JP2014190859A

JP2014190859A - スラッジ遮断装置およびスラッジ遮断方法

Info

Publication number: JP2014190859A
Application number: JP2013067092A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Gunji; 智郡司; Hironori Kumanomido; 宏徳熊埜御堂; Taemi Sato; 妙美佐藤
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2013-03-27
Filing date: 2013-03-27
Publication date: 2014-10-06

Abstract

【課題】簡素化された構造で核燃料物質を含むスラッジの臨界および広範囲への散逸を防止するスラッジ遮断装置およびスラッジ遮断方法を提供する。
【解決手段】スラッジ遮断装置１０Ａは、核燃料物質を含むスラッジ１１が液体中に沈積している容器１２に沈められて容器１２の底部に設置される支持部材と、支持部材に支持されるとともに液相と固相の界面１４の近傍に配置される仕切手段１５ａと、界面１４を覆うように仕切手段１５ａを動作させる動作手段１６ａと、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、沈積した核燃料物質を含むスラッジを遮断するスラッジ遮断装置およびスラッジ遮断方法に関する。

原子力発電施設の事故処理をする場合、スラッジとしてタービン建屋の内部などに沈積する核燃料物質を含む物質を外部に排出する場合がある。核燃料物質を含む物質を取り扱う際は、常に、臨界に至る条件を成立させないよう機器設計および取扱いをすることで未臨界を担保する必要がある（例えば、特許文献１または特許文献２）。

核燃料物質を含む未臨界の体系がどの程度臨界に近いかを示す指標として、（１）式で表わされる中性子実効増倍率ｋ_effが挙げられる。
ｋ_eff＝ｋ_∞／（１＋Ｍ^２Ｂ^２）（１）
ここでｋ_∞は中性子無限増倍率、Ｂ^２は沈積するスラッジの厚さなどの形状・寸法で決まるバックリング、Ｍ^２は液体中の核燃料物質の濃度などで決まる中性子移動面積である。

（１）式で与えられる中性子実効増倍率ｋ_effが臨界の１を十分下回るよう、中性子移動面積Ｍ^２およびバックリングＢ^２を管理することで臨界管理を行う。（例えば、特許文献１）。
（１）式でｋ_eff＜１とし、類似の系に対する推定臨界下限増倍率をｋ_Ｌ（＜１）として（２）式を得る。
Ｂ^２＞（ｋ_∞／ｋ_Ｌ−１）／Ｍ^２（２）

ある定まった中性子移動面積Ｍ^２に対しては、（２）式が担保されるようなバックリングＢ^２を与えることで、体系形状による臨界管理を行う。
つまり、核燃料物質を含むスラッジは、一般廃水に沈積する汚泥とは異なり（例えば、特許文献３または特許文献４）、（２）式を満たすよう厳密な臨界管理がされて排出または貯蔵などがされなければならない。

特開２００８−２８６５２９号公報特開２００５−１０６６１１号公報特開２００１−１３７８３５号公報公開昭６１−７１８９４号公報

上述のように、核燃料物質を含むスラッジは、例えば、排出の際に臨界に達してしまわないよう、その厚さを一定以下に保って排出される必要がある。

また、スラッジが臨界に達しなくても、液体を回収する際、スラッジが散逸して液体とともに回収されると、回収した液体についても引き続き臨界管理をする負担が生じる。回収の後の臨界管理の負担を低減するには、回収管に設置されてスラッジを多量に含む液体からスラッジを分離する手段を複数付加しなければならないという課題があった。

本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、簡素化された構造で核燃料物質を含むスラッジの臨界および広範囲への散逸を防止するスラッジ遮断装置およびスラッジ遮断方法を提供することを目的とする。

本発明にかかるスラッジ遮断装置は、核燃料物質を含むスラッジが液体中に沈積している容器に沈められて前記容器の底部に設置される支持部材と、前記支持部材に支持されるとともに液相と固相の界面の近傍に配置される仕切手段と、前記界面を覆うように前記仕切手段を動作させる動作手段と、を備えるものである。

本発明により、簡素化された構造で核燃料物質を含むスラッジの臨界および広範囲への散逸を防止するスラッジ遮断装置およびスラッジ遮断方法が提供される。

第１実施形態にかかるスラッジ遮断装置を容器に設置する様子を示す概略図。（Ａ）は第１実施形態にかかるスラッジ遮断装置を設置した容器の断面図、（Ｂ）は図２（Ａ）のスラッジ遮断装置でスラッジを遮断した状態を示す図。水対ウランの体積比に対する中性子実効増倍率の変化を示す概略図。（Ａ）は第１実施形態のスラッジ遮断装置の変形例を示す図，（Ｂ）は第１実施形態のスラッジ遮断装置の変形例を示す図。第１実施形態のスラッジ遮断装置の変形例を示す図。（Ａ）は第２実施形態にかかるスラッジ遮断装置を設置した容器の断面図、（Ｂ）は第２実施形態のスラッジ遮断装置でスラッジを遮断した状態を示す図。（Ａ）は第２実施形態のスラッジ遮断装置の変形例を示す図、（Ｂ）は図７（Ａ）のスラッジ遮断装置でスラッジを遮断した状態を示す図。（Ａ）は第３実施形態にかかるスラッジ遮断装置の斜視図、（Ｂ）は第３実施形態のスラッジ遮断装置の変形例を示す図。（Ａ）は第４実施形態にかかるスラッジ遮断装置を設置した容器の断面図、（Ｂ）は第４実施形態のスラッジ遮断装置の変形例を示す図。第５実施形態にかかるスラッジ遮断装置の斜視図。（Ａ）は第６実施形態にかかるスラッジ遮断装置を設置した容器の断面図、（Ｂ）は第６実施形態のスラッジ遮断装置でスラッジを遮断した状態を示す図。各実施形態にかかるスラッジ遮断装置を容器に複数敷き詰めた上面図。各実施形態にかかるスラッジ遮断装置の動作手順を示すフローチャート。

以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
図１は、第１実施形態にかかるスラッジ遮断装置１０Ａ（１０）を容器１２に設置する様子を示す概略図である。

各実施形態にかかるスラッジ遮断装置１０Ａは、核燃料が破損して液体とともに流動し沈積しうるスラッジ１１（図２）となって沈積している原子力発電施設内の各所に適用される。
すなわち、容器１２は、例えば、復水器などのタービン建屋の各種設備、原子炉建屋の各種設備または建屋そのものなどであり、その形状は多様である。

（第１実施形態）
図２は、図２（Ａ）は第１実施形態にかかるスラッジ遮断装置１０Ａを設置した容器１２の断面図であり、図２（Ｂ）は図２（Ａ）のスラッジ遮断装置１０Ａでスラッジ１１を遮断した状態を示す図である。

第１実施形態にかかるスラッジ遮断装置１０Ａは、図１または図２に示すように、核燃料物質を含むスラッジ１１が液体中に容器１２に沈められて容器１２の底部に設置される支持部材１３ａ（１３）と、支持部材１３ａに支持されるとともに液相と固相の界面１４の近傍に配置される仕切手段１５ａ（１５）と、界面１４を覆うように仕切手段１５ａを動作させる動作手段１６ａ（１６）と、を備える。

さらに、第１実施形態にかかるスラッジ遮断装置１０Ａは、開口部２４からスラッジ１１を容器１２の外部に排出する排出管２０と、スラッジ１１を希釈する希釈液または中性子吸収体溶液をスラッジ１１に添加する添加管２２と、仕切手段１５ａでスラッジ１１を覆った後に仕切手段１５ａの上部の液体を回収する回収管２３と、を備える。
なお、図２（Ａ），（Ｂ）において、支持部材１３ａは省略してある。

支持部材１３ａは、核燃料物質を含むスラッジ１１が液体中に沈積している容器１２に沈められ（図１のＡ方向）、スラッジ１１の近傍に設置される。

ここで、図３は、水対ウランの体積比に対する中性子実効増倍率ｋ_effの変化を示す概略図である。
図３に示されるように、中性子実効増倍率ｋ_effは水対ウランの体積比に対して上に凸の相関を持つ。

つまり、スラッジ１１の全体量が変化しなくても、スラッジ１１の厚さが増加すると臨界に近づくということである。一方、例えば、スラッジ１１は、燃料濃縮度が５ｗｔ％以下の場合、広範囲に１０ｃｍ程度以下の厚さで沈積しているときは、沈積する範囲が広範であっても臨界に達しない。すなわち、核燃料物質を含むスラッジ１１は、一般廃水に沈積する汚泥とは異なり、臨界に達しないようその厚さが臨界管理される必要がある。

そこで、支持部材１３ａは、スラッジ１１が沈積する底面からの仕切手段１５ａの距離を調整する脚部１８を備える。そして、界面１４から仕切手段１５ａまでの距離ｄが、スラッジ１１の濃度および厚さに応じて前記（２）式に基づく検討で定まる範囲で調節される。脚部１８の長さは自由に決められ、仕切手段１５ａに界面１４が達してもスラッジ１１の厚さが十分に臨界を下回るように調整される。

仕切手段１５ａは、支持部材１３ａに支持されるとともに液相と固相の界面１４の近傍に配置される。第１実施形態においては、仕切手段１５ａは、図１および図２（Ａ），（Ｂ）に示されるように分割された仕切板である。

仕切手段１５ａは、例えば、ヒンジなどの動作手段１６ａによって一辺を回転可能に２枚ずつ固定され、他辺をピンチなどの留具１９で挟まれて畳まれた状態で設置される。
なお、仕切手段１５ａまたは支持部材１３ａの少なくとも一部は、中性子吸収体を含む材質からなると、有効にスラッジ１１の臨界を防止できる。

例えば、仕切手段１５ａを中性子吸収体であるホウ素系の化合物を含むステンレスとする方法や、仕切手段１５ａの表面にホウ素系の化合物を含む塗料またはシールで被覆する方法がある。なお、中性子吸収体の角材をスラッジ１１の近傍に沈設してもよい。

動作手段１６ａは、例えばヒンジであり、仕切手段１５ａを支持部材１３ａに連結し、界面１４を覆うように仕切手段１５ａを動作させる。支持部材１３ａを設置した後、留具１９をはずすと、仕切手段１５ａの重さで動作手段１６ａが回転して開き、図２（Ｂ）に示されるように界面１４を覆う。

図４（Ａ），（Ｂ）はいずれも、第１実施形態のスラッジ遮断装置１０Ａの変形例を示す図である。なお、図４以降の各図では、添加管２２、添加槽２６および支持部材１３ａが適宜省略されている。

動作手段１６ａによる仕切手段１５ａの固定の仕方は、必ずしも２枚を一組とする必要はなく、図４（Ａ）に示すように、幅の広い仕切手段１５ａを１枚固定することもできる。また、図４（Ｂ）に示すように、仕切手段１５ａの中央を固定してもよい。いずれの場合も、動作手段１６ａによる回転の後には、仕切手段１５ａは図２（Ｂ）のように界面１４を覆う配置となり、スラッジ１１の散逸を防止する。

また、図５も、第１実施形態のスラッジ遮断装置１０Ａの変形例を示す図である。図５に示されるように、仕切手段１５ａを支持部材１３ａに連結する動作手段１６ａ_ｓ（１６ａ）のほかに、仕切手段１５ａを他の仕切手段１５ａに連結する動作手段１６ａ_ｔ（１６ａ）で仕切手段１５ａに動作を付与してもよい。

動作手段１６ａ_ｔをさらに複数備え、連結される仕切手段１５ａの数を増加させることもできる。図５においても、設置の後に仕切手段１５ａを留める留具１９（図１）が外され、仕切手段１５ａの自重により動作手段１６ａが回転し、仕切手段１５ａが界面１４を覆う。

排出管２０は、開口部２４からスラッジ１１を容器１２の外部に排出する。排出管２０は、液体の上部から容器１２の底面に向けて沈められてもよいし、スラッジ１１付近の容器１２の側面に穴をあけて挿入されてもよい。
なお、排出管２０をスラッジ遮断装置１０Ａの一部として予め備えさせると、仕切手段１５ａおよび排出管２０の形状を互いに調整でき、スラッジ１１を遮断する効率が上げられる。

添加管２２は、添加槽２６に貯蔵された中性子吸収体溶液またはスラッジ１１を希釈する希釈液をスラッジ１１に添加する。水などの希釈液および五ホウ酸ナトリウムに代表されるホウ素系やガドリニウム系などの中性子吸収体溶液のいずれも、遮断したスラッジ１１の臨界の防止のために添加される。
なお、スラッジ１１は必ずしも、容器１２の外部に排出される必要はなく、遮断の後に、容器１２に貯蔵されたまま臨界管理されてもよい。

中性子吸収体溶液の添加により（１）式の中性子無限増倍率ｋ_∞を小さくできる。また、希釈液を添加することで、液体の外部へ排出した後のスラッジ１１の管理が容易となる。ただし、希釈液の添加は実効増倍率ｋ_effを増加させることに寄与することもある。よって、スラッジ１１の濃度が十分低いことがわかっており、濃度管理もする場合に希釈液が添加できる。

回収管２３は、仕切手段１５ａでスラッジ１１を覆った後に、仕切手段１５ａの上部の液体を回収する。回収管２３の浸水している開口端にはストレーナまたはフィルタなどの除去手段２５が装着され、不純物を除去しながら回収する。

次に第１実施形態にかかるスラッジ遮断装置１０Ａの動作手順を図１３を用いて説明する。図１３は各実施形態にかかるスラッジ遮断装置１０Ａの動作手順を示すフローチャートである。

まず、支持部材１３ａの脚部１８を調節して距離ｄを変数に含むバックリングＢ^２が（２）式を満たしてスラッジ１１が臨界に達しない長さに調節する（ステップＳ１０）。すなわち、脚部１８は、仕切手段１５ａに界面１４が達してもスラッジ１１の厚さが十分に臨界を下回るように調整される。

次に、仕切手段１５ａを畳んだ状態で支持部材１３ａをスラッジ１１の近傍に設置する（ステップＳ１１）。なお、支持部材１３ａの設置の後に脚部１８の長さを調節してもよい。すると、仕切手段１５ａが界面１４の近傍に配置されることになる（ステップＳ１２）。
そして、留具１９を外し、仕切手段１５ａを動作させて界面１４を覆う（ステップＳ１３）。

次に、添加管２２で希釈液または中性子吸収体溶液をスラッジ１１に添加する（ステップＳ１４）。そして、スラッジ１１を排出管２０で容器１２の外部に排出する（ステップＳ１５）。また、仕切手段１５ａの上部に溜まっている液体を回収管２３で回収する（ステップＳ１６）。
なお、液体の回収およびスラッジ１１の排出は同時であってもどちらかが先であってもよい。また、状況に応じて、スラッジ１１は、容器１２の外部に排出されずに、容器１２に貯蔵されたまま臨界管理されてもよい。

以上のように、第１実施形態にかかるスラッジ遮断装置１０Ａによれば、簡素化された構造で核燃料物質を含むスラッジ１１の臨界および広範囲への散逸を防止することができる。さらに、仕切手段１５ａの上部に貯められた液体へのスラッジ１１の混入を低減させることで、回収される液体の核燃料物質の臨界管理が容易になる。

（第２実施形態）
図６（Ａ）は第２実施形態にかかるスラッジ遮断装置１０Ｂ（１０）を設置した容器１２の断面図であり、図６（Ｂ）は図６（Ａ）のスラッジ遮断装置１０Ｂでスラッジ１１を遮断した状態を示す図である。

第２実施形態にかかるスラッジ遮断装置１０Ｂは、図６（Ａ），（Ｂ）に示されるように、第１実施形態において、重なり合う仕切手段１５ｂ（１５）どうしがその面上でスライドするものに替わり、動作手段１６ｂ（１６）はこの仕切手段１５ｂどうしを一定の範囲でスライドさせる機構となる。

動作手段１６ｂは、例えば、２枚の仕切手段１５ｂ（１５ｂ_ｓ，１５ｂ_ｔ）の組で、上側の仕切手段１５ｂ_ｓと下側の仕切手段１５ｂ_ｔの板面上に互いに緩やかに噛みあうように設けられた凹凸である。そして接続された駆動部（図示せず）により、仕切手段１５ｂ_ｓは仕切手段１５ｂ_ｔの板面上をスライドして、図６（Ｂ）に示すようにスラッジ１１を遮断する。

動作手段１６ｂは、下側の仕切手段１５ｂ_ｔの板面上に敷かれたレールと上側の仕切手段１５ｂ_ｓにつけられてこのレール上を転がるタイヤのようなものであってもよい。
なお、動作手段１６ｂは、上側の仕切手段１５ｂ_ｓが下側の仕切手段１５ｂ_ｔから外れることなく互いの板面を滑らかにスライドできれば、これらの例に限定されない。

図７（Ａ）は第２実施形態のスラッジ遮断装置１０Ｂの変形例を示す図であり、図７（Ｂ）は図７（Ａ）のスラッジ遮断装置１０Ｂでスラッジ１１を遮断した状態を示す図である。動作手段１６ｂは、各仕切手段１５ｂの上下に設けられ、図７（Ａ），（Ｂ）に示されるように、１箇所に重ねられた仕切手段１５ｂを界面１４の全体に広げて覆うようなものでもよい。

なお、動作手段１６ｂが仕切手段１５ｂどうしをその板面上でスライドさせるものであること以外は、第２実施形態は第１実施形態と同様の構造および動作手順となるので、重複する説明を省略する。図面においても、共通の構成または機能を有する部分は同一符号で示し、重複する説明を省略する。

このように、第２実施形態にかかるスラッジ遮断装置１０Ｂによれば、簡素化された構造で核燃料物質を含むスラッジ１１の臨界および広範囲への散逸を防止することができる。さらに、仕切手段１５ｂの上部に貯められた液体へのスラッジ１１の混入を低減させることで、回収される液体の核燃料物質の臨界管理が容易になる。

（第３実施形態）
図８（Ａ）は第３実施形態にかかるスラッジ遮断装置１０Ｃ（１０）の斜視図である。第３実施形態にかかるスラッジ遮断装置１０Ｃは、図８（Ａ）に示されるように、仕切手段１５ｃ（１５）は、可撓性を有するシートであり、動作手段１６ｃ（１６）は、シートを巻きつけるローラである。

図中右側の支持部材１３ｂ_ｓ（１３ｂ）は動作手段１６ｃを支持する支持部材１３ｂ_ｔ（１３ｂ）に重ねられて液体中に設置される。設置の後、接続される駆動部（図示せず）により、右側の支持部材１３ｂ_ｓは図中のＢ方向へ引かれる。動作手段１６ｃに巻きつけられた仕切手段１５ｃは、支持部材１３ｂ_ｓとともにＢ方向に引かれてスラッジ１１を覆う。
仕切手段１５ｃが可撓性を有するシートであり、支持部材１３ｂ_ｓが可動であることにより、スラッジ１１または容器１２の形状にスラッジ遮断装置１０Ｃを変形できる。

なお、仕切手段１５ｃが可撓性を有するシートであること、動作手段１６ｃがローラであることおよび支持部材１３ｂが可動であること以外は、第３実施形態は第１実施形態と同様の構造および動作手順となるので、重複する説明を省略する。図面においても、共通の構成または機能を有する部分は同一符号で示し、重複する説明を省略する。

図８（Ｂ）は第３実施形態のスラッジ遮断装置１０Ｃの変形例を示す図である。図８（Ｂ）に示すように、支持部材１３ｃ（１３）の形状は固定され、仕切手段１５ｃに設けられた牽引手段２８を引くことで仕切手段１５ｃはＢ方向にひかれ、スラッジ１１の界面１４を覆ってもよい。

このように、第３実施形態にかかるスラッジ遮断装置１０Ｃによれば、核燃料物質を含むスラッジ１１の臨界および広範囲への散逸を防止することができる。さらに、仕切手段１５ｃの上部に貯められた液体へのスラッジ１１の混入を低減させることで、回収される液体の核燃料物質の臨界管理が容易になる。

（第４実施形態）
図９（Ａ）は第４実施形態にかかるスラッジ遮断装置１０Ｄ（１０）を設置した容器１２の断面図である。第４実施形態にかかるスラッジ遮断装置１０Ｄは、第１実施形態において、仕切手段１５ｄ（１５）は、沈降してくるスラッジ１１を仕切手段１５ｄの底面側に沈積させるとともにその逆流を抑止する逆止手段２１を備える。

仕切手段１５ｄの配置の際に未だスラッジ１１が沈降してくる場合は、スラッジ１１を完全に覆うと、仕切手段１５ｄの上面にスラッジ１１が沈積してしまう。すると、スラッジ１１を遮断したことにはならず、液体の回収の際などにスラッジ１１が散逸し、または臨界を超えてしまう。

そこで、図９（Ａ）に示されるように、仕切手段１５ｄを緩やかに曲げて仕切手段１５ｄどうしを接触させずに重ならせて逆止手段２１とし、沈降してくるスラッジ１１が仕切手段１５ｄに沈積することを防ぐ。その一方で、仕切手段１５ｄの底面側に沈積したスラッジ１１が逆流して散逸することを防ぐ。

図９（Ｂ）は第４実施形態のスラッジ遮断装置１０Ｄの変形例を示す図である。図９（Ｂ）に示されるように、仕切手段１５ｄの端部に弾力性をもたせて逆止手段２１とし、スラッジ１１の重さにより端部が撓んでできる隙間からスラッジ１１を底面側に沈積させてもよい。

逆止手段２１は、その他従来各種のものが知られており、これらのうち任意のものを使用することができる。なお、第１実施形態に限らず、各実施形態において、逆止手段２１を備えることができる。また、図９（Ａ），（Ｂ）においては、仕切手段１５ｄの一部に逆止手段２１を備えた仕切手段１５ｄを記載しているが、仕切手段１５の全部を仕切手段１５ｄとしてもよい。

なお、仕切手段１５ｄが逆止手段２１を備えること以外は、第３実施形態は第１実施形態と同様の構造および動作手順となるので、重複する説明を省略する。図面においても、共通の構成または機能を有する部分は同一符号で示し、重複する説明を省略する。

このように、仕切手段１５ｄが逆止手段２１を備えることで、スラッジ１１が未だ沈降してくる場合でも、仕切手段１５ｄに沈積することを防止するとともに沈積したスラッジ１１が散逸すること防止することができる。

このように、第４実施形態にかかるスラッジ遮断装置１０Ｄによれば、簡素化された構造で核燃料物質を含むスラッジ１１の臨界および広範囲への散逸を防止することができる。さらに、仕切手段１５ｄの上部に貯められた液体へのスラッジ１１の混入を低減させることで、回収される液体の核燃料物質の臨界管理が容易になる。

（第５実施形態）
図１０は、第５実施形態にかかるスラッジ遮断装置１０Ｅ（１０）の斜視図である。第５実施形態にかかるスラッジ遮断装置１０Ｅは、図１０に示されるように、仕切手段１５ｅ（１５）は、動作手段１６ｄ（１６）により、第１実施形態の仕切手段１５ａどうしが幅方向に連結されて一方向にのみに可撓性を有する一方向可撓シートとなる。

仕切手段１５ｅは、支持部材１３ｄ（１３）の一側面に平行に収納されてスラッジ１１の近傍に設置される。設置の後、仕切手段１５ｅが自重により図中のＢ方向に滑り込むのを防止するストッパ（図示せず）が外され、仕切手段１５ｅは支持部材１３ｄの形状に沿って滑り込む。
なお、仕切手段１５ｅが、支持部材１３ｄの他側面まで滑り込むように脚部１８の長さを変え、支持部材１３ｄにスラッジ１１の界面１４を下回らない程度に傾きを持たせてもよい。

なお、仕切手段１５ｅが一方向可撓シートであること以外は、第５実施形態は第１実施形態と同様の構造および動作手順となるので、重複する説明を省略する。図面においても、共通の構成または機能を有する部分は同一符号で示し、重複する説明を省略する。

このように、仕切手段１５ｅが自重でスラッジ１１を覆うように配置されることにより、仕切手段１５ｅに動力を付与する駆動部を不要とすることができる。

以上のように、第５実施形態にかかるスラッジ遮断装置１０Ｅによれば、核燃料物質を含むスラッジ１１の臨界および広範囲への散逸を防止することができる。さらに、仕切手段１５ｅの上部に貯められた液体へのスラッジ１１の混入を低減させることで、回収される液体の核燃料物質の臨界管理が容易になる。

（第６実施形態）
図１１は、図１１（Ａ）は第６実施形態にかかるスラッジ遮断装置１０Ｆ（１０）を設置した容器１２の断面図、図１１（Ｂ）は第６実施形態にかかるスラッジ遮断装置１０Ｆでスラッジ１１を遮断した状態を示す図である。

図１１（Ａ）に示されるように、第６実施形態にかかるスラッジ遮断装置１０Ｆは、第１実施形態から第４実施形態で示された仕切手段１５（１５ａ〜１５ｅ）が、上下方向に複数段配置される。容器１２またはスラッジ１１の形状に合わせて各段で仕切手段１５の種類が選択されて組み合わせられる。１段の仕切手段１５でスラッジ１１を十分に遮断できない場合でも、仕切手段１５が複数段配置されることにより、スラッジ遮断装置１０Ｆの全体で十分な遮断が可能となる。

さらに、例えば、遮断性が高い一方で配置の際にスラッジ１１を舞い上げてしまう仕切手段１５を、先にスラッジ１１を舞い上がらせずにある程度遮断する仕切手段１５と組み合わせることでそれぞれの仕切手段１５の脆弱な部分を強化できる。

次に、図１２は、各実施形態にかかるスラッジ遮断装置１０（１０Ａ〜１０Ｆ）を容器１２に複数敷き詰めた上面図である。
容器１２は、例えば、復水器などのタービン建屋の各種設備、原子炉建屋の各種設備または建屋そのものなどであり、その形状は多様である。そこで、図１２に示されるように、スラッジ遮断装置１０を複数用いることで容器１２の形状または排出管２０の配置などに合わせてスラッジ１１を不足なく覆う。

この場合も、第１実施形態から第４実施形態で示されたスラッジ遮断装置１０が適宜組み合わせられる。隣り合ったスラッジ遮断装置１０どうしを連結させる場合は、必ずしもすべてのスラッジ遮断装置１０が脚部１８を備える必要はなくなる。

なお、仕切手段１５またはスラッジ遮断装置１０そのものを複数組み合わせること以外は、第６実施形態は各実施形態と同様の構造および動作手順となるので、重複する説明を省略する。図面においても、共通の構成または機能を有する部分は同一符号で示し、重複する説明を省略する。

このように、仕切手段１５またはスラッジ遮断装置１０の全体を複数組み合わせることによって、遮断の脆弱な部分を強化することができる。また、容器１２の形状や排出管２０の配置などに合わせてスラッジ１１を不足なく覆うことができる。

以上のべた少なくとも一つの実施形態のスラッジ遮断装置１０によれば、簡素化された構造で核燃料物質を含むスラッジ１１の界面１４を覆うことにより、スラッジ１１の臨界および広範囲への散逸を防止することが可能となる。さらに、仕切手段１５の上部に貯められた液体へのスラッジ１１の混入を低減させることで、回収される液体の核燃料物質の臨界管理が容易になる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、組み合わせを行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１０（１０Ａ〜１０Ｆ）…スラッジ遮断装置、１１…スラッジ、１２…容器、１３〔１３ａ，１３ｂ（１３ｂ_ｓ，１３ｂ_ｔ），１３ｃ，１３ｄ〕…支持部材、１４…界面、１５〔１５ａ，１５ｂ（１５ｂ_ｓ，１５ｂ_ｔ），１５ｃ，１５ｄ，１５ｅ〕…仕切手段、１６〔１６ａ（１６ａ_ｓ，１６ａ_ｔ），１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ〕…動作手段、１８…脚部、１９…留具、２０…排出管、２１…逆止手段、２２…添加管、２３…回収管、２４…開口部、２５…除去手段、２６…添加槽、２８…牽引手段、ｄ…距離、Ｂ²…バックリング、ｋ_∞…中性子無限増倍率、ｋ_eff…中性子実効増倍率、ｋ_Ｌ…推定臨界下限増倍率、Ａ，Ｂ…方向。

Claims

核燃料物質を含むスラッジが液体中に沈積している容器に沈められて前記容器の底部に設置される支持部材と、
前記支持部材に支持されるとともに液相と固相の界面の近傍に配置される仕切手段と、
前記界面を覆うように前記仕切手段を動作させる動作手段と、を備えることを特徴とするスラッジ遮断装置。
前記支持部材は、前記スラッジが沈積する底面からの前記仕切手段の距離を、前記仕切手段に前記界面が達しても前記スラッジの厚さが十分に臨界を下回るように調整する脚部を備えることを特徴とする請求項１に記載のスラッジ遮断装置。
前記仕切手段は、中性子吸収体を含むことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のスラッジ遮断装置。
前記スラッジを希釈する希釈液または中性子吸収体溶液を前記スラッジに添加する添加管を備えることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のスラッジ遮断装置。
前記スラッジの付近に沈設された開口部から前記スラッジを前記容器の外部に排出する排出管を備えることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のスラッジ遮断装置。
前記仕切手段は、沈降してくるスラッジを前記仕切手段の底面側に沈積させるとともにその逆流を抑止する逆止手段を備えることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のスラッジ遮断装置。
前記仕切手段は、分割された仕切板であり、
前記動作手段は、前記仕切手段を前記支持部材または他の仕切板に連結することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のスラッジ遮断装置。
前記動作手段は前記仕切手段どうしをその板面上でスライドさせることを特徴とする請求項６に記載のスラッジ遮断装置。
前記仕切手段は、可撓性を有するシートであり、
前記動作手段は、前記シートを巻きつけるローラであることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のスラッジ遮断装置。
前記仕切手段は、上下方向に複数段配置されることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載のスラッジ遮断装置。
核燃料物質を含むスラッジが液体に沈積している容器の底部に支持部材を沈めて設置するステップと、
前記支持部材に支持される仕切手段を液相と固相の界面の近傍に配置するステップと、
前記界面を覆うように前記仕切手段を動作させるステップと、を含むことを特徴とするスラッジ遮断方法。