JP5111587B2

JP5111587B2 - 放射性廃棄物の保管方法

Info

Publication number: JP5111587B2
Application number: JP2010230636A
Authority: JP
Inventors: 浩吉島村
Original assignee: Chugoku Electric Power Co Inc
Current assignee: Chugoku Electric Power Co Inc
Priority date: 2010-10-13
Filing date: 2010-10-13
Publication date: 2013-01-09
Anticipated expiration: 2030-10-13
Also published as: JP2012083259A

Description

本発明は、使用済み中性子検出器や使用済みドライチューブ等の放射性廃棄物の保管方法に関する。

従来より、原子力発電所においては、定期検査期間中に取り替えた使用済みの中性子検出器（以下、ＬＰＲＭと称する）は、原型のまま燃料プールへ一時的に保管される。さらに、燃料プール内に保管されたＬＰＲＭは、原子力発電プラントが通常運転をしている期間に、サイトバンカ貯蔵プールへ運搬され、サイトバンカ貯蔵プール内に保管される。ここで、ＬＰＲＭをサイトバンカ貯蔵プールへ運搬する場合に、ＬＰＲＭを専用の運搬容器内に収納する必要があるために、ＬＰＲＭを切断して複数本に分割してから、専用の運搬容器内に収納された状態で運搬される。

また、ＬＰＲＭは、約１３ｍの長尺部材であるため、使用済みのＬＰＲＭが、原型のまま燃料プールに送られた場合、斜めの状態で燃料プール内保管される。この状態で長期間にわたって保管されるため、経時においてＬＰＲＭは、自重によって湾曲するようになる。そして、サイトバンカ貯蔵プールへ運搬する頃には、完全に湾曲してしまって真っ直ぐに戻らないようになる。このような湾曲したＬＰＲＭは、複数本に分割したとしても直線状のＬＰＲＭを分割した場合より、大きな収納スペースをとるようになる。このため、運搬容器におけるＬＰＲＭの収納効率が悪くなり、それに伴い、一回の運搬作業によって運搬できるＬＰＲＭの数が減るため、ＬＰＲＭのサイトバンカ貯蔵プールへの運搬効率が悪くなることにつながる。

そこで、ＬＰＲＭを切断し、燃料プール内に真っ直ぐな状態で保管できる程度の長さにしてから燃料プールへ一時的に保管することが考えられる。ＬＰＲＭを切断してから燃料プールに保管する技術としては、例えば、特許文献１に記載された技術がある。特許文献１によれば、ＬＰＲＭを切断し、ステンレス製ワイヤーロープによって束ねた状態で、燃料プールに保管することが提案されている。

特開昭６０−９３３９３号公報

ところで、使用済みのＬＰＲＭを切断してから燃料プールへ一時的に保管する場合、ＬＰＲＭの切断作業は、ＬＰＲＭが自重により湾曲する前に行うことが望ましく、特に、定期検査におけるＬＰＲＭの取り替え作業期間中に行うことが最も望ましい。

しかしながら、ＬＰＲＭの切断作業は、ＬＰＲＭが部分的に高線量の放射線を放射していることから水中での作業となり、困難性を有する。このため、作業員に対して熟練性が要求される。特許文献１に記載された技術においても、ＬＰＲＭの切断及び束に縛る作業を水中で行う必要があるため、困難性を有する作業となる。

また、定期検査中は、複雑な検査工程を期間内に行う必要がある。このため、定期検査におけるＬＰＲＭの取り替え作業期間中に、比較的困難性が高いＬＰＲＭの切断作業を行うことは、定期検査のクリチカル工程に影響を及ぼすことになる。したがって、使用済みＬＰＲＭの切断作業は、検査が行われていない通常運転中に行っているのが現状である。

本発明は、このような問題点を解決し、ＬＰＲＭの取り替え作業期間中に切断作業を実施することを可能にする放射性廃棄物の保管方法を提供することを目的とする。

前記目的を達成するため、本発明は、次に記載する構成を備えている。

（１）定期検査において所定の長尺部材の交換を行い、交換された使用済み長尺部材を放射性廃棄物として、水が張られた燃料プール内に保管する放射性廃棄物の保管方法において、原子炉から使用済み長尺部材を取り出して燃料プールに移動する移動工程と、使用済み長尺部材の高線量部を前記燃料プール内に位置付け、使用済み長尺部材の低線量部を前記燃料プールの外に位置付け、使用済み長尺部材の高線量部と低線量部との境界付近の低線量部を切断する切断工程と、切断した使用済み長尺部材の高線量部と低線量部とを前記燃料プール内に保管する保管工程とを有することを特徴とする放射性廃棄物の保管方法。

（１）によれば、燃料プールに使用済み長尺部材（例えば、ＬＰＲＭやドライチューブ）の高線量部を燃料プール内の水中に位置付けることによって、高線量部からの放射線による影響を低減させ、さらに、高線量部と低線量部との境界付近の低線量部を切断して、使用済み長尺部材の長さを燃料プールの長さあるいは深さより短くすることにより、使用済み長尺部材を真っ直ぐな状態で燃料プール内に保管することができる。これにより、燃料プール内の使用済み長尺部材を他の場所に移送する際に、多くの使用済み長尺部材をまとめて移送することが可能になる。また、高線量部をプール外に出すことはできないが、低線量部をプール外に出すことは可能である。そこで、高線量部と低線量部との境界付近の低線量部の切断作業は、低線量部を燃料プール外に出してフロア上で行うことにより、作業性がよくなり、ＬＰＲＭの取り替え作業期間中に切断作業を実施しても、定期検査のクリチカル工程に影響を及ぼすことが低減される。

（２）（１）において、前記使用済み長尺部材は、中性子検出器であることを特徴とする放射性廃棄物の保管方法。

（２）によれば、使用済み中性子検出器（ＬＰＲＭ）の切断作業を、取り替え作業期間中に実施しても、定期検査のクリチカル工程に影響を及ぼすことが低減される。

（３）（２）において、前記保管工程の後に、前記中性子検出器の高線量部を前記燃料プール内で切断して、前記燃料プール内に予め用意した容器に収納する工程を有することを特徴とする放射性廃棄物の保管方法。

（３）によれば、ＬＰＲＭの高線量部は真っ直ぐな状態で切断されるため、容器（バスケット）内に、ＬＰＲＭの高線量部を整列させた状態で並べることによって、一度に多くのＬＰＲＭの高線量部を収納することが可能になり、その結果、一回の運搬作業で多くのＬＰＲＭの高線量部を燃料プールから他の場所に移送することが可能になる。

（４）（１）において、前記使用済み長尺部材は、中性子検出器から中性子の検出機能を有する部品を外してなるドライチューブであることを特徴とする放射性廃棄物の保管方法。

（４）によれば、使用済みドライチューブの切断作業を、取り替え作業期間中に実施しても、定期検査のクリチカル工程に影響を及ぼすことが低減される。

（５）（１）〜（４）において、前記保管工程において、使用済み長尺部材の高線量部は、上方から吊した状態で前記燃料プール内に保管されることを特徴とする放射性廃棄物の保管方法。

（５）によれば、使用済み長尺部材の高線量部を、燃料プール内において真っ直ぐな状態で維持しながら保管することが可能になる。

本発明によれば、使用済み長尺部材（例えば、ＬＰＲＭやドライチューブ）の切断作業を取り替え作業期間中に実施することが可能になる。これにより、使用済み長尺部材が真っ直ぐな状態で保管されるため、燃料プール内の使用済み長尺部材を他の場所に移送する際に、多くの使用済み長尺部材をまとめて移送することが可能になる。

原子炉ウェルと使用済み燃料プールを上面視した際の概要を示す説明図である。図１の側面図である。ＬＰＲＭの外観を示す側面図である。炉心からＬＰＲＭを取り出して、燃料プールに仮保管するまでのＬＰＲＭの状態を示す説明図である。燃料プールに仮保管されたＬＰＲＭの高線量部の切断作業を示す図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、原子炉ウェルと燃料プールを上面視した際の概要を示す説明図、図２は、図１の側面図である。図１に示すように、原子炉ウェル１００は、原子炉１に直接つながるプールである。燃料プール１１０は、原子炉１内の使用済み燃料を貯蔵するプールである。また、原子炉ウェル１００と燃料プール１１０との間には、プールゲート１２０が設けられており、プールゲート１２０を開放することにより、原子炉ウェル１００と燃料プール１１０とを連通させることができる。原子炉ウェル１００の底部には、原子炉１（図２参照）の格納容器１４の蓋１６が設けられている。本実施形態においては、原子炉ウェル１００の大きさは直径約１３ｍ、深さ約８ｍ、燃料プール１１０は、長さ約１２ｍ、幅約７ｍ、深さ約１２ｍである。

原子炉１は、図２に示すように、炉心１０を収納する圧力容器１２、及び圧力容器１２を収納する格納容器１４を備えており、さらに、炉心１０には、燃料集合体（図示せず）、制御棒（図示せず）、ＬＰＲＭ２０（図３参照）等が配置されている。炉心１０の燃料集合体、制御棒、ＬＰＲＭを交換する際には、格納容器１４の蓋１６を開放し、さらに圧力容器１２の蓋１３を開放することによって炉心１０の内部から燃料集合体、制御棒、ＬＰＲＭ等を交換することが可能になる。

燃料集合体（図示せず）、制御棒（図示せず）、ＬＰＲＭ等の交換は、主に、定期検査の期間中に行われる。原子炉１の炉心１０の定期検査のためには、まず天井クレーン（図示せず）で、格納容器１４の蓋１６、及び圧力容器１２の蓋１３を開ける。次に、炉心１０内から、気水分離器（図示せず）を取り外して、気水分離器用の貯蔵プール（図示せず）に移動させる。次に、原子炉ウェル１００を満水にし、プールゲート１２０を開けて、原子炉ウェル１００と燃料プール１１０を連通させ、そして、燃料集合体、制御棒、ＬＰＲＭ等を、炉心１０から引き上げ、原子炉ウェル１００から燃料プール１１０まで移送する。

また、原子炉ウェル１００の近傍には、取替機２００が備えられている。使用済みのＬＰＲＭを取り替える際には、取替機２００を操作し、ワイヤの先端に取り付けられた掴み装置２１０を原子炉ウェル１００に降ろし、掴み装置２１０に使用済みのＬＰＲＭの先端部を把持させて、引き上げることによって、ＬＰＲＭを炉心１０から取り出して、燃料プール１１０に搬送する。そして、専用バック（図示せず）に収納した新規のＬＰＲＭを炉心１０に吊り降ろし、掴み装置２１０により、新規のＬＰＲＭの先端部を把持させ、炉心１０内の所定位置に装荷する。

図３は、ＬＰＲＭの外観を示す側面図である。ＬＰＲＭ２０は、プランジャ２２、プランジャチューブ２４、カバーチューブ２６、ハウジングチューブ２８及び保護チューブ３２を備えた長尺部材である。

プランジャ２２は、ＬＰＲＭ２０の上端部に位置し、炉心１０内においてＬＰＲＭ２０の上端側の支持に用いられる部材である。

プランジャチューブ２４は、一端部にプランジャ２２をスライド移動可能に嵌挿し、内部にプランジャ２２を突出させる方向に付勢するスプリング（図示せず）を備えたものである。

カバーチューブ２６は、一端部にプランジャチューブ２４の他端部を固定し、内部に４つの検出器（図示せず）を備えたものである。

ハウジングチューブ２８は、一端部にカバーチューブ２６を固定し、内部に、カバーチューブ２６の４つの検出器からの信号線を案内する案内管（図示せず）備えたものである。

保護チューブ３２は、ハウジングチューブ２８に接続され、案内管（図示せず）によって保護された４つの検出器からの信号線を保護するものである。

圧力容器１２の底部には、ＬＰＲＭ２０の下端部を支持するインコアハウジング３４が設けられている。このインコアハウジング３４にハウジングチューブ２８が挿入されることにより、圧力容器１２の底部にＬＰＲＭ２０が装荷される。この時、保護チューブ３２は、インコアハウジング３４を介して圧力容器１２の外部に位置する。そして、保護チューブ３２内の信号線は、図示しない管理室の端末に接続されており、４つの検出器からの検出データは、信号線を介して管理室に送られる。

本実施形態によれば、ＬＰＲＭ２０は、全長約１３ｍである。ＬＰＲＭ２０において、プランジャ２２からインコアハウジング３４までの約９ｍの部分、すなわち、図中ＡＢ間の部分は、炉心１０において、燃料集合体（図示せず）の近傍に位置するため、多量の放射線を浴びるようになるため、比較的多量の放射線を発するようになる。以下の説明において、使用済みのＬＰＲＭ２０における、プランジャ２２から約９ｍまでの部分（図中ＡＢ間の部分）を高線量部と称する。また、使用済みのＬＰＲＭ２０における、高線量部以外の部分、すなわち、図中ＢＣ間の部分は、燃料集合体（図示せず）から離れているため、燃料集合体（図示せず）からの放射線の影響が少ない。なお。以下の説明において、使用済みのＬＰＲＭ２０における、プランジャ２２から約９ｍまでの部分以外の部分（図中ＢＣ間の部分）を低線量部と称する。

次に、ＬＰＲＭ２０を炉心１０から取り出して、燃料プール１１０に仮保管するまでのＬＰＲＭ取出工程を、図２、図４を用いて説明する。

このＬＰＲＭ取出工程は、定期検査において実行される工程であり、原子炉１から使用済みのＬＰＲＭ２０を取り出して、燃料プール１１０に移動する移動工程と、使用済みのＬＰＲＭ２０の高線量部と低線量部との境界を切断する切断工程と、切断したＬＰＲＭ２０の高線量部と低線量部とを燃料プール１１０内に保管する保管工程とからなる。

まず、使用済みのＬＰＲＭ２０の移動工程について説明する。

作業員は、取替機２００を操作して、図２に示すように、取替機２００の掴み装置２１０を原子炉ウェル１００の水中に下ろす。そして、掴み装置２１０が使用済みのＬＰＲＭ２０のプランジャ２２の位置に移動した時点で停止させ、掴み装置２１０にプランジャ２２の先端部を把持させる。この状態で、掴み装置２１０を引き上げることにより、図４（ａ）に示すように、ＬＰＲＭ２０が炉心１０から離脱して引き上げられる。さらに、取替機２００を操作し、燃料プール１１０及び原子炉ウェル１００の水中領域内で、ＬＰＲＭ２０の上端側（高線量部側）が燃料プール１１０を向くようにＬＰＲＭ２０を傾けて、図４（ｂ）に示すように、ＬＰＲＭ２０の上端側から燃料プール１１０に移動させる。

次に、切断工程について説明する。ＬＰＲＭ２０の上端側を燃料プール１１０に移動させて、図４（ｂ）に示す状態にした後、掴み装置（図示せず）を取り付けた天井クレーン（図示せず）によってＬＰＲＭ２０の下端側（低線量部側）を把持させて気中に持ち上げることにより、図４（ｃ）に示すように、ＬＰＲＭ２０の上端側を燃料プール１１０の下方に向け、ＬＰＲＭ２０の下端側を水上に引き上げる。この際、ＬＰＲＭ２０において水上に引き上げる部分は、低線量部の範囲とし、高線量部が水上に引き上げられないように注意する。そして、作業員は、フロア上で金属管切断工具を用いて、水上に引き上げられたＬＰＲＭ２０の低線量部と、高線量部との境界付近を切断する作業を行う。この場合、ＬＰＲＭ２０の高線量部は水中であることが望ましいことから、低線量部における低線量部と高線量部の境界近傍の部位を切断することになる。本実施形態においては、ＬＰＲＭ２０は、９ｍより若干長い高線量部と、４ｍより若干短い低線量部とに分割されるが、いずれも燃料プール１１０の深さ（約１２ｍ）よりは短くなる。

次に、保管工程について説明する。ＬＰＲＭ２０の切断によって低線量部と高線量部の境界部分は、扇形状につぶれた状態となっており、切断作業によって扇形状につぶれたＬＰＲＭ２０の端部にワイヤを取り付ける。そして、図４（ｄ）に示すように、ＬＰＲＭ２０の高線量部は、ワイヤによって吊り下げられた状態で燃料プール１１０内に仮保管される。ＬＰＲＭ２０の低線量部も同様に、端部にワイヤを取り付け、このワイヤによって吊り下げられた状態で燃料プール１１０内に仮保管される。なお、ＬＰＲＭ２０の低線量部については、後に取り出しやすい状態であれば保管方法は問わない。例えば、フロア上で複数本のＬＰＲＭ２０の低線量部を束にしてから、燃料プール１１０内に沈めてもよい。

燃料プール１１０内に仮保管されたＬＰＲＭ２０の高線量部及び低線量部は、発電プラントの運転期間中に、さらに切断される。具体的に、ＬＰＲＭ２０の高線量部については、燃料プール１１０内で２分割して、燃料プール１１０内に予め用意した専用バスケット３００に収納する。このとき、検出器を切断しないように、切断位置を決定する。本実施形態においては、図３におけるＤの部位、すなわち、カバーチューブ２６とハウジングチューブ２８との連結部分を切断する。ＬＰＲＭ２０の低線量部については、約１／８に切断して、ドラム缶に収納する。

専用バスケット３００にＬＰＲＭ２０の高線量部がある程度蓄積された場合には、ＬＰＲＭを収納した専用バスケット３００を、固体廃棄物移送容器（図示せず）に収納して、サイトバンカ貯蔵プールへ運搬する。低線量部を収納したドラム缶は、固体廃棄貯蔵所に搬入される。

以上、説明したように本実施形態によれば、燃料プール１１０に使用済みのＬＰＲＭ２０の高線量部を燃料プール１１０内の水中に位置付けることによって、高線量部からの放射線による影響を低減させ、さらに、低線量部における高線量部と低線量部との境界付近の部位を切断して、ＬＰＲＭ２０の長さを燃料プール１１０の長さあるいは深さより短くすることにより、ＬＰＲＭ２０を真っ直ぐな状態で燃料プール１１０内に保管することができる。これにより、燃料プール１１０内のＬＰＲＭ２０を他の場所に移送する際に、多くのＬＰＲＭ２０をまとめて移送することが可能になる。また、高線量部と低線量部との境界付近の切断作業は、低線量部であれば水上に引き上げても周囲を放射線で汚染するおそれがないことから、低線量部を水上に引き上げて燃料プール１１０外のフロア上で行う。これにより、切断作業における作業性がよくなる。しかも、取り替え作業期間中に行う切断作業は、高線量部と低線量部との境界部を切断して２分割するのみであるため、取り替え作業期間中に切断作業を実施しても、定期検査のクリチカル工程に影響を及ぼすことが低減される。

また本実施形態によれば、真っ直ぐな状態で仮保管されているＬＰＲＭ２０を切断して、専用バスケット３００に収納するため、専用バスケット３００内に、ＬＰＲＭ２０の高線量部を整列させた状態で並べることが可能になる。これにより、専用バスケット３００内に、一度に多くのＬＰＲＭの高線量部を収納することが可能になり、その結果、一回の運搬作業で多くのＬＰＲＭの高線量部を燃料プール１１０から他の場所に移送することが可能になる。

また本実施形態によれば、使用済みのＬＰＲＭ２０の高線量部を、燃料プール１１０内に上方から吊した状態で収納されるため、真っ直ぐな状態で維持しながら保管することが可能になる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の実施形態は、上述したものに限るものではない。例えば、上述した実施形態においては、放射性廃棄物としてＬＰＲＭ２０を原子炉１から燃料プール１１０に移動させるものであるが、それに限らず、ＬＰＲＭ２０から中性子の検出機能を有する部品を外してなるドライチューブを原子炉１から燃料プール１１０に移動させる場合も、本発明は適用可能である。

１原子炉
１０炉心
１２圧力容器
１３蓋
１４格納容器
１６蓋
２０中性子検出器（ＬＰＲＭ）
２２プランジャ
２４プランジャチューブ
２６カバーチューブ
２８ハウジングチューブ
３２保護チューブ
３４インコアハウジング
１００原子炉ウェル
１１０燃料プール
１３０プールゲート
２００取替機
２１０掴み装置
３００専用バスケット

Claims

定期検査において所定の長尺部材の交換を行い、交換された使用済み長尺部材を放射性廃棄物として、水が張られた燃料プール内に保管する放射性廃棄物の保管方法において、
原子炉から使用済み長尺部材を取り出して燃料プールに移動する移動工程と、
使用済み長尺部材の高線量部を前記燃料プール内に位置付け、使用済み長尺部材の低線量部を前記燃料プールの外に位置付け、使用済み長尺部材の高線量部と低線量部との境界付近の低線量部を切断する切断工程と、
切断した使用済み長尺部材の高線量部と低線量部とを前記燃料プール内に保管する保管工程とを有することを特徴とする放射性廃棄物の保管方法。
前記使用済み長尺部材は、中性子検出器であることを特徴とする請求項１記載の放射性廃棄物の保管方法。
前記保管工程の後に、前記中性子検出器の高線量部を前記燃料プール内で切断して、前記燃料プール内に予め用意した容器に収納する工程を有することを特徴とする請求項２記載の放射性廃棄物の保管方法。
前記使用済み長尺部材は、中性子検出器から中性子の検出機能を有する部品を外してなるドライチューブであることを特徴とする請求項１記載の放射性廃棄物の保管方法。
前記保管工程において、使用済み長尺部材の高線量部は、上方から吊した状態で前記燃料プール内に保管されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の放射性廃棄物の保管方法。