JPH07128496A - キャスク浄化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】燃料取扱ピット及び燃料プールの浄化手段とキ
ャスク浄化手段を組合わせて、二次廃棄物の発生量が少
ない効率的なキャスク浄化装置を提供する。 【構成】キャスク浄化装置は、使用済燃料の取り出しを
行う燃料取扱ピット１と、これに連通して設置した使用
済燃料を貯蔵する使用済燃料プール３と使用済燃料を内
包するキャスク９において、前記燃料取扱ピット１と使
用済燃料プール３及び据付けたキャスク９の夫々に内部
水の浄化手段１ａ，３ａ，９ａを設けると共に、キャス
ク内部水の浄化運転に際しては前記各浄化手段１ａ，３
ａ，９ａから浄化水を供給することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、使用済燃料を受け入れ
る再処理施設に係り、特に使用済燃料の輸送手段である
キャスクの浄化装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】原子力発電プラントで発生する使用済燃
料は、各原子力発電プラント内で所定期間貯蔵されてか
ら再処理施設に移送される。この各原子力発電プラント
内に貯蔵している間は、プール内において冷却水により
冷却され、この冷却水は循環して再使用される。

【０００３】図３の系統構成図は冷却水の浄化装置を示
し、原子炉から水中を介して運ばれた図示しない燃料集
合体は、燃料取扱ピット１内で取出され、せき２を通っ
て使用済燃料プール内３に貯蔵されると共に冷却され
る。

【０００４】この使用済燃料には原子炉内でクラッド
（Chalk River Unidentified Dedposit ）と呼ばれる不
溶解生成物が付着しており、これが水中移送時及び冷却
時に水中に浮遊してくる。浮遊したクラッドは水と共に
ポンプ４で送られて、中空糸膜フィルタ５、及びイオン
交換樹脂を内蔵した脱塩装置６を用いて除去し、浄化水
は熱交換器７を経由して再び燃料取扱ピット１、及び使
用済燃料プール３に戻される。

【０００５】この浄化装置は、処理水の容量、温度、ク
ラッドの量（放射能）を十分に浄化処理する能力を有し
ており信頼性は高い。しかしながら、一般に中空糸膜フ
ィルタ５、及び脱塩装置６を用いるイオン交換樹脂は耐
熱性が低く、前記浄化装置のような条件での使用には非
常に適しているが、高温（70℃以上）の水のろ過には対
応できないという性質がある。

【０００６】使用済燃料の再処理施設等で各原子力発電
プラントからの使用済燃料を集中して貯蔵しょうとする
場合には、各原子力発電プラントの使用済燃料は、これ
を内包して移送する輸送手段である図示しないキャスク
によって輸送される。

【０００７】しかし、キャスクには使用済燃料と共に水
が充填されているが、この内部水は高温になることか
ら、その浄化には上記した原子力発電プラントの燃料プ
ール浄化系とほぼ同様な構成の従来の浄化装置をそのま
ま適用することができず、耐熱性に優れたセラミックフ
ィルタを用いたクラッド除去装置が提案されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】原子力発電発電所にお
ける使用済燃料は、図示しないキャスクに収容されて再
処理施設まで移送されるが、この時に移送中の振動で使
用済燃料に付着したクラッドの大部分が剥離し、キャス
ク内部に充填した水中に浮遊する。また、密閉したキャ
スクの内部水は、使用済燃料の熱が伝わり80〜90℃に温
度が上昇する。

【０００９】したがって再処理施設においては、前記各
原子力発電プラント同様に、このキャスクを直接、燃料
取扱ピット１内に入れて、使用済燃料の取出を行うと、
燃料取扱ピット１の内部水、及びこれと連通している使
用済燃料プール３の内部水は、キャスク内部水中に浮遊
したクラッドが拡散して汚染が増加する。

【００１０】また、キャスク内部水の熱により、各プー
ルの内部水の温度が上昇して中空糸膜フィルタ５及び脱
塩装置６に内蔵されたイオン交換樹脂の劣化が促進さ
れ、この結果と前記クラッドによる汚染の増加で、下流
側における二次廃棄物が多量に発生するという支障があ
った。

【００１１】一方、耐熱性の高いセラミックフィルタを
用いて、キャスク内部水のみを浄化するクラッド除去手
段も提案されているが、キャスク内部水の冷却のために
は多量の水を必要とすることから、設備的に単独技術と
するのは経済的な課題があった。

【００１２】本発明の目的とするところは、燃料取扱ピ
ット及び使用済燃料プールの浄化手段とキャスク浄化手
段を組合わせて、二次廃棄物の発生量が少ない効率的な
キャスク浄化装置を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
請求項１記載の発明に係るキャスク浄化装置は、使用済
燃料の取り出しを行う燃料取扱ピットと、これに連通し
て設置した使用済燃料を貯蔵する使用済燃料プールと使
用済燃料を内包するキャスクにおいて、前記燃料取扱ピ
ットと使用済燃料プール及び据付けたキャスクの夫々に
内部水の浄化手段を設けると共に、キャスク内部水の浄
化運転に際しては前記各浄化手段から浄化水を供給する
ことを特徴とする。

【００１４】請求項２記載の発明に係るキャスク浄化装
置は、燃料取扱ピットと使用済燃料プール及びキャスク
の夫々に設けた内部水の浄化手段による浄化水が各燃料
取扱ピットと使用済燃料プール及びキャスクに還流する
ことを特徴とする。

【００１５】請求項３記載の発明に係るキャスク浄化装
置は、燃料取扱ピットの浄化手段には中空糸膜フィルタ
を、使用済燃料プールの浄化手段にはイオン交換樹脂を
内蔵した脱塩装置を、またキャスク浄化手段にはセラミ
ックフィルタを使用したことを特徴とする。

【００１６】

【作用】請求項１記載の発明では、所定位置に据付けキ
ャスクに、各配管と止め弁を介して連結し、止め弁を開
いてキャスク浄化装置を運転する。これにより、使用済
燃料プールの浄化手段から燃料取扱ピットと使用済燃料
プールの内部水が浄化されてキャスク内に流入し、キャ
スク内部水を冷却すると共に外部に排出する。

【００１７】これにより高温でクラッドを多く含んだキ
ャスク内部水は高温における浄化機能に優れたキャスク
の浄化手段により浄化、冷却される。さらに、キャスク
の内部及び使用済燃料は、前記燃料取扱ピットと使用済
燃料プールの浄化水により浄化、冷却される。

【００１８】請求項２記載の発明では、燃料取扱ピット
と使用済燃料プールの内部水は、夫々の浄化手段により
浄化されてキャスク内の浄化、冷却及びキャスク内部水
の冷却に供された後は、燃料取扱ピット及び使用済燃料
プールの夫々の浄化手段により浄化されて、再び燃料取
扱ピット及び使用済燃料プールに還流する。

【００１９】さらに、別途キャスク内部水とキャスク内
部を冷却した燃料取扱ピットと使用済燃料プールからの
浄化水は、キャスクの浄化手段による浄化されて補給水
となり、燃料取扱ピットと使用済燃料プール及びキャス
クに還流して、浄化水の効率的利用をする。

【００２０】請求項３記載の発明では、燃料取扱ピット
の浄化手段には中空糸膜フィルタを、また使用済燃料プ
ールの浄化手段にはイオン交換樹脂を内蔵した脱塩装置
を、さらにキャスク浄化手段には高温機能に優れたセラ
ミックフィルタを使用して、各浄化手段における処理温
度による劣化の抑制と、機能維持により二次廃棄物の発
生量を低減する。

【００２１】

【実施例】本発明の一実施例を図面を参照して説明す
る。なお、上記した従来技術と同じ構成部分については
同一符号を付して詳細な説明を省略する。図１の系統構
成図に示すように、燃料プール浄化系としては、冷却水
を満たした燃料取扱ピット１と使用済燃料プール３が、
せき２で連通されており、燃料取扱ピット１の内部水は
ポンプ４で送られて燃料取扱ピットの浄化手段１ａであ
る中空糸膜フィルタ５で浄化される。

【００２２】また、使用済燃料プール３の内部水は、前
記燃料取扱ピットの浄化手段で浄化された燃料取扱ピッ
ト１の内部水と共に、ポンプ８で送られて使用済燃料プ
ールの浄化手段３ａであるイオン交換樹脂を内蔵した脱
塩装置６を用いて浄化し、さらに熱交換器７で冷却して
再び燃料取扱ピット１、及び使用済燃料プール３に戻さ
れるように形成している。

【００２３】また、キャスク浄化系として、キャスクの
浄化手段９ａが前記熱交換器７の出口側の止め弁７ａ
と、ポンプ４の吸入側の止め弁４ａに、各発電プラント
から移送されてくる使用済燃料を収納したキャスク９が
結合されるようにし、かつ、ポンプ４の吸入側で止め弁
４ｂと止め弁４ａとの間にキャスク９から排出された内
部水を捕集するキャスク内部水受タンク10、ポンプ11及
びセラミックフィルタ12、さらに浄化設備13が連結され
て形成している。

【００２４】また、このキャスクの浄化手段９ａから
は、前記キャスク９には洗浄水が、燃料取扱ピット１、
及び使用済燃料プール３には補給水が供給されるように
構成されている。

【００２５】前記浄化設備13については図２の詳細構成
図に示すように、セラミックフィルタ12でろ過されたろ
過水を捕集するろ過水タンク14と、このろ過水を冷却す
る熱交換器15及び収集タンク16、さらにポンプ17と中空
糸膜フィルタ18、また脱塩装置19、水質確認用のサンプ
リングタンク20と、補給水槽22及びポンプ23で構成して
いる。

【００２６】次に上記構成による作用について説明す
る。各原子力発電プラントから移送された使用済燃料を
収納したキャスク９は、前記図１に示す所定位置に据付
けて、各種配管と止め弁４ａ，７ａを介して連結し、使
用済燃料プール３の浄化手段３ａにおける熱交換器７、
及びキャスク９の浄化手段９ａにおけるキャスク内部水
受タンク10等と接続する。

【００２７】当初は前記止め弁４ｂを閉じ、止め弁４
ａ，７ａを開いてキャスク浄化装置を運転することによ
り、熱交換器７から燃料取扱ピット１及び使用済燃料プ
ール３の内部水を浄化した浄化水がキャスク９内に流入
することから、水温80〜90℃の高温キャスク内部水は、
約70℃に冷却されながらキャスク内部水受タンク10に排
出される。

【００２８】以上により、高温でクラッドを多く含んだ
キャスク内部水がキャスク９外に排出され、その後にキ
ャスク９から排出される内部水の水温とクラッド混入量
が低下したら、前記止め弁４ｂを開くと、キャスク９か
ら排出された内部水の一部は止め弁４ｂを介して、燃料
取扱ピット１の浄化手段１ａと使用済燃料プール３の浄
化手段３ａに還流して浄化、冷却される。

【００２９】これにより、燃料取扱ピット１及び使用済
燃料プール３に貯えられた大量の内部水が、燃料取扱ピ
ット１の浄化手段１ａと使用済燃料プール３の浄化手段
３ａにより浄化、冷却されて浄化水となってキャスク９
内に流れて、キャスク９及びキャスク９内の使用済燃料
を浄化、冷却する。

【００３０】さらに、前記キャスク９から浄化手段９ａ
に流出し、使用済燃料から剥離したクラッドと一緒にキ
ャスク内部水受タンク10に捕集されたキャスク内部水
は、高温機能に優れたセラミックフィルタ12、さらに浄
化設備13において浄化、冷却されて補給水となる。

【００３１】すなわち、キャスク内部水受タンク10のキ
ャスク内部水は、セラミックフィルタ12でろ過されて水
中のクラッドが除去される。このろ過水は浄化設備13の
図２に示すろ過水タンク14で捕集され、熱交換器15で更
に冷却された後に一旦、収集タンク16に溜めらる。

【００３２】温度が低下したろ過水は収集タンク16から
ポンプ17により送り出されて中空糸膜フィルタ18でろ過
され、更に脱塩装置19において内蔵するイオン交換樹脂
によりろ過される。このろ過水はサンプリングタンク20
において一部を抽出し、水質確認をした後に補給水とし
て補給水槽22に捕集される。この補給水は、ポンプ23に
より必要に応じてキャスク９、あるいは燃料取扱ピット
１及び使用済燃料プール３へ供給される。

【００３３】以上本発明のキャスク浄化装置による浄化
処理により、キャスク９においては、浮遊したクラッド
を含む内部水を排出し、またクラッド熱を除去した状態
となる。次いでキャスク浄化装置を一旦停止し、止め弁
４ａ，７ａを閉じてキャスク９をキャスク浄化装置から
切り離し、燃料取扱ピット１に搬送して水中でキャスク
９内から使用済燃料の取出しを行い、さらに水中でせき
２を通って使用済燃料プール３中に移送して貯蔵され
る。

【００３４】この時のキャスク９内は、キャスク内部水
を始め、使用済燃料についてもクラッドが除去されてお
り、しかもキャスク内部水は低温になっている。したが
って、燃料取扱ピット１内に取出された使用済燃料、及
びキャスク内部水は燃料取扱ピット１及び使用済燃料プ
ール３の内部水を汚染することなく、かつ、水温を上昇
させることもない。

【００３５】また、キャスク９の浄化運転を行わない場
合には、上記燃料取扱ピット１の浄化手段１ａと使用済
燃料プール浄化手段の運転をすることにより、燃料取扱
ピット１及び使用済燃料プール３における内部水の浄化
と冷却が行われる。

【００３６】本発明によれば、予めキャスク９より使用
済燃料を取り出す前で、キャスク９内のクラッドが他に
拡散する以前にキャスク９から排出し、捕捉することが
できる。また、キャスク浄化系に比較して大量の冷却水
を常時保有する燃料プール浄化系の燃料取扱ピット１及
び使用済燃料プール３から夫々の浄化手段１ａ，３ａで
浄化、冷却した浄化水を供給するので、キャスク９を効
率良く冷却できると共に、キャスク浄化系として単独に
大量の浄化水貯蔵や、浄化処理する必要がなくキャスク
内部水の浄化設備が簡素化できる。

【００３７】さらに、燃料取扱ピット１に搬入するキャ
スク９の内部は、使用済燃料を含めて十分に冷却されて
おり、かつ、クラッドもないので、燃料取扱ピット１及
び使用済燃料プール３の内部水の水温上昇とクラッドに
よる汚染をしないことから、浄化手段の中空糸膜フィル
タ５や、脱塩装置６に内蔵するイオン交換樹脂等の熱劣
化が防止できて長期間の浄化機能維持と、二次廃棄物の
発生量が低減する。

【００３８】

【発明の効果】以上本発明によれば、使用済燃料の再処
理施設等におけるキャスクと使用済燃料の浄化及び浄化
設備が効率化され、浄化水と浄化系統内において発生す
る二次廃棄物量を低減できることから経済性も向上する
効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る一実施例のキャスク浄化装置の系
統構成図。

【図２】本発明に係る一実施例の浄化設備の構成図。

【図３】従来のキャスク浄化装置の系統構成図。

【符号の説明】

１…燃料取扱ピット、１ａ…燃料取扱ピットの浄化手
段、２…せき、３…使用済燃料プール、３ａ…使用済燃
料プールの浄化手段、４，８，11，17，21，23…ポン
プ、４ａ，４ｂ，７ａ…止め弁、５，18…中空糸膜フィ
ルタ、６，19…脱塩装置、７，15…熱交換器、９…キャ
スク、９ａ…キャスクの浄化手段、10…キャスク内部水
受タンク、12…セラミックフィルタ、13…浄化設備、14
…ろ過水タンク、16…廃液収集タンク、20…サンプリン
グタンク、22…補給水槽。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水中のキャスクから使用済燃料の取り出
   しを行う燃料取扱ピットとこれに連通して設置した使用
   済燃料を貯蔵する使用済燃料プールと使用済燃料を内包
   するキャスクにおいて、前記燃料取扱ピットと使用済燃
   料プール及び据付けたキャスクの夫々に内部水の浄化手
   段を設けると共に、キャスク内部水の浄化運転に際して
   は前記各浄化手段から浄化水を供給することを特徴とす
   るキャスク浄化装置。
2. 【請求項２】 燃料取扱ピットと使用済燃料プール及び
   キャスクの夫々に設けた内部水の浄化手段による浄化水
   が各燃料取扱ピットと使用済燃料プール及びキャスクに
   還流することを特徴とする請求項１記載のキャスク浄化
   装置。
3. 【請求項３】 燃料取扱ピットの浄化手段には中空糸膜
   フィルタを、使用済燃料プールの浄化手段にはイオン交
   換樹脂を内蔵した脱塩装置を、またキャスク浄化手段に
   はセラミックフィルタを使用したことを特徴とする請求
   項１または請求項２記載のキャスク浄化装置。