в інтрузивному вимірюванні, яке надає величину тиску пари (vP) в порожнині 21. Після поміщення перевантажувального контейнера 10, який утримує каністру 20, на ділянку завантаження і випускання водяної маси з порожнини 21, сушильна система 300 з'єднується з впускним отвором 28 і випускним отвором 29 каністри 20 для формування замкненого контуру. Замкнений контур може або може не мати вологопоглинального модуля 370 в залежності від статусу триканальних клапанів 421, 422. Лінія 325 для подачі газу з'єднана герметично з впускним отвором 28 каністри 20, тоді як лінія 326 для випускання газу герметично з'єднана з випускним отвором 29 каністри 20. Впускний отвір 28 і випускний отвір 29 каністри є просто отворами в каністрі 20. Якщо це бажано, то у впускний отвір 28 і випускний отвір 29 можуть вставлятися відповідні з'єднувальні засоби отвору, ущільнення і/або клапани. Сушильна система 300 головним чином має резервуар 310 для хімічно неактивного газу, модуль 320 для циркуляції газу, певну кількість двоканальних клапанів 321-323, певну кількість триканальних клапанів 421-422, гігрометр 330 для вимірювання температури конденсації, конденсаторний модуль 340, модуль 380 для попереднього нагрівання, вологопоглинальний модуль 370 і систему 350 керування, яка має належним чином запрограмований мікропроцесор 351, комп'ютерне запам'ятовуюче середовище 352, таймер 353 і сигналізацію 370. Хоча проілюстрований варіант виконання сушильної системи 300 автоматизується за допомогою системи 350 керування, ні спосіб ні система представленого винаходу таким чином не 5 UA 99941 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 обмежується. Якщо бажано, то функції, виконувані системою 350 керування, можуть виконуватися вручну і/або в деяких випадках уникатися. Гелієвий резервуар 320, модуль 380 для попереднього нагрівання, модуль 320 для циркуляції газу, каністра 20, гігрометр 330, конденсаторний модуль 340 і вологопоглинальний модуль 370 герметично з'єднані так, що хімічно неактивний газ, такий як гелій, може протікати крізь сушильну систему 300 без витікання в навколишнє середовище. Усі газові лінії, які з'єднують вищезгадані компоненти, можуть формуватися придатними гнучкими трубопроводами або негнучкими трубопроводами. Негнучкий трубопровід і гнучкий трубопровід можуть конструюватися з гнучких або негнучких труб. Труби можуть виготовлятися з будь-якого придатного матеріалу, такого як метали, сплави, пластики, гума і так далі. Усі герметичні з'єднання можуть виконуватися за допомогою використання нарізних з'єднань, ущільнень, кільцевих затискачів і/або прокладок. Резервуар 310 для газоподібного гелію використовується для зберігання стисненого газоподібного гелію і подачі газоподібного гелію до контуру для циркуляції шляхом відкривання клапана 323. Хоча газоподібний гелій є переважним хімічно неактивним газом для використання в представленому винаході, будь-який хімічно неактивний газ може використовуватися разом із системою 300 під час її роботи. Наприклад, інші придатні хімічно неактивні гази включають без обмеження азот, діоксид вуглецю, легкі вуглеводневі гази, такі як метан, або будь-який інертний газ, який включає, проте не обмежується благородними газами (гелій, аргон, неон, радон, криптон і ксенон). Коли клапан 323 відкритий, то гелієвий резервуар заповнює замкнений контур гелієм. Модуль 320 для газової циркуляції в робочому режимі з'єднаний з лінією 325 для подачі газу. Положення модуля 320 для циркуляції газу в контурі може за бажанням змінюватися. При активуванні, модуль 320 для циркуляції газу, який може бути нагнітальним вентилятором, подає газоподібний гелій крізь замкнений контур (який включає каністру 20) з бажаною витратою потоку. Хоча єдиний блок 320 для циркуляції газу зображений включеним в сушильну систему 300, винахід, таким чином, не обмежується і може використовуватися будь-яка кількість циркуляційних модулів або насосів. Точна кількість насосів буде визначатися від випадку до випадку на основі конструкції, розглядаючи такі фактори як вимоги до витрати потоку, перепади тиску в системі, розмір системи і/або кількість компонентів в системі. Напрям потоку газоподібного гелію крізь систему 300 вказаний стрілками на проточних лініях. Клапани 321, 322 в робочому стані з'єднані з лінією 325 для подачі газу і, відповідно, з лінією 326 для випускання газу. Клапани 321, 322 використовуються для контролю потоку до порожнини 21 каністри 20. Точніше, клапани 321, 322 можуть використовуватися для ізоляції каністри 20 від решти контуру, коли це бажано, як, наприклад, під час з'єднування і роз'єднання. Усі використовувані тут клапани можуть бути клапанами для регулювання витрати потоку або простими двохпозиційними клапанами. В інших варіантах виконання винаходу, можуть використовуватися пристрої для контролю витрати масового потоку. Як і у випадку з циркуляційними модулями, будь-яка кількість клапанів може включатися за бажанням в систему 300. Були проілюстровані тільки клапани, які розглядались важливими для принципів представленого винаходу. Більше того, винахід не обмежується якимось спеціальним розміщенням клапана(ів) або насосу(ів) по замкненому контуру на такій довжині, на якій можуть виконуватися способи. Гігрометр 330 для вимірювання температури конденсації в робочому режимі з'єднаний з лінією 326 для випускання газу так, що може вимірюватися температура конденсації газоподібного гелію, який виходить з порожнини каністри 20. Придатні засоби для вимірювання температури конденсації включають сенсорні пристрої для прямого визначення вологи, такі як гігрометри, і інші засоби, такі як газова хроматографія або мас-спектроскопія. В деяких варіантах виконання гігрометр 330 переважно застосовує цифровий сигнал. Гігрометр 330 для вимірювання температури конденсації періодично вимірює температуру конденсації газоподібного гелію, який виходить з порожнини 21. Для періодичних вимірювань не існує вимоги щодо частоти вибірки. Наприклад, гігрометр 330 для вимірювання температури конденсації може вимірювати температуру конденсації газоподібного гелію багато раз в секунду або тільки раз через кожні декілька хвилин. В деяких варіантах виконання, часові інтервали між періодичними вимірами будуть такими малими, що вимірювання будуть здаватися по суті безперервними (тобто, в реальному часі). Часові інтервали будуть визначатися від випадку до випадку на основі конструкції, беручи до уваги такі фактори як вимоги до функціональності системи і витрата газоподібного гелію. Впускний отвір 342 конденсаторного модуля 340 з'єднаний з лінією 326 для випускання газу, тоді як випускний отвір 343 герметично з'єднаний з рециркуляційною лінією 345. 6 UA 99941 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Конденсаторний модуль 340 передбачений для адекватного видалення вологи з вологого газоподібного гелію, який виходить з порожнини 21 каністри 20 під час етапу видалення рідини (Фаза І) при сушінні каністри 20. Газоподібний гелій, який залишає конденсаторний модуль 340, може повторно подаватися в каністру 20 після проходження крізь модуль 380 для попереднього нагрівання так, що він може поглинати більше вологи. Конденсаторний модуль 340 з'єднаний за допомогою дренажного засобу 341 з накопичувачем вологи. Накопичувач вологи може контролюватися для визначення завершення Фази І і готовності системи 300 до Фази II сушіння (Фаза II сушіння є сушінням циркулюючого газового струменя перед герметизацією каністри з відпрацьованим ядерним паливом (SNF)). При перевірці накопичувана вологи, кінець Фази І виявляється припиненням накопичення вологи/рідини в резервуарі накопичувача вологи (Фаза І сушіння завершена). Альтернативно, гігрометр 330 може використовуватися для визначення завершення Фази І. При використанні гігрометра 330, кінець Фази І виявляється гігрометром 330, який здійснює стабільне вимірювання температури конденсації. Вологопоглинальний модуль 370 є посудиною високого тиску або посудинами, які містять одноразовий або відновлювальний вологопоглинальний матеріал. Придатні вологопоглинальні матеріали включають силікагель, активований оксид алюмінію, мікрофільтр і подібні гігроскопічні матеріали, які повинні поглинати або поглинають водяну пару з газового струменя. Під час Фази І сушіння, вологопоглинальний модуль 370 закривається від циркулюючого газового струменя шляхом закривання клапанів 421, 422 так, що впускна лінія 371 і випускна лінія 372 вологопоглинального модуля 370 герметизується від рециркуляційної лінії 345. Це усуває перенасичення вологопоглинальних матеріалів водою. Після видалення рідкої води з каністри 20 і з циркулюючого газу конденсаторним модулем 340 (тобто, Фаза І сушіння завершена), струмінь циркулюючого газу повинен подаватися крізь вологопоглинальний модуль 370 відкриванням клапанів 421, 422 так, що впускні і випускні лінії 421, 422 сполучаються потоком текучої субстанції з рециркуляційною лінією 345. Вологопоглинальний модуль 370 сушить циркулюючий газовий струмінь до досягання відповідної щільності маси перед герметизацією каністри, таким чином, завершуючи Фазу II сушіння. Вологопоглинальний модуль 370 може мати такі розміри, щоб сушити одну або більшу кількість каністр для відпрацьованого ядерного палива (SNF) перед необхідністю викидання або регенерації вологопоглинального матеріалу. Вода може видалятися з вологопоглинального матеріалу за допомогою процесу регенерації, який включає нагрівання вологопоглинального матеріалу до відомої температури і пропускання сухого газу, такого як повітря, азот, або іншого інертного газу над шаром вологопоглинача. Вологопоглинальний матеріал може також за необхідності сушитися за допомогою нагрівання, ультрафіолетовим випроміненням або іншим традиційним способом сушіння і потім повторно використовуватися. Сушильна система 300 додатково має автоматичну систему 350. Вона є необов'язковою. Автоматична система 350 має центральний процесор CPU 351, комп'ютерне запам'ятовуюче середовище 352, таймер 353 і сигналізацію 370. Центральний процесор CPU 351 є придатним мікропроцесором на основі програмованого логічного контролера, персональним комп'ютером або подібним. Комп'ютерне запам'ятовуюче середовище 352 може бути жорстким диском, який має достатньо пам'яті для зберігання усіх необхідних комп'ютерних кодів, алгоритмів і даних, необхідних для роботи і функціонування сушильної системи 300, таких як наперед встановлений час, наперед встановлена температура конденсації, витрати потоку і подібне. Таймер 353 є стандартним цифровим або внутрішнім комп'ютерним часовим механізмом. Сигналізація 370 може бути сиреною, сигнальною лампою, світлодіодом, індикаторним модулем, гучномовцем або іншим пристроєм, придатним до генерування аудіо- і/або відеосигналів. Хоча проілюстрована і описана сигналізація 370, можуть використовуватися будь-які прилади, пристрій або апарат, який інформує оператора, що сушильна система 300 завершила процес сушіння. Наприклад, комп'ютерний екран може просто вказувати, що каністра суха за допомогою текстової інформації або візуальних даних. Центральний процесор CPU 351 має різні вхідні/вихідні порти, використовувані для забезпечення з'єднань з різними компонентами сушильної системи 300, якими потрібно керувати і/або обмінюватися з ними даними. Центральний процесор CPU 351 в робочому стані з'єднаний з цими компонентами за допомогою електричних проводів, оптоволоконних ліній, коаксіальних кабелів або інших ліній для передачі даних. Може також використовуватися безпровідний зв'язок. Ці з'єднання на Фіг. 4 вказані пунктирними лініями. Центральний процесор CPU 351 може обмінюватися даними з будь-яким і усіма різними компонентами сушильної системи 300, до якої він в робочому режимі під'єднаний для керування сушильною системою 300, як, наприклад, для: (1) активування або деактивування модуля 320 для циркуляції газу; (2) відкривання, закривання і/або регулювання клапанів 321-323, 421-422; (3) активування або 7 UA 99941 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 деактивування конденсаторного модуля 340 і модуля 380 для попереднього нагріву; і (4) активування або деактивування сигналізації 370. Центральний процесор CPU 351 (і/або запам'ятовуючий пристрій 352) також програмується належними алгоритмами для приймання інформаційних сигналів від гігрометра 330 для вимірювання температури конденсації, для аналізу інформаційних сигналів, що надходять, для порівняння величин, представлених інформаційними сигналами, що надходять, із збереженими величинами і інтервалами, і для відслідковування часу, за який величини, представлені інформаційними сигналами, що надходять, дорівнюють або менші за збережені величини. Тип використовуваного центрального процесора CPU залежить від точних потреб системи, у яку він включений. Спосіб підготовки багатоцільової каністри (МРС) 20, завантаженої вологим відпрацьованим ядерним паливом (SNF) буде тепер описуватися згідно з варіантом виконання представленого винаходу. Спосіб буде описуватися по відношенню до сушильної системи 300 з Фіг. 4 для легкості опису і розуміння. Однак, спосіб не обмежується якоюсь спеціальною конструкцією або системою і може виконуватися іншими системами і/або пристроями. Контейнер 10, який містить каністру 20, завантажену відпрацьованим ядерним паливом (SNF), поміщають на ділянку завантаження після виймання з охолоджувального басейну/водоймища. Як обговорено вище, у цей час порожнину 21 каністри 20 заповнюють водою з басейну. Водяна маса випускається з порожнини 21 каністри 20 крізь належним чином розташовану дренажну систему. Не дивлячись на водяну масу, яка випускається з порожнини 21 каністри 20, внутрішня частина порожнини 21 і відпрацьоване ядерне паливо (SNF) все ще залишається вологим і потребує додаткового видалення вологи для довготривалого зберігання в сухому стані. Для подальшого сушіння порожнини 21 і відпрацьованого ядерного палива (SNF), використовують сушильну систему 300. Під час сушіння каністра 20 залишається в контейнері 10. Лінія 325 для подачі газу герметично з'єднана з впускним отвором 28 каністри 20, тоді як лінія 326 для випускання газу герметично з'єднана з випускним отвором 29 каністри 20. В результаті, формується замкнений контур, у якому порожнина 21 каністри 20 формує ділянку проточного контуру, коли клапани 321, 322 відкриті. В цей час, клапани 421, 422 перебувають у положенні, у якому вони закривають впускні і випускні лінії 371, 372 від лінії 345, таким чином, видаляючи вологопоглинальний модуль 370 з основного проточного контуру. Клапан 323 у цей час також закривається для уникнення викиду гелію. Після належного підключення сушильної системи 300 до каністри 20, оператор активує сушильну систему 300. Сушильна система 300 може активуватися вручну вмиканням обладнання або автоматичним чином - центральним процесором CPU 351. При активуванні автоматичним чином, оператор буде активувати сушильну систему 300, надсилаючи до системи команду активування в пристрій для введення інформації користувачем (не зображено), такий як клавіатура, комп'ютер, перемикач, кнопка або подібне, який в робочому режимі з'єднаний з центральним процесором CPU 351. При прийомі активувального сигналу, пов'язаного із системою, від пристрою для введення даних користувачем, центральний процесор CPU 351 надсилає відповідні активувальні сигнали до компонентів системи 300. Спершу відкривають клапани 321, 322. Потім відкривають клапан 323, таким чином, випускаючи стиснений гелій з гелієвого резервуару 30, який заповнює замкнений контур (який має лінію 325 для подачі газу, модуль 380 для попереднього нагрівання, каністру 20, лінію 326 для випускання газу, конденсаторний модуль 340 і рециркуляційну лінію 345). В цей момент вологопоглинальний модуль 370 не є частиною замкненого контуру. Однак, в альтернативному варіанті виконання, в цей час вологопоглинальний модуль 370 може бути частиною замкненого контуру для уникнення пізнішого перепаду тиску, коли його додають до контуру після Фази І сушіння. За цим сценарієм вологопоглинальний модуль 370 повинен видалятися з контуру після заповнення його гелієм і перед продовженням подачі газу для Фази І сушіння. Після заповнення бажаного замкненого контуру гелієм, клапан 323 закривається. Модуль 320 для циркуляції газу активується разом з модулем 280 для попереднього нагрівання і конденсаторним модулем 340, таким чином, подаючи газоподібний гелій крізь проточний контур. В результаті, починається Фаза І сушіння. Модуль 380 для попереднього нагрівання нагріває гелій перед надходженням його до каністри 20, а конденсаторний модуль 340 видаляє вологу з гелію, який виходить з каністри 20. Витрата газоподібного гелію, при проходженні крізь сушильну систему 300, контролюється або модулем 320 для циркуляції газу або клапаном для регулювання витрати. В одному варіанті виконання представленого винаходу, центральний процесор CPU 351 пропускає газоподібний гелій крізь каністру 20 з витратою, що становить приблизно 400 фунтів/год. Однак, винахід, 8 UA 99941 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 таким чином, не обмежується і можуть використовуватися інші витрати. Точна витрата потоку, яка використовується під час будь-якої особливої операції сушіння, буде визначатися від випадку до випадку на основі конструкції, беручи до уваги такі фактори як об'єм порожнини каністри, цільовий рівень сухості в порожнині каністри, початковий вміст вологи в порожнині каністри, вміст вологи в газоподібному гелії, утримуваному в резервуарі, бажана кількість заповнень об'єму каністри за годину і так далі. При активуванні, сухий газоподібний гелій протікає у вологу порожнину 21 каністри 20 крізь впускний отвір 28. При надходженні в порожнину 21, сухий газоподібний гелій поглинає воду з відпрацьованого ядерного палива (SNF) і внутрішніх поверхонь порожнини 21 у формі водяної пари. Газоподібний гелій, насичений вологою, потім виходить з порожнини 21 крізь випускний отвір 29. Якщо Фаза І сушіння контролюється гігрометром 330, то температура конденсації вологого газоподібного гелію, який виходить з порожнини 21, періодично вимірюється гігрометром 330. Коли гігрометр 330 вимірює температуру конденсації зволоженого газоподібного гелію, він генерує інформаційні сигнали, які вказують величини виміряної температури конденсації і передає ці інформаційні сигнали до центрального процесора CPU 351. Альтернативно, якщо Фаза І сушіння контролюється за допомогою накопичувача, з'єднаного з конденсатором, то гігрометр в цей час не потрібний і може вимикатися. Коли зволожений газоподібний гелій виходить з каністри 20, він надходить в конденсаторний модуль 340, який активований центральним процесором CPU 351. Зволожений газоподібний гелій, який виходить з каністри 20, сушиться в конденсаторному модулі 340 перед повторною подачею до модуля 380 для попереднього нагрівання по лінії 345. Рідка вода, відібрана з газоподібного гелію в конденсаторному модулі 340, випускається по лінії 341 в накопичувач вологи, де вона перевіряється для виявлення кінця Фази І сушіння. Потік гелію крізь контур продовжується до тих пір, доки не буде продовжуватися конденсація рідини конденсаторним модулем 340 (яка виявляється або припиненням накопичення рідини в накопичувані вологи або стійким зчитуванням гігрометром 330): Фаза І сушіння вважається завершеною. В цей час, клапани 421, 422 відкриваються так, що впускні і випускні лінії 371, 372 сполучаються потоком текучої субстанції з лінією 345, таким чином, додаючи вологопоглинальний модуль до ланцюга/контуру. Цим починається Фаза II сушіння - сушіння рециркулюючого струменя газоподібного гелію перед герметизацією каністри для відпрацьованого ядерного палива (SNF). Після додавання вологопоглинального модуля 370 до контуру для циркуляції газу, гелій продовжує подаватися як на Фазі І. Однак, гігрометр 330 тепер стає активним (якщо не був активним до цього) для визначення кінця Фази II сушіння. Під час Фази II, гігрометр 330 періодично вимірює температуру конденсації вологого газоподібного гелію, який виходить з порожнини 21. Коли гігрометр 330 вимірює температуру конденсації зволоженого газоподібного гелію, він генерує інформаційні сигнали, які вказують виміряні величини температури конденсації, і передає ці інформаційні сигнали до центрального процесора CPU 351. Під час прийому інформаційних сигналів, які вказують виміряні величини температури конденсації, центральний процесор CPU 351 порівнює виміряні величини з наперед встановленою величиною температури конденсації, яка зберігається в запам'ятовуючому середовищі 352. Наперед встановлену температуру конденсації вибирають, щоб вказувати достатню сухість внутрішньої частини порожнини 21 і відпрацьованого ядерного палива (SNF) для довготривалого зберігання. В одному варіанті виконання, наперед встановлену температуру конденсації вибирають для відповідності тиску пари в порожнині 21, який вказує прийнятний рівень сухості, як, наприклад, 3 Тори або менше. У таких варіантах виконання, наперед встановлена температура конденсації може вибиратися з використанням або експериментальних або змодельованих кореляцій. Ілюстративний варіант того, як вибирається наперед встановлена температура конденсації, описаний в публікації заявки на патент США № 2006/0272175А1, опублікованій 07.12.2006, винахідником в якій є Крішна П. Сінг. На цю заявку тут робиться посилання. Після порівняння центральним процесором CPU 351 виміряної температури конденсації з наперед встановленою температурою конденсації, центральний процесор CPU 351 потім визначає, чи виміряна температура конденсації менша за або дорівнює наперед встановленій температурі конденсації. Це порівняння виконується для кожного сигналу, прийнятого центральним процесором CPU 351. Якщо виміряна температура конденсації зволоженого газоподібного гелію, який виходить з каністри, перевищує наперед встановлену температуру конденсації, то центральний процесор CPU 351 буде продовжувати визначати, чи був активований таймер 353. Якщо таймер 353 активований, то центральний процесор CPU 351 деактивує таймер 353 і повертається до 9 UA 99941 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 прийому інформаційних сигналів для аналізу. Якщо таймер 353 не активований, то центральний процесор CPU 351 повертається до прийому даних. Кожен раз, коли виміряна температура конденсації зволоженого газоподібного гелію, який виходить з каністри, перевищує наперед встановлену температуру конденсації, то сушильна система 300 продовжує подавати сухий газоподібний гелій в та крізь порожнину 21 каністри 20, таким чином, продовжуючи Фазу II сушіння. Однак, якщо виміряна температура конденсації зволоженого газоподібного гелію, який виходить з каністри, дорівнює або нижча за наперед встановлену температуру конденсації, то центральний процесор CPU 351 буде активувати/запускати таймер 353. Таймер 470 програмується для роботи протягом наперед встановленого періоду часу. Вибір і ціль наперед встановленого часу буде обговорюватися детальніше нижче. Після активування таймера, центральний процесор CPU 351 починає визначати, чи таймер 353 пропрацював (тобто, чи закінчився наперед встановлений період часу) без прийому інформаційного сигналу, який вказує перевищення виміряною температурою конденсації наперед встановленої температури конденсації. Якщо відповідь є НІ, то центральний процесор CPU 351 повертається до початку і сушильна система 300 продовжує подавати газоподібний гелій крізь порожнину 21 каністри 20 і повторювати операції обговорених вище етапів до закінчення наперед встановленого періоду часу. Іншими словами, процес сушіння продовжується до тих пір, доки виміряна температура конденсації зволоженого газоподібного гелію, який виходить з каністри, не стане нижчою (або рівною) наперед встановленої температури конденсації, і залишатиметься такою протягом наперед встановленого періоду часу (без наступного перевищення наперед встановленої температури конденсації). Ставлячи вимогу, щоб виміряна температура конденсації зволоженого газоподібного гелію, який виходить з каністри, не тільки досягала, але й залишалась рівною або нижчою наперед визначеної температури конденсації протягом наперед визначеного періоду часу, гарантується, що порожнина 21 і відпрацьоване ядерне паливо (SNF) достатньо сухі в прийнятному діапазоні параметрів безпеки. Це разом із засобами для вибору наперед встановленого періоду часу повністю описується в публікації заявки на патент США № 2006/0272175А1, опублікованій 07.12.2006 і винахідником якої є Крішна П. Сінг. На цей документ тут робиться посилання. Після закінчення наперед встановленого періоду часу і коли виміряна температура конденсації залишається рівною або нижчою за наперед встановлену температуру конденсації протягом усього наперед встановленого періоду часу, центральний процесор CPU 351 генерує сигнали припинення роботи, які передаються до системи 300. При отриманні сигналів припинення роботи, модуль 320 для циркуляції газу деактивується і потік газоподібного гелію крізь сушильну систему припиняється. Клапани 321, 322 закриваються. Центральний процесор CPU 351 генерує і передає сигнал активування до сигналізації 370. При прийомі сигналу активування, активується сигналізація 370. В залежності від типу пристрою, який використовується як сигналізація 370, відповідь сигналізації 370 на сигнал активування може сильно змінюватися. Однак, бажано, щоб відповідь сигналізації 370 була деяким типом аудіо- і/або відеосигналу, який буде повідомляти оператору, що каністра 20 суха. Наприклад, активування сигналізації 370 може генерувати звук, відображати візуальне представлення на комп'ютерному екрані, підсвічувати світлодіод або інше джерело світла і так далі. При інформуванні сигналізацією 370, що порожнина 21 каністри 20 і відпрацьоване ядерне паливо (SNF) достатньо сухі, оператор від'єднує сушильну систему від каністри 20 і герметизує каністру 20 для зберігання. Тепер на Фіг. 5 бачимо систему 500 сушіння примусовою дегідратацією газу (FGD) згідно з другим варіантом виконання представленого винаходу. Система 500 сушіння примусовою дегідратацією газу (FGD) подібна до системи 100 сушіння примусовою дегідратацією газу (FGD), обговореної вище щодо конструкції і функціонування. Для уникнення хаосу, будуть обговорюватися тільки ті аспекти системи 500 сушіння примусовою дегідратацією газу (FGD) (і її функціонування), які відрізняються від системи 100 сушіння примусовою дегідратацією газу (FGD). Система сушіння 500 примусовою дегідратацією газу (FGD) по суті заміняє вологопоглинальний модуль 370 системи 100 сушіння примусовою дегідратацією газу (FGD) вакуумним модулем 400, який може бути традиційним вакуумним насосом. Вакуумний модуль 400 розташований внизу по ходу технологічної лінії від клапана 321 і зверху по ходу технологічного лінії від каністри 20. Вакуумний модуль 400 в робочому стані з'єднаний з проточним контуром і з'єднується та роз'єднується за допомогою клапана 423. 10 UA 99941 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 При використанні системи 500 сушіння примусовою дегідратацією газу (FGD), виконується Фаза І сушіння каністри 200 по суті способом, ідентичним описаному вище для системи 100 сушіння примусовою дегідратацією газу (FGD), у якій вакуумний модуль ізольований від контуру для циркуляції газу скоріше а ніж вологопоглинальний модуль. Хоча система 500 сушіння примусовою дегідратацією газу (FGD) використовує вакуум для виконання Фази II сушіння, вона перешкоджає нагріванню плакування відпрацьованого ядерного палива (SNF) до неприйнятних температур, що можуть порушити цілісність паливного плакування. У вакуумних системах попереднього рівня техніки, для видалення рідкої води з каністри для відпрацьованого ядерного палива (SNF), каністра повинна утримуватися за умов низького вакууму протягом довгого періоду часу, тоді як рідка вода випарюється. Довгий період часу, коли паливо оточене майже вакуумом, перешкоджає відведенню тепла, яке виділяється, з самого палива. Однак, в системі 500 сушіння примусовою дегідратацією газу (FGD) (і спосіб), час, за який в каністрі 20 створюється вакуум, є дуже коротким порівняно з традиційними способами. Система 500 сушіння примусовою дегідратацією газу (FGD) проходить Фазу І сушіння, доки не видалиться уся рідка вода, як обговорено вище. Циркулюючий газоподібний гелій утримує елементи відпрацьованого ядерного палива (SNF) при відносно низькій температурі під час цього процесу. Гігрометр 330 системи 500 сушіння примусовою дегідратацією газу (FGD) є виключно необов'язковим, оскільки він використовується тільки для визначення завершення Фази І сушіння. Він не використовується під час Фази II. Після завершення Фази І системою 500 сушіння примусовою дегідратацією газу (FGD), клапани 321, 322 закриваються. Клапан 423 відкривається і вакуумний модуль 400 активується, таким чином, створюючи тиск, нижчий атмосферного, в порожнині 21. Вакуумний модуль 400 переважно спорожнює порожнину 21 і утримує тиск в ній меншим за 3 тори протягом 30 хвилин для перевірки сухості. Після завершення цього періоду часу, порожнину знову заповнюють інертним газом належною маніпуляцією клапанами. Оскільки в каністрі 20 відсутня залишкова рідка вода після Фази І, то порожнина 21 каністри швидко спорожнюється (за 30 хвилин або менше) до тиску пари, нижчого 3 Тори, без проблем, пов'язаних з надлишком водяного пару, який наповнює вакуумну систему. Таким чином, часовий період перебування за умов низького вакууму може становити менше ніж 2 години і, тому, перешкоджає появі неприйнятно високих температур на паливному плакуванні. Вищенаведена дискусія розкриває і просто описує ілюстративні варіанти виконання представленого винаходу. Як це буде зрозумілим фахівцям у цій галузі, винахід може втілюватися в інших спеціальних формах без виходу за рамки винаходу або за його суттєві характеристики. Точніше, в деяких варіантах виконання, спосіб сушіння винаходу може реалізовуватися вручну. В такому варіанті виконання, насоси і усе інше обладнання буде активуватися/контролюватися вручну. Зчитування гігрометра і накопичувач може візуально оглядати оператор і часова послідовність операцій може виконуватися вручну. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 1. Спосіб підготовки каністри, яка має порожнину, завантажену вологими радіоактивними елементами, для зберігання в сухому стані, у якому: (a) надають систему для циркуляції газу, яка має конденсаторний модуль, вологопоглинальний модуль і модуль для циркуляції газу; (b) з'єднують систему для циркуляції газу з каністрою для формування загерметизованого замкненого контуру, який включає порожнину; (c) заповнюють загерметизований замкнений контур хімічно неактивним газом; (d) пропускають хімічно неактивний газ крізь загерметизований замкнений контур, доки конденсаторний модуль не припинить видаляти значні кількості води з циркулюючого хімічно неактивного газу, при цьому на етапі (d) вологопоглинальний модуль герметизується від загерметизованого замкненого контуру; і (е) додають вологопоглинальний модуль до загерметизованого замкненого контуру і продовжують пропускати хімічно неактивний газ крізь загерметизований замкнений контур, при цьому вологопоглинальний модуль сушить циркулюючий хімічно неактивний газ. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що у ньому додатково: продовжують виконання етапу e) доти, доки не одержиться бажаний тиск пари в порожнині каністри. 3. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що у ньому додатково: 11 UA 99941 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 (f) періодично вимірюють температуру конденсації циркулюючого хімічно неактивного газу при виході його з порожнини на етапі е); і (g) коли виміряна температура конденсації циркулюючого хімічно неактивного газу, який виходить з порожнини, дорівнює або нижча за наперед встановлену температуру конденсації протягом наперед визначеного періоду часу, припиняють потік хімічно неактивного газу і герметизують порожнину. 4. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що у ньому визначають, чи конденсаторний модуль більше не видаляє значні кількості води з циркулюючого хімічно неактивного газу шляхом контролю накопичувача вологи. 5. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що у ньому на етапі d) визначають, чи конденсаторний модуль більше не видаляє значні кількості води шляхом вимірювання температури конденсації циркулюючого хімічно неактивного газу, який виходить з порожнини. 6. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що додавання вологопоглинального модуля до загерметизованого замкненого контуру на етапі e) здійснюють оперуванням двома триканальними клапанами. 7. Система для підготовки каністри, яка має порожнину, завантажену радіоактивними елементами, для зберігання в сухому стані, яка має: систему для циркуляції газу, яка має конденсаторний модуль, вологопоглинальний модуль і модуль для циркуляції газу; при цьому система для циркуляції газу пристосована до формування загерметизованого замкненого контуру, коли вона в робочому режимі з'єднана з порожниною каністри, яку готують для зберігання в сухому стані; і засоби для додавання і видалення вологопоглинального модуля як частини загерметизованого замкненого контуру. 8. Система за п. 7, яка відрізняється тим, що засоби для додавання і видалення вологопоглинального модуля містять два триканальні клапани. 9. Система за п. 7, яка відрізняється тим, що додатково має засоби для вимірювання температури конденсації, розташовані зверху по ходу технологічної лінії від конденсаторного модуля і внизу по ходу технологічної лінії від порожнини. 10. Система за п. 9, яка відрізняється тим, що додатково має контролер, з'єднаний в робочому режимі із засобом для вимірювання температури конденсації, при цьому засіб для вимірювання температури конденсації пристосований до генерування сигналів, які вказують виміряну температуру конденсації хімічно неактивного газу, і виконаний із здатністю передачі сигналів до контролера, і, при цьому, контролер пристосований до аналізу сигналів, і при виявленні того, що сигнали вказують, що виміряна температура конденсації дорівнює або нижча за наперед встановлену температуру конденсації протягом наперед визначеного періоду часу, контролер додатково пристосований до (1) припинення подачі хімічно неактивного газу крізь порожнину і/або (2) до активування засобу для інформування про сухість порожнини. 11. Система за п. 7, яка відрізняється тим, що додатково містить резервуар для хімічно неактивного газу високого тиску, герметично з'єднаний з системою для циркуляції газу, при цьому клапан розташований між резервуаром для хімічно неактивного газу і системою для циркуляції газу. 12. Система за п. 7, яка відрізняється тим, що додатково має контролер, з'єднаний в робочому стані із засобами для додавання і видалення вологопоглинального модуля, причому контролер пристосований до додавання вологопоглинального модуля як частини загерметизованого замкненого контуру, який виконаний із здатністю визначення, чи конденсаторний модуль більше не видаляє значні кількості води під час роботи. 13. Спосіб підготовки каністри, яка має порожнину, завантажену вологими радіоактивними елементами, для зберігання в сухому стані, у якому: (а) надають систему для циркуляції газу, яка має конденсаторний модуль, вакуумний модуль і модуль для циркуляції газу; (b) з'єднують систему для циркуляції газу з каністрою для формування загерметизованого замкненого контуру, який включає порожнину; (c) заповнюють загерметизований замкнений контур хімічно неактивним газом; (d) пропускають хімічно неактивний газ крізь загерметизований замкнений контур доти, доки конденсаторний модуль не припинить видаляти значні кількості води з циркулюючого хімічно неактивного газу, причому на етапі (d), вакуумний модуль герметизують від загерметизованого замкненого контуру; (е) припиняють подачу хімічно неактивного газу крізь загерметизований замкнений контур; 12 UA 99941 C2 5 10 (f) герметично з'єднують вакуумний модуль з порожниною і герметично ізолюють порожнину та вакуумний модуль; і (g) в порожнині створюють вакуум за допомогою вакуумного модуля для створення в порожнині тиску, нижчого за атмосферний, доти, доки не буде досягнуто бажаного тиску пари в порожнині каністри. 14. Спосіб за п. 13, який відрізняється тим, що у ньому додатково: (h) повторно заповнюють порожнину сухим хімічно неактивним газом; і (і) герметизують порожнину. 15. Спосіб за п. 13, який відрізняється тим, що у ньому визначають, чи конденсаторний модуль більше не видаляє значні кількості води з циркулюючого хімічно неактивного газу шляхом контролю накопичувача вологи. 16. Спосіб за п. 13, який відрізняється тим, що у ньому на етапі d) визначають, чи конденсаторний модуль більше не видаляє значні кількості води шляхом вимірювання температури конденсації циркулюючого хімічно неактивного газу, який виходить з порожнини. 13 UA 99941 C2 14 UA 99941 C2 Комп’ютерна верстка М. Ломалова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 15